Practica 2 cinematica y dinamica

UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA DE MEXICO FACULTAD DE INGENIERIA DIVISION DE CIENCIAS BASICAS

DEPARTAMENTO DE MATEMÁTICAS APLICADAS LABORATORIO DE MECÁNICA CINEMÁTICA Y DINÁMICA PRÁCTICA 2 CAIDA LIBRE

Profesora: CYNTIA MIRANDA TREJO Integrantes del e!"#o: $%ern&nde' M"llares L!"s Ya"r $Ro(ero Ag!"lar Dan"el $Le)ona *&'!e' R")ardo $+!entes +!entes It'a(a D, $Rodr-g!e' Ángel Ya"r $*&'!e' Rodr-g!e' Jos. Mar-a /r!#o: 20 +e)1a elaora)"3n de #r&)t")a: 45Se#t"e(re52678 +e)1a entrega de #r&)t")a: 295Se#t"e(re52678

PRÁCTICA 2 CAIDA LIBRE

Objetivos: •

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Estudiar el movimiento de un cuerpo en caída libre con el uso del sensor del movimiento Determinar el valor de la aceleración de la gravedad  Analizar el movimiento realizado por el cuerpo con el Software Logger Pro  Analizar e interpretar las gráficas obtenidas

Antecedentes

 Aristóteles afirmaba que entre más pesado sea el cuerpo implicaría menor tiempo de caída es decir que los cuerpos caen a una velocidad proporcional a su peso! "ormuló su teoría de los ob#etos en caída libre suponiendo que todos se componen de cuatro elementos$ tierra aire fuego % agua! Los que están constituidos primordialmente por tierra % agua tratan de alcanzar su lugar natural de reposo$ la &ierra' los ob#etos que se componen de aire tratan de subir a su estado natural de reposo$ el cielo! (alileo (alilei fue el que dise)ó ingeniosos m*todos para cronometrar con e+actitud la forma en que caen ob#etos seme#antes de distinto peso % pudo establecer que el peso de un ob#eto no influ%e en su aceleración con la condición de que sean despreciables los efectos de la resistencia del aire! Para aprobar su teoría de#ó caer ob#etos de diferentes pesos desde lo alto de la &orre inclinada de Pisa % comparó sus caídas! En una ocasión (alileo supuestamente reunió una gran multitud para que atestiguara la caída de un ob#eto ligero % uno pesado desde lo alto de la torre! Se dice que muc,os observadores de esta demostración quienes vieron a los ob#etos tocar el suelo  #untos se burlaron del #oven (alileo % continuaron afianzados a sus ense)anzas aristot*licas! (alileo demostró que si la aceleración a lo largo del plano inclinado es constante la aceleración debida a la gravedad debe ser constante % verificó su suposición de que las esferas al descender por planos inclinados se incrementaban uniformemente con el tiempo! Encontró que las esferas adquirían la misma cantidad de rapidez en cada intervalo sucesivo de tiempo' esto es las esferas rodaban con aceleración uniforme o constante!

La velocidad en cualquier tiempo es simplemente igual a la aceleración multiplicada por el tiempo!

(alileo encontró ma%ores aceleraciones para planos inclinados más empinados! La esfera adquiere su má+ima aceleración cuando el plano se levanta a la posición vertical' esto es la aceleración de -aída libre! &ras muc,o tiempo tomando datos (alileo se dio cuenta de que ,abía tres tipos de movimientos$ el movimiento rectilíneo uniforme que sólo se da en condiciones ideales en el vacío % que fue en el que se centró Aristóteles' el movimiento periódico como sería por e#emplo el circular' % por .ltimo el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado en el que el espacio recorrido es proporcional al tiempo al cuadrado! -onclu%ó que la masa es independiente de la velocidad que es cierto! Su .nico peque)o error fue que di#o tambi*n que dos ob#etos de distinta masa % tama)o caerían a la vez %a que no tuvo en cuenta el rozamiento del aire!

