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Informe de Laboratorio
Física mecánica
CAIDA LIBRE
Fabio Esteban Betancourt Camacho, Karen Valentina Agudelo Franco, Guillermo Andrés
Castellanos Castillo, Juan Esteban Montes Salazar
Fecha de presentación 10 / 06 /
Resumen
Con conocimiento previo del concepto de caída libre, sus cálculos y demás, se realiza un informe en el cual se lleva a cabo un experimento relacionado con el tema, el cual se elaboró dejando caer un borrador desde cinco alturas diferentes, medidas cada una con un flexómetro, al dejar caer el borrador tres veces desde cada una de estas se calcula el tiempo al llegar al suelo con un cronómetro y se saca un promedio de los tres resultados obtenidos, de allí se hace una linealización y, finalmente, se determina el porcentaje de error de la gravedad, obteniendo así un resultado que confirma la teoría estudiada con anterioridad.
Abstract
With prior knowledge of free fall concept, its calculation and more, is made a report in which takes place an experiment related to the topic, which was elaborated letting fall a eraser from five different heights, each one measured with a measuring tape, when the erased falls three times from each height, the time to reach the ground is taken with a stopwatch and the three times obtained are averaged and its made a linearization from there. Finally, is determined a gravity error percent, obtaining a result that confirm the studied theory.
Palabra clave: Velocidad, Aceleración, Gravedad, tiempo.
Objetivos generales
Identificar como en caída libre un objeto cae verticalmente desde cierta altura (h), despreciando cualquier tipo de rozamiento con el aire o con cualquier otro obstáculo Estudiar el movimiento de caída libre de un cuerpo. A través de medidas de tiempo de caída y de distancia recorridas. Obtener experimentalmente el valor de la gravedad (g)
ll. introducción
La caída libre es conocida como el
movimiento que describe un cuerpo bajo
las acciones exclusivas de un campo
gravitatorio, determinando que todos los
cuerpos con este tipo de movimiento
tienen una aceleración dirigida hacia abajo
(centro de la tierra). El propósito con este
trabajo es medir la aceleración de la
gravedad por un objeto que se deja caer a
diferentes alturas y tomando su respectivo
tiempo, sin considerar la fuerza de
rozamiento, valiéndonos de recursos que
están al alcance de los estudiantes para
poder realizar este tipo de prácticas.
lll. Procedimiento metodológico
PARTE A
El procedimiento se llevó a cabo mediante 3 materiales que fueron un borrador, un flexómetro y un cronometro. Se procedió a dejar caer el objeto a 5 alturas distintas y se tomó su tiempo 3 veces para sacar un promedio y minimizar el error, los datos obtenidos son los siguientes. yo (cm) t1 (s) t2 (s) t3 (s) t promedio 60 0,3 0,35 0,4 0, 80 0,4 0,42 0,39 0, 100 0,48 0,46 0,42 0, 120 0,49 0,5 0,51 0, 140 0,54 0,58 0,5 0, Tabla 1: Toma de datos Rectificando los cálculos se tiene que: 𝑡 1 =
Ecuación 1: tiempo promedio para 60 cm 𝑡 2 =
Ecuación 2: tiempo promedio para 80 cm 𝑡 3 =
Ecuación 3: tiempo promedio para 100 cm 𝑡 4 =
Ecuación 4: tiempo promedio para 120 cm 𝑡 5 =
Ecuación 5: tiempo promedio para 140 cm Posteriormente se procede a realizar un procede a realizar el proceso de linealización a través de Excel mediante su gráfica, en este paso se toman las alturas negativas y un inicial (0,0) para minimizar el error y se obtiene que: Grafica 1: linealización La ecuación adquirida a través de la gráfica y dando las variables correspondientes es: y = - 487,64x^2 - 0,8959x + 0, R² = 1
Caida libre
al momento de las medidas pudo incurrir en el error de propagación. Las velocidades obtenidas en la tabla 2 son la comprobación de que a medida que un cuerpo va cayendo su velocidad va aumentando cada vez más hasta llegar al suelo o superficie final.
V. Preguntas
a) ¿Qué factores alteran la caída libre? La velocidad inicial. La altura desde la cual es lanzada el objeto. La resistencia del aire. El tiempo de caída La gravedad b) ¿Qué tipo de errores se incurren en la toma de medidas? Error debido al método de medida (error personal de la persona que realiza la medida). El tiempo de reacción del observador cuando realiza la medida, en especial en aquellos casos en que la medida depende del tiempo, para minimizar esta fuente de error, lo correcto es medir los tiempos varias veces y calcular un promedio de las medidas obtenidas. El sistema de referencia de caída libre. c) ¿Qué tanto alejado está el porcentaje de error de la gravedad? Estuvo por orden de 0.55%. Lo cual es una muy buena estimación ya que no debe estar por el 1% de una práctica como la realizada. d) ¿Es posible realizar esta práctica de forma casera, con materiales que se tienen en la casa? Si podemos valernos de canicas, como objetos a dejar caer, para el caso de esta práctica fue un borrador, tomar diferentes medidas en alguna pared de nuestras casas, la cual se realiza con un flexómetro y apoyarnos del cronometro de nuestro teléfono móvil, para tomar los tiempos. Esto nos permitirá afianzar nuestros conocimientos un poco más de esta práctica y será de vital importancia para entender la caída libre.
Vl. Conclusiones
- Se confirma la teoría estudiada en investigaciones y clases previas dados los factores que alteran la caída libre del borrador y los cálculos realizados, evidenciando que siendo la gravedad el principal factor que afecta la caída libre, convirtiéndose en su aceleración y facilitando los procedimientos realizados.
- Se obtiene un resultado preciso y congruente a lo deseado y estudiado, permitiendo la realización de análisis coherentes y científicos permitiendo un mejor manejo de variables de medición, tiempo y cálculos matemáticos como se llevó a cabo con el flexómetro, cronómetro y las fórmulas utilizadas, así como los objetos con los que se realizan.
Vll. Referencias
Caída libre | Educaplus [Internet]. [citado 7 de junio de 2020]. Disponible en: http://www.educaplus.org/movi/4_2caidalib re.html
