Informe LAB 6, CAIDA LIBRE PDF

Preview

Summary

Download Informe LAB 6, CAIDA LIBRE PDF

Description

1

CAIDA LIBRE INFORME DE LA LABORATORIO N.6

FÍSICA MECÁNICA (1160021)

PRESENTADO POR: JOSÉ FABIÁN MARTELO RIVERA COD. 1161777

INGENIERÍA ELECTRÓNICA (116)

DIRIGIDO A: VICTOR JULIO USECHE ARCINIEGAS

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER NORTE DE SANTANDER-CÚCUTA 2020

2

1. Resumen: En este informe se analizará un MRUV, que es la caída libre. A través de una página web se obtuvieron los resultados experimentales con la ayuda de un simulador. también se analizará el valor de la aceleración para este movimiento.

2. Objetivos:

2.1. Objetivo General: 

Comprobar que el movimiento de caída libre es un movimiento rectilíneo uniformemente variado.

2.2.Objetivos específicos   

Analizar el movimiento lineal debido a la aceleración constante. Calcular la aceleración de la gravedad. Comprobar las leyes que rigen la caída de los cuerpos.

3. Marco teórico: Cualquier objeto que cae libremente tiene una aceleración dirigida hacia abajo, independientemente d e l m o v i m i e n t o i n i c i a l d e l o b je to . La mag n itu d d e e s t a a c e l e r a c i ó n de caída libre se denota con el símbolo g, cuyo valor varía ligeramente con la altura y con la latitud. En la cercanía de la superficie de la Tierra el valor de g es aproximadamente 9,8 m/s 2. Ahora, la causa de esta aceleración fue encontrada por Newton, quien estableció en su ley de Gravitación Universal que las masas se atraen en proporción directa al producto de sus masas e inversamente a su separación al cuadrado. Es la masa de la Tierra la que origina esta aceleración de 9,8 m/s2 en su superficie. La caída libre es un ejemplo común de movimiento uniformemente acelerado, con una aceleración a = 9,8 m/s 2. Las ecuaciones cinemáticas para el movimiento en una línea recta bajo la aceleración de gravedad son las mismas que para cualquier movimiento con aceleración constante: V =V o ± g t

4. Detalles experimentales:

V 2=V o2 ± 2 g h

H =V o t ±

1 2 gt 2

3

a) Ingrese a la dirección http://labovirtual.blogspot.com/2013/07/movimiento-rectilineo.html del

autor Salvador Hurtado Fernández y aparecerá el título de Laboratorio Virtual. b) En la columna derecha de la presentación busque la práctica Movimiento en la Vertical. c) Mediante las flechas (← →) selecciona las condiciones iniciales del movimiento, altura y velocidad inicial. d) Una vez establecidas las condiciones de la simulación, pulsar el botón “INICIAR”. e) Vaya pulsando el botón “ANOTAR” para que los datos queden registrados en la tabla que aparece en la pantalla. Se recomienda que los datos anotados sean mínimos de cinco (5), con la finalidad de realizar una buena gráfica. f) Si desea tomar nuevos datos, vaya al botón” INICIO”, luego le da “ACEPTAR” y puede cambiar los datos de las variables.

5. Análisis:

PRIMERA PARTE: Con una altura inicial de 50 m y una velocidad inicial de 0 m/s deja caer las distintas masas mostradas en el laboratorio virtual y escriba en la tabla 1 el tiempo final y la velocidad final para cada una de ellas.

4

Masa (kg) Tiempo final (s) Velocidad final (m/s)

Tabla 1 2

1 3,2 -31,4

3

3,15 -30,9

4

3,15 -30,9

3,2 -31,4

¿Qué conclusión se puede obtener de la experiencia anterior? R/: se concluye que al dejar caer las bolas cuyas masas son diferentes, pero caen desde una misma altura, su velocidad es la misma para todas. También, que, al momento de impacto en el suelo, si las comparamos impactaran al mismo tiempo y velocidad.

SEGUNDA PARTE a) Seleccione una altura inicial de 50 m, una masa de 1 kg y una velocidad de 0 m/s. b) Deje caer la bola y vaya anotando los distintos valores en la tabla 2. Procurar tomar al menos 5 valores. c) Repite el anterior procedimiento con las alturas de 40m, 30 m y 20 m. d) Complete la tabla 2.

R/:

Tabla 2 Medida 50 m 40 m 30 m 20 m

t1 (s) 0 0 0 0

t2 (s) 1,4 1,45 1,15 0,9

t3 (s) 2,05 2 1,4 1,15

t4 (s) 2,45 2,3 1,9 1,35

t5 (s) 2,85 2,5 2,3 1,5

h1 (m) 50 40 30 20

h2 (m) 48,8 29,7 23,5 16

h3 (m) 40,4 20,4 20,4 13,5

h4 (m) 29,4 14,1 12,3 11,1

h5 (m) 20,6 9,4 4,1 9

v1 (m/s) 0 0 0 0

v2 (m/s) -13,7 -14,2 -11,2 -8,8

v3 (m/s) -20,1 -19,6 -13,7 -11,3

v4 (m/s) -24 -22,5 -18,6 -13,2

v5 (m/s) -27,9 -24,5 -22,5 -14,7

e) Elabore un gráfico de altura versus tiempo de caída (h vs t) para una altura de 40 m, para este caso tome la altura como (50 - h).

5

Gráfico 1. h vs t 45 40 35

h(m)

30 25 20 15 10 5 0

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3

t(s)

f) Linealice el gráfico anterior, para ello elabore un gráfico de altura contra tiempo de caída al cuadrado. (h vs t2) y calcule la pendiente de esta recta.

Gráfico 2. h vs t2 45 40 35

h(m)

30 25 20 15 10 5 0

0

1

2

3

4

5

t2 (s2)

m=

35,9−29,6 29,6−20,3 20,3−10 =4,90 m= =4,8989 m= =4,88 4−2,1025 2,1025−0 5,29−4

6

7

6

m=

40,6−35,9 =4,895 6,25−5,29

Promm =

4,8989+ 4,90 + 4,88 + 4,895 =4,8935 4

g) ¿Qué variable física representa este valor de pendiente? R/:

1 2

g

h) ¿Qué porcentaje de error porcentual (%) encuentra entre el valor obtenido y el de g = 9,8 m/s 2

prom=

4,8935 + 9,8 =7,34675 2

∆ g=¿ 4,8935−7,34675 | = 2,45325 ∆ g=¿ 9,8−7,34675 | = 2,45325

prom ∆ g=

Ex=

2,45325 + 2,45325 =2,45325 2

2,45325 =0,334 7,34675 E %= ( 0,334 )∗100 =33,4 %

i) Elabore un gráfico de velocidad versus tiempo de caída. (v vs t) para una altura de 40 m, para este

7

caso cambiar el signo a la velocidad obtenida.

Gráfico 3. V vs t 30 25

V(m/s)

20 15 10 5 0

0

0.5

1

1.5

2

2.5

t(s)

j) ¿Qué variable física representa este valor de pendiente? R/: la gravedad (g). k) Compare los valores de las pendientes halladas en las gráficas (h vs t2) y (v vs t). ¿Qué puede concluir?

Grafica 2. h vs t2

m=

20,3−10 35,9−29,6 29,6−20,3 =4,88 =4,90 m= =4,8989 m= 5,29−4 4−2,1025 2,1025−0

3

8

m=

40,6−35,9 =4,895 6,25−5,29

Promm =

4,8989+ 4,90 + 4,88 + 4,895 =4,8935 4

Gráfica 3. V vs t

m=

24.5 −0 14.2−0 =9,79 m= =9,8 1.45−0 2.5−0

Promm =

9,8 + 9,79 =9,795 2

Se concluye, en la primera pendiente da la mitad del valor de la gravedad, aproximado a 4.9. Y en cambio la otra equivale al valor de la aceleración de la gravedad, aproximado a 9.8.

6. Conclusión: Se analizó que la caída libre es un MRUV por la variación de la velocidad al caer un objeto al vacío, también se analizó que la aceleración en este tipo de movimiento se trata de la gravedad, también que al hallar la pendiente de un grafico V vs T hallamos la aceleración o la gravedad.

7. Bibliografía: Cecilio Mendoza Reyes; Guías de laboratorio de física mecánica; Cúcuta (2018). 7.1.

Webgrafía:

http://labovirtual.blogspot.com/2013/07/movimiento-rectilineo.html (revisado el 16/04/2020)...