Cuestionario

/!0 12u* tipo de movimiento es el que se analizó3 % 1Por qu* de dic,a conclusión3 4!0 5ovimiento 4ectilíneo 6niforme! 7a que se analiza un cuerpo en caída libre! 8!0 Describa las características físicas de una caída libre! 4!0La aceleración es constante con un valor apro+imado de 9!:/ ; m < s 8=! La cual varía con la altura disminu%e % con la latitud aumenta se puede considerar una velocidad inicial % una final! >!0Analice el comportamiento de los valores obtenidos de g conforme se varia la distancia % elabore sus conclusiones 4!0 Al graficar los valores que obtuvimos en g conforme varia la distancia de la pelota c,ica % de la pelota grande pudimos observar que a pesar de que su altura % por ende su tiempo de caída van disminu%endo con cada e+perimento tienden a subir % ba#ar en diferentes puntos sin embargo la gráfica de la pelota c,ica su variación de la gravedad es más notoria que la pelota con ma%or diámetro! ?!0 Si un cuerpo se suelte desde el reposo a gran altura *ste alcanza una rapidez terminal! @nvestigue dic,o concepto e+plicando detalladamente la forma de calcular esa rapidez terminal! 4!0La velocidad terminal es función de peso del cuerpo por un lado % de la resistencia del aire por otro dic,a resistencia a su vez es proporcional a la velocidad de caída % a la forma del cuerpo para una determinada densidad del aire! !05enciones en su reporte cuáles pudieron ser las causas de las variaciones en las mediciones obtenidas! 4!0 /!0fallas en el quipo ;La pelota peque)a se quedaba pegada en el lanzador= 8!02ue pudimos llegar a ocupar ineficientemente las ,erramientas que teníamos ;calibrador fle+ómetro=

Conclusiones y Comentarios

4odríguez Bngel 7air  -onclusión$ Pudimos analizar me#or la caída libre % demostrar que las 8 partículas caían a la misma velocidad -omentario$ En general pienso que llegamos a los resultados esperados en relación a lo que veíamos en la teoría! Pienso que es interesante como podemos ver con e+perimentos la parte teórica! Cernández 5illares Luis 7air  -onclusión$ En el e+perimento que realizamos sobre caída libre que fue mu% fácil de demostrar %a que mediante un sensor medimos los tiempos en que se de#an dos pelotas de diferentes tama)os pude reafirmar mis conocimientos acerca de *ste fenómeno % comprobar que la teoría de (alileo (alilei es completamente cierta! -omentario$ Lo .nico que no me agrado de la práctica fue que la pelota peque)a al ponerla en contacto con el imán a veces no se quedaba ad,erida a *ste % por lo tanto teníamos que repetir el e+perimento % pues nos quitaba tiempo! 4omero Aguilar Daniel -onclusión$ El cálculo de la aceleración de la gravedad e+perimental que obtuvimos en el laboratorio es mu% apro+imada a la aceleración de la gravedad referencial que siempre usamos que es de 9!:/ ;m
cambia respecto al tiempo en nuestro e+perimento usamos a g9!:

s

2

 como

el valor teórico sin embargo aprendí como obtener la gravedad de nuestro e+perimento % observe como varía la gravedad respecto a la distancia en cuanto a la pelota c,ica su variación de g conforme a la variación de distancia es muc,o más notoria que la pelota grande! -omentario$ La práctica me fue interesante %a que al e+perimentar con las pelotas de diferentes diámetros pude comprender más a fondo el tema de caída libre el aprender a mane#ar teniendo el cuidado necesario % saber el nombre del equipo de medición que utilice! Lecona ázquez 4icardo -onclusión$ En esta práctica pudimos observar el fenómeno físico de caída libre así como analizar la variación del tiempo entre cada ob#eto que se analizó! -omentario$ En particular esta práctica fue dinámica % se realizó como tenía que ser a pesar de no obtener el total de los datos! ázquez 4odríguez Fos* 5aría -onclusión$ Se cumplió con el ob#etivo de ver un cuerpo en caída libre % como variaba si estaba a diferentes alturas! -omentario$ El peso es algo que no depende de que tan rápido va un ob#eto debido a la gravedad!