Movimiento Vertical. Informe1

7/31/2019 Movimiento Vertical. Informe1

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MOVIMIENTO VERTICALCADA LIBRE

INTEGRANTES:

Costa del Rosario, Josu. Rodrguez Alcal, Junior Agustn .

GENERO: INFORME N1

MATERIA: LABORATORIO DE FISICA 1

PROFESOR: MURILLO PARIONA, DENIS AMERICO

AULA: C-401

FECHA: 16/04/2012


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Contenido:

INTRODUCCION:............................................................................ 3

TEORIA DEL TEMA ........................................................................ 4

MOVIMIENTO DE SUBIDA O DE TIRO VERTICAL ........................ 5

PARTE EXPERIMENTAL O CLCULOS ........................................ 7

CONSIDERACIONES: .................................................................... 7

DESARROLLO DE ACTIVIDADES ................................................. 8

GRAFICA: H VS T............................................................................................................... 8

GRAFICA: H VS T2

............................................................................................................. 9

GRAFICA V VS T .............................................................................................................. 10

COMENTARIO .............................................................................. 10

CUESTIONARIO ........................................................................... 14

DESARROLLO DEL CUESTIONARIO .......................................... 15

CONCLUSIONES.......................................................................... 17

SUGERENCIAS ............................................................................ 17


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INTRODUCCION:

Se sabe por experiencia propia que, al ser soltada, una piedra desciendehasta tocar la superficie de la tierra, este hecho es conocido por elhombre desde su aparicin sobre el planeta. En la antigedad ya se

especulaba como deba estar relacionado el tiempo de cada de loscuerpos con el peso de los mismos.

Entre los diversos planteamientos que se dieron destaca el del filsofogriego Aristteles; quien en su obra sobre los cielos seala: la rapidez decada de los objetos es proporcional al peso de los mismos.

De tal planteamiento Aristteles dedujo que un objeto al caer recorre unadistancia en determinado tiempo y un objeto ms pesado cubre la mismadistancia en menor tiempo, de donde concluimos que el tiempo de cada

de los cuerpos es inversamente proporcional al peso. Por ejemplo, si uncuerpo pesa el doble que otro, tardara la mitad de tiempo en caer lamisma altura.

Hoy en da bastara poner en practica un mtodo simple de medida deltiempo para demostrar experimentalmente que un cuerpo de peso dobleque otro, emplea el mismo tiempo en caer, sin embargo, esto era unproblema, para los sabios del renacimiento, Leonardo da vinci, uno deellos, llego a plantear sobre la cada de cuerpos que la rapidez de cadaes directamente proporcional al tiempo.

Se trato de demostrar esta y otras teoras en la prctica misma, perosurgan algunos inconvenientes, como por ejemplo la acentuada rapidezcon que se produca la cada de los cuerpos.

El problema de la cada de los cuerpos fue resuelto por el sabio Florenciogalileo Galilei haciendo rodar bolas de bronce pulido sobre un canalpracticado en una tabla, de esta forma galileo hacia que la cada de loscuerpos transcurriera mas lenta y al relacionar los desplazamientos delas bolas con el tiempo, pudo determinar las velocidades en diferentesinstantes. Tambin a partir de sus experimentos sobre el movimientospendular , galileo puso en tela de juicio la tesis segn la cual el tiempo decada dependa del peso de los cuerpos. En sus experimentos verificoque el tiempo de oscilacin del cuerpo que esta suspendido de un hilo,no depende del peso del cuerpo, por ello galileo sealaba que Aristtelesestaba equivocado, mas se le presento una dificultad. Si el peso delcuerpo no influye en el tiempo de cada, Por qu una piedra y unapluma al ser soltadas de la misma altura no caen al mismo tiempo? Estasituacin la supero hbilmente galileo al plantear que en ausencia delaire la piedra y la pluma descienden en lnea recta y para igualesdesplazamientos se emplean iguales intervalos de tiempo. Aos mastarde, el fsico francs Robert Boyle demuestra la tesis de galileo.


