laboratorio de fisica

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UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER 
INFORME DE LABORATORIO DE FÍSICA 
 
 
PRÁCTICA #: 4 TÍTULO: Caída Libre 
INTEGRANTES 
NOMBRE: Zapata Palacio Madwin Leonardo CÓDIGO: 1091681553 
NOMBRE: Ronderos Agamez Wilmer CÓDIGO: 1065233948 
NOMBRE: Delgado Parra Aner Duvan CÓDIGO: 1095949188 
GRUPO #: E164 
SUBGRUPO #: 1 
FECHA DE ENTREGA: 
2 de Abril de 2022 
DOCENTE: 
Paolo Andrés Ospina Henao 
 
RESUMEN 
 
En esta práctica se llevó a cabo el tema sobre caída libre; para esto se realizaron tres tiros por cada altura a la 
que se encontraba el balín. El objetivo de esto era que el balín cayera sobre la placa de contacto y el contador 
registrara el tiempo medido. 
 
 
TABLAS DE DATOS Y GRÁFICAS 
 
 
 
Figura 1, Montaje de la practica 
 
 
EVALUACIÓN Y CÁLCULOS 
 
Como parte de la evaluación ahora usted debe realizar las siguientes actividades: 
 
a) Calcular el tiempo promedio de las 3 mediciones realizadas en cada altura. 
 
Lanzamiento Tiempo (s) 
1 0,32893 s 
2 0,32857 s 
3 0,32950 s 
H = 0,5 m 
 
 
Lanzamiento Tiempo 
1 0,38812 s 
2 0,38803 s 
3 0,38727 s 
H = 0,7 m 
 
 
b) Linealice los datos, para ello complete la tabla 1 con los valores medidos y los valores de T=t2 prom. 
 
h[m] tprom[s] T[𝒔𝟐] 
0,5 m 0,329 s 0,108241 s 
0,6 m 0,3609866667 s 0,1303113735 s 
0,7 m 0,3878066667 s 0,1503940107 s 
0,8 m 0,4157966667 s 0,172886868 s 
Tabla 1 
 
c) En papel milimetrado realice la gráfica de h vs T con los valores de la tabla 1. Seleccione una escala 
apropiada. 
 
 
Figura 2, regresión lineal de la tabla 1 
 
 
 
Lanzamiento Tiempo 
1 0,36072 s 
2 0,36121 s 
3 0,36103 s 
H = 0,6 m 
Lanzamiento Tiempo 
1 0,41465 s 
2 0,41560 s 
3 0,41714 s 
H = 0,8 m 
d) Determine mediante regresión lineal los valores y las unidades de la pendiente y el punto de corte de la 
gráfica h vs T y la ecuación que se ajusta a dichos datos. ¿Qué significado tiene está pendiente? 
 
 
Pendiente: 4,6704 
Punto de Corte: 0,006 
Correlación: 0,9996 
 
 
 
𝒚 = 𝒎𝒙 + 𝒃 
¿Qué significado tiene está pendiente? 
La pendiente de esta grafica representa la aceleración experimental (gravedad), Entonces 
gravedad experimental es dos veces el valor de la pendiente. 
𝑔𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖 = 𝟐 ∗ 𝒎 
𝑔𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖 = 𝟐 ∗ 𝟒, 𝟔𝟕𝟎𝟒 = 𝟗, 𝟑𝟒𝟎𝟖 [𝒎/𝒔𝟐] 
 
 
 
e) Calcular el error porcentual entre la gravedad experimental obtenida a partir de la pendiente y la 
teórica (gteo=9,81[m/s2]). 
 
% 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = 
𝑎𝑇𝑒𝑜𝑟𝑖 − 𝑎𝐸𝑥𝑝𝑒𝑟
𝑎𝑇𝑒𝑜𝑟𝑖
 
 
Donde: 
aTeori = aceleración teórica 9,81[m/s2] 
aExper = aceleración experimental / pendiente de la gráfica * 2 (figura 2) 
 
% 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = 
9,81 − (4,6704 ∗ 2)
9,81
= 0,04782874618 
 
% 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = 0,04782874618 ∗ 100 
 
% 𝐸𝑟𝑟𝑜𝑟 = 4,78% 
 
f) A partir de la ecuación de la recta obtenida por regresión lineal pronostique