Instituto Pre Universitario San Juan Bosco – Física – Docente:... PRÁCTICO 3: CAÍDA LIBRE

Instituto Pre Universitario San Juan Bosco – Física – Docente: Guillermo De Armas - 2012
PRÁCTICO 3: CAÍDA LIBRE
OBJETIVOS:
1- Determinar las características del movimiento un cuerpo, que se deja caer.
Registrar con cinta y timer.
2- Obtener la aceleración del cuerpo.
FUNDAMENTO TEORICO:
1- El estudiante debe remitirse al curso teórico Y CONSULTAR LA BIBLIOGRAFIA para las definiciones de posición,
velocidad y aceleración, ya sean medias o instantáneas.
En este caso, se ha registrado el movimiento de un cuerpo que cae observado desde un sistema de referencia fijo
en el laboratorio
2- Para el análisis del movimiento tendrán que construir las gráficas posición en función del tiempo y velocidad en
función del tiempo (o sea x = f(t) y v = f(t) ).
Para hacerlo supondrá que el valor de la media en cada intervalo es igual al valor de la velocidad instantánea en
el instante medio del intervalo (fig 1; fig 2 ; fig 3 )
MATERIALES
PROCEDIMIENTO
I. Corten un trozo de cinta no mayor a los 50 cm.
II. Pasen un extremo la cinta por la ranura, con la
precaución de que quede la cinta tensa.
III. Enganchen la masa en la parte inferior de la cinta
IV. Sostengan la masa
V. Al largar la masa deben encender previamente el
timer
VI. Anoten la masa usada
ANALISIS DE LA CINTA
 Observen la secuencia de los puntos ¿la distancia entre las marcas consecutivas es constante?
(interpreten las observaciones en términos de tiempo, desplazamiento y velocidad.)
 Tomen las medidas de posición siempre respecto al primer punto
elegido como punto de referencia (r = 0). Competen la tabla de
valores de posición y tiempo.
 Grafiquen r = f(t)
 Calculen la velocidad media para cada intervalo de tiempo.
 Grafiquen vm = f(t)
¿POR QUE SUPONEMOS QUE LA VELOCIDD MEDIA EN UN INTERVALO DE TIEMPO (t1 ,t2)
ES IGUAL A LA VELOCIDAD INSTANTÁNEA EN LA MITAD DEL INTERVALO?
1- Consideramos la gráfica que muestra dos
instantes t1 y t2 y los puntos A y B sobre la curva ,
correspondientes a esos instantes, la pendiente
de la recta (secante) que pasa por ellos es la
velocidad media en el intervalo considerado
2- En una gráfica posición en función del tiempo ,
la pendiente de la recta tangente a la curva en un
punto P representa la velocidad instantánea en
t0. ( la existencia de la velocidad instantánea es un
resultado experimental que indica que el
movimiento es un proceso físico continuo, que no
puede ocurrir a “saltos” )
3- Fácilmente puede observarse que en cualquier
intervalo existe una tangente paralela a la secante
determinada por los extremos del intervalo. Esta
tangente tiene entonces la misma pendiente que la
secante. La velocidad media en el intervalo (t1 ,t2)
coincide numéricamente con la velocidad en el instante
t0 . En el instante t0 es desconocido pero queda
comprendido ente t1 y t2.
.Al considerar que la vm coincide con la velocidad
instantánea en la mitad del intervalo el error que
se cometerá será pequeño.
* Como herramientas matemáticas a utilizar cabe destacar los cálculos de
pendiente y de área, en aquellas gráficas que corresponda hacerlo por
representar una magnitud física existente.
*Para el cálculo de la pendiente en una recta en un gráfico se deben elegir
dos puntos cualesquiera pertenecientes a la recta y hacer el cociente entre
el incremento vertical y el
incremento horizontal para esos
puntos.
3-Por tratarse de un movimiento cuya velocidad varía uniformemente
con el tiempo, se espera obtener las siguientes gráficas.
A partir de las gráficas obtenidas experimentalmente, compare con los datos teóricos y con las ecuaciones
planteadas en el curso teórico. Verifiquen la ecuación que relaciona posición con tiempo, depende del
cuadrado de este último, graficando x= f(t2). Si el gráfico corresponde a una recta, el cambio de variable fue el
adecuado. Calculen la aceleración del movimiento. Comparen con el valor teórico esperado si el movimiento
fuera una caída libre.
4-PREGUNTAS:
 Busquen información sobre la “caída de cuerpos”, las ideas de Aristóteles al respecto y la “experiencia de
Galileo en la Torre de Pisa”
 ¿Qué sugieren que piensan las personas de este fenómeno? ¿Esta forma de pensar responde a algún tipo de
evidencia o es arbitrario?
 Si fuese una caída libre el experimento ¿que factores no estarían presentes? ¿ cual seria el resultado esperado?