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TEORIA DEL TEMA

El movimiento de los cuerpos en cada libre(por la accin de su propio peso) es una

forma de rectilneo uniformementeacelerado.

La distancia recorrida (d) se mide sobre lavertical y corresponde, por tanto, a una alturaque se representa por la letra h.

En el vaco el movimiento de cada es deaceleracin constante, siendo dichaaceleracin la misma para todos los cuerpos,

independientemente de cuales sean su formay su peso.

La presencia de aire frena ese movimiento de cada y la aceleracinpasa a depender entonces de la forma del cuerpo. No obstante,para cuerpos aproximadamente esfricos, la influencia del mediosobre el movimiento puede despreciarse y tratarse, en una primeraaproximacin, como si fuera de cada libre.

La aceleracin en los movimientos de cada libre, conocida comoaceleracin de la gravedad, se representa por la letra g y toma un

valor aproximado de 9,81 m/s2 (algunos usan solo el valor 9,8 oredondean en 10).

Si el movimiento considerado es de descenso o de cada, el valorde g resulta positivo como corresponde a una autntica aceleracin.Si, por el contrario, es de ascenso en vertical el valor de g seconsidera negativo, pues se trata, en tal caso, de un movimientodecelerado.

Para resolver problemas con movimiento de cada libre utilizamoslas siguientes frmulas:


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MOVIMIENTO DE SUBIDA O DE TIRO

VERTICAL

Al igual que la cada libre, este es unmovimiento uniformemente acelerado.

Tal como la cada libre, es un movimientosujeto a la aceleracin de la gravedad(g), slo que ahora la aceleracin seopone al movimiento inicial del objeto.

A diferencia de la cada libre, que operasolo de bajada, el tiro vertical comprendesubida y bajada de los cuerpos u objetosy posee las siguientes caractersticas:

- La velocidad inicial siempre es diferente a cero.

- Mientras el objeto sube, el signo de su velocidad (V) es positivo.

- Su velocidad es cero cuando el objeto alcanza su altura mxima.

- Cuando comienza a descender, su velocidad ser negativa.- Si el objeto tarda, por ejemplo, 2 s en alcanzar su altura mxima,tardar 2 s en regresar a la posicin original, por lo tanto el tiempoque permaneci en el aire el objeto es 4 s.

- Para la misma posicin del lanzamiento la velocidad de subida esigual a la velocidad de bajada.

Para resolver problemas con movimiento de subida o tiro verticalutilizamos las siguientes frmulas:


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PARTE EXPERIMENTAL O CLCULOS

ACTIVIDAD:

1. Represente grficamente a partir de la tabla N2: h vs t, hvs t2

,v vs t, analice cualitativamente la informacin grafica ycomente sobre el tipo de movimiento que describe la masa encada libre.

2. Con el software Logger Pro, seleccionar una regin de lagrafica (curva) para realizar al ajuste de curvas, donde seobtendr una ecuacincuadrtica (7) el cual por comparacindebe ser similar a la ecuacin(6); igualando trminos seobtiene A=1/2gexp luego, hallamos la aceleracin de lagravedad experimental (g

exp).

3. Luego de obtener gexp comparar con la gravedad referencial(gref= 9.8 m/s

2) indicar el valor absoluto y el error relativoporcentual. (Repetir esta actividad para cada tabla obtenida).

CONSIDERACIONES:

Cada vez que caiga la masa (esfera) recorrer una distancia h, elcual esta asociado a un tiempo debido a este desplazamiento. El

software programa Logger Pro nos mostrara una tabla de datos ylas graficas correspondientes. Se elabora la tabla N2 a parit dela regin (curva) seleccionada, la cual se analizara en lasactividades a realizar en 5.1, 5.2 y 5.3.


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DESARROLLO DE ACTIVIDADES

1.-N Datos Altura h (m) Tiempo t (s)

1 0.0558 0,32 0,158025 0.353 0,3284 0.44 0,528975 0.455 0,72425 0.56 0,9229 0.557 1,1571 0.68 1,41505 0.659 1,56205 0.7

10 0,98925 0.7511 -0,0948 0.8

GRAFICA: H VS T


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GRAFICA: H VS T2


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GRAFICA V VS T

COMENTARIO

Las graficas me dan a conocer que hay cambios en la HVS T, H VS T2 Y V VS T con respecto al tiempo, asitambin trazando una paralela al eje x en las graficasnombradas cortan en dos puntos cuyos valores soniguales.


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Tabla AGravedadexperimental

Valor absoluto(Vteorico-Vexp)

Valorrelativo(%)

1 4.782 9.564 0.236 2.4%2 4.924 9.848 0.048 0.5%

3 4.853 9.706 0.094 1%

4 4.931 9.862 0.062 0.6%

5 4.908 9.816 0.016 0.2%


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CUESTIONARIO

1. Existe relacin entre el valor de la aceleracin de la gravedady la masa del cuerpo empleado? Explique.

2. Que factores pueden causar las diferencias entre el valorobtenido y el valor referencial comnmente aceptado para laaceleracin de la gravedad. G= 9.8 m/s2.

3. Utilizando los datos de la tabla N2 realice un ajuste de curvasde forma manual (ver anexo: graficas y ajuste de curvas), parala grafica h vs t (altura vs tiempo) y determine el valor de laaceleracin de la gravedad. Compare este resultado obtenidoexperimentalmente con el valor referencial (9.8m/s2). Indicar elerror absoluto y el error relativo porcentual.

4. Demostrar que el valor de la gravedad de referencia es 9.8m/s2, considerando la masa y el radio ecuatorial de la tierraconstantes. (ver apndice B: constantes fsicas)

Obs: en todos los clculos experimentales aplique la teora depropagacin de errores. (Ver anexo: mediciones calculo de error

y su propagacin)


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DESARROLLO DEL CUESTIONARIO

1. NO POSEEN RELACIN, DADO QUE LA MASA DELCUERPO SE MANTIENE CONSTANTE EN CUALQUIER

PARTE DEL UNIVERSO Y LA GRAVEDAD ES CAMBIANTECON RESPECTO AL LUGAR DONDE SE ENCUENTRE.

2. FACTORES: EL MAL USO DE LOS IMPLEMENTOS DEL EXPERIMENTO. NO HABER COMPRENDIDO EL PROCEDIMIENTO DE LA

EXPERIENCIA. EL MAL CALCULO DE LAS OPERACIONES MATEMATICAS

DESARROLLAS EN LA EXPERIENCIA. LA SINCRONIZACION POR PARTE DELEXPERIMENTADOR EN EL MOMENTO DE LAEXPERIENCIA.

3.-


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Tabla A GravedadexperimentalValor absoluto(Vteorico-Vexp)

Valorrelativo(%)

1 4.750 9.5 0.3 3%

4.- DEMOSTRANDO QUE EL VALOR DE LA GRAVEDAD DEREFERENCIA ES 9,8

Segunda ley de newton

F= m.g

Ley de gravitacin universal

F=G(m1m2)/d2

Solucin:

F= m.g= G(m1m2)/d2

Despejamos g

g = G mtierra/(rtierra)2

g= 6.67*10-11*5.98*1024/(638*106)2

g= 9.8


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CONCLUSIONES

1. La demostracin sacada de nuestros clculos handeterminado con muy poco margen de error que la gravedad

se aproxima a 9.8 m/s2

.2. Al tomar cierta cantidad de puntos de la grafica x vs t

(posicin tempo) que se encuentre en una pendiente inclinadatodos esos puntos determinaran la aceleracin que tiene elobjeto en este caso su gravedad.

SUGERENCIAS

1. Practicar la sincronizacin al soltar el objeto, para conseguir unamayor exactitud en la toma de datos en el logger pro.

2. En la parte experimental el rango que debe tomar de sus datosdebe variar entre 9.31 a 10.21 (5% aprox) para que sea lomaspreciso posible a los datos tericos.

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