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Universidad de Cartagena
Facultad de Ingeniería
CAIDA LIBRE John Casseres, Alexander Genez, Eylin Muñoz, Josua Polo. Facultad de Ingeniería II Semestre, Ingeniería Química.
1. INTRODUCCIÓN ¿Por qué caen los cuerpos? Esta pregunta es tan antigua y ha despertado la curiosidad de mentes geniales como Galileo Galilei e Isaac Newton quienes quisieron dar una explicación lógica a unas interacciones fundamentales de la naturaleza: el movimiento en caída libre.
Movimiento Principal de Caída Libre (MVCL): En cinemática, la caída libre es un movimiento de un cuerpo donde solamente influye la gravedad. En este movimiento se desprecia el rozamiento del cuerpo con el aire, es decir, se estudia en el vacío. El movimiento de la caída libre es un movimiento uniformemente acelerado. La aceleración instantánea es independiente de la masa del cuerpo, es decir, si dejamos caer un coche y una pulga, ambos cuerpos tendrán la misma aceleración, que coincide con la aceleración de la gravedad (g).
En este informe se analizara el estudio experimental de la interacción que tiene un cuerpo al ser atraído por la gravedad de la tierra. Se conoce como caída libre cuando desde cierta altura un cuerpo se deja caer para permitir que la fuerza de gravedad actué sobre él, siendo su velocidad inicial cero. En este movimiento el desplazamiento es en una sola dirección que corresponde al eje vertical. Es un movimiento uniformemente acelerado y la aceleración que actúa sobre los cuerpos es la gravedad representada por la letra “g”.
La única fuerza que influye en la caída libre (recordamos que se desprecia el rozamiento con el aire) es el peso, que es igual al producto entre la masa del cuerpo y la constante gravitatoria g. Este movimiento se puede considerar un caso particular del MRUV donde la aceleración constante (la aceleración de la gravedad) es conocida de antemano.
L final de este informe los resultados demostraran que los cálculos obtenidos para hallar el valor experimental de la gravedad es muy cercano a 9,8 m/s2. Verificando correctamente que el experimento realizado en el laboratorio fue realizado con el más mínimo porcentaje de error.
Se verifica que si el cuerpo se encuentra cerca de la superficie de la tierra (alturas pequeñas comparadas con el radio de la tierra: R tierra= 6400 km) la aceleración de la gravedad se puede considerar constante y su valor aproximado es: g = 9,8 m/s2
2. OBJETIVOS
Frecuentemente, el valor de la aceleración de la gravedad (g) se aproxima a:
Generales Comprobar que el movimiento de caída liebre es un movimiento uniforme acelerado.
Específicos
Obtener la grafica h=f(t) y h=f(t 2).
Calcular la aceleración de la gravedad.
3. MARCO TEÓRICO
g = 10 m/s2
CONCEPTOS Galileo Galilei: Demostró que la velocidad de los objetos que caen aumenta continuamente durante su caída esta aceleración es la misma para los objetos pesados o ligeros siempre siempre que no se tenga en cuenta la resistencia del aire.
Isaac Newton: Según esta teoría, dos cuerpos cualesquiera con masa sufren una fuerza de
atracción entre ellos, lo que explicaría el hecho de que los cuerpos que se encuentran en la superficie terrestre, caigan hacia ella. Sin embargo, no hace falta indagar mucho en esta teoría para darse cuenta de que es completamente falaz, ya que siguiendo esta teoría, si tirásemos una manzana al aire, la tierra se vería atraída por ella y se movería de su órbita, suponiendo el final de la vida sobre su superficie.
MATERIALES Y MÉTODOS
Aristóteles: Había señalado que todo cuerpo sólido
Metodología
cae a la tierra con una velocidad que está en función a su peso. Galileo lanzó dos objetos de diferentes masas desde lo alto de una torre intentando explicar que todos los objetos son atraídos hacia la tierra con la misma fuerza, independientemente de la masa de los mismos. De esta manera, si Galileo tenía razón, ambos objetos llegarían al suelo al mismo tiempo, cosa que sucedió.
Materiales
Esfera metálica. Soporte universal. Bandeja de recepción. Regla. Contador digital de tiempo de caída.
1. Primeramente se procedió al montaje para luego colocar la esfera a una cierta altura agarrada por unas pinzas. 2. Luego se deja caer sobre base esponjosa para absorber el impacto. 3. Debe pasar por un contador digital de tiempo de caída para tomar varias medidas de este y también variamos la posición inicial de la esfera para mayores cálculos.
5. DISCUSIÓN Y ANALISIS DE RESULTADOS H
tpromedio
-2
-3
10*10 m 147.05*10 s 9.25 m/s2 20*10-2 m 202.69*10-3 s 9.8 m/s2 30*10-2 m 247.80*10-3 s 9.83 m/s2 40*10-2 m 287.79*10-3 s 9.71 m/s2 50*10-2 m 320.90*10-3 s 9.76 m/s2 60*10-2 m 351.72*10-3 s 9.74 m/s2 70*10-2 m 381.72*10-3 s 9.64 m/s2 Tabla 1: Relación entre Altura y Tiempo de Caída.
Laboratorio de Física I, Universidad de Cartagena
Altura Vs Tiempo 80 70
) 60 050 1 * (
2 -
a40 r u30 t l A20 10 0 0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
Tiempo (*10-3) Grafica 1: Caída Libre
Altura Vs Tiempo^2 80 70
) 2 0 1 * ( a r u t l A
60 50 40 30 20 10 0 0
20000
40000
60000
80000
Tiempo^2
100000
120000
140000
160000
(*10-3)
Grafica 2: Linealizacion de Caída Libre. 6. CONCLUSION Se concluyó en esta práctica que luego de obtener los tiempos en distintas alturas utilizamos la fórmula adecuada que es (2h/t2 = g) y con los distintos cálculos de tiempo con sus respectivas alturas se logró aproximarse de manera casi exacta a el valor de la gravedad que sabemos que es 9.8m/s2.
Además se logra concluir que este movimiento también es un MUA, ya que la aceleración es constante en toda la trayectoria de la esfera.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
EducaPlus. (2014). Caída Libre. Recuperado de http://www.educaplus.org/movi/4_2caidalibre.ht ml.
