Caída libre y tiro vertical hacia arriba

CAIDA LIBRE Y TIRO VERTICAL HACIA ARRIBA
• OBJETIVO: Aplicar los conocimientos adquiridos en clases para los movimientos verticales.
• TRABAJO DE INVESTIGACIÓN:
• Busca la ecuación de la aceleración de la gravedad en función de la altitud y la latitud, y anótala. Investiga
la latitud y altitud de la ciudad de México y calcula el valor de g.
Latitud: 19º 21´
Altitud: 2750 m
g: 980.610( 1 − 0.002666 cos 2(latitud − 0.00000020(Altitud)))
g: 980.610( 1 − 0.002666 cos 2(19.35 − 0.00000020(2750)))
g = 9.780306 m/s2
• De acuerdo a la ecuación: g = Vf − Vo /t, expresa la velocidad final de un cuerpo en movimiento vertical en
fusión del tiempo. Gráfica esta función en el plano cartesiano y determina los siguientes parámetros:
variable independiente, variable dependiente, pendiente de la recta, ordenada y abscisa al origen.
F(t) = gt + Vo
F(t) = 9.780306t + 0
t
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
F(t)
0
9.780306
19.560612
29.340918
39.121224
48.90153
58.681836
68.462142
78.242448
88.022754
97.80306
• Escribe 5 características que describen al movimiento vertical.
• Tiene una aceleración constante (gravedad)
• Si un objeto se arroja hacia abajo, la gravedad va a ser positiva, en cambio si se arroja hacia arriba la
gravedad será negativa ya que el cuerpo se va desacelerando.
• La velocidad final de un objeto arrojado verticalmente hacia arriba, en su altura máxima es cero,
mientras su aceleración seguirá siendo la misma.
• Los movimientos descendente y ascendente son simétricos.
• La velocidad inicial de un objeto al dejarlo caer libremente es igual a 0.
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• Cae una piedra desde el reposo de lo alto de un acantilado muy elevado. Una segunda piedra se lanza hacia
abajo desde la misma altura 2 segundos después con una velocidad de 30 m/s. Si ambas piedras golpean el
piso de abajo simultáneamente. Determina la altura.
Primera Piedra Segunda
Vo = 0m/s Vo= 30m/s t1= t2 +2 h1=h2
G= 9.81 m/s2 G= 9.81 m/s2
Vf= ? Vf= ?
H= ? H=?
H=Vot + ½ gt2 h=Vot + ½ gt2
H=4.905t2 h=30t + 4.905t2
H= 4.905t(t2 + 2) 2 igualando. 4.905(t2 +4t +4 )= 30t + 4.905t2
19.62t + 19.62= 30t
−10.30t=−19.62
t2= 1.90485s
H=Vot + 1/2gt2
H=30(1.90485) + ½ (9.81)(1.90485) 2
H= 74.943m
• Anota la Bibliografía.
• Mosqueira, Salvador. Nueva Física General. México. Patria. 1992. pp. 31−33, 661.
• Valdez, Alberto. Cuajimalpa. México. DDF. 1973. pp. 11.
• MATERIAL: Balín de acero, esfera hueca, pelota de esponja, hoja de papel, cronómetro, papel
milimétrico, escuadra y regla.
• PROCEDIMIENTO Y RESULTADOS
• Esquema representativo
• La descripción del desarrollo experimental.
• Procedimientos analíticos para el cálculo de las variables desconocidas en el sistema internacional.
• Gráficas en papel milimétrico: h vs t , v vs t y g vs t
EXPERIMENTO I. Busca un lugar adecuado y de buena altura. En dicho lugar deja caer un balín de acero y
registra el tiempo de caída hasta el suelo, repite 5 veces para obtener un promedio. Haza lo mismo con la
esfera hueca y con una hoja de papel extendida. Con los datos calcula: la altura y la velocidad final.
EXPERIMENTO II. Con la altura promedio calculada en el experimento I, y en el mismo lugar arroja hacia
abajo el balín de acero y registra el tiempo de caída hasta el suelo, repite 5 veces para un promedio. Haz lo
mismo con la esfera hueca y con la hoja de papel extendida. Con los datos calcula: la velocidad inicial del
objeto y su velocidad final.
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EXPERIMENTO III. Con la altura promedio calculada en el experimento I y en el mismo lugar, deja caer
una pelota de esponja y registra el tiempo hasta que llega a una altura máxima del 1er. Rebote, repite 5 veces
para un promedio. Con lo datos obtenidos: el tiempo de caída hasta el suelo, el tiempo de subida en el 1er.
Rebote, la velocidad de impacto con el suelo, la velocidad con la cual la pelota se alejo del suelo en ele 1er.
Rebote y al altura alcanzada en el 1er. Rebote.
• CONCLUSIONES:
◊ Concluimos que el tiro vertical descendente, se acelera constantemente al valor de la
gravedad, dependiendo de la posición de la que este en la Tierra.
◊ Así mismo, comprendimos que la altitud modifica el valor de la gravedad.
◊ Nos percatamos de que la aceleración(gravedad) es la variación de la velocidad en la
unidad de tiempo.
◊ Concluimos también que un movimiento como es el de caída libre es uniformemente
variado, ya que su aceleración es constante sin ser nula.
◊ Aprendimos que el vector aceleración permite conocer las variaciones del vector
velocidad en dirección e intensidad.
◊ Concluimos que a partir del tiempo transcurrido durante una caída libre o un tiro
vertical hacia arriba, se puede conocer una altura aproximada conociendo ya sea su
velocidad inicial en el caso de un movimiento de caída libre, y en el caso de un tiro
vertical hacia arriba su velocidad final
◊ Ocluimos que se puede calcular las diferentes velocidades en varias posiciones de la
trayectoria de un móvil durante su tiro vertical o de caída libre.
Lo primero que se hizo fue elegir un lugar con una altura adecuada, después dejamos caer el balín y
registramos el tiempo, y lo repetimos 5 veces para obtener un promedio. Hubieron factores los cuales no los
tomamos en cuenta como la resistencia del aire, el peso de los objetos y la determinación exacta la tomar el
tiempo. Después realizamos lo mismo con la esfera y la hoja de papel la cual se tardo mucho más tiempo en
caer que ya las anteriormente mencionadas.
Ya reunidos los datos empezamos con los procedimientos analíticos.
Este experimento se realizo en el mismo lugar, con las mismas condiciones, los mismos objetos, la única
diferencia fue que se arrojaron y no se dejaron caer, por lo tanto ya no contaban con una velocidad inicial de
0.
En el caso de la hoja de papel se tardó un poco menos en caer.
Ya reunidos los datos se realizo los procedimientos analíticos, donde ahora no contábamos con la velocidad
inicial y tomamos la altura promedio del experimento anterior
Se llevo acabo en el mismo lugar con las mismas condiciones. Lo primero es que dejamos caer una pelota de
esponja y registramos su tiempo de caída y su tiempo de rebote a su altura máxima.
Lo tuvimos que realizar varias veces ya que requería de gran exactitud.
El rebote que tuvo la pelota fue un menos de la mitad de la altura de donde fue arrojada.
Ya con una serie de datos obtenidos realizamos los procedimientos analíticos.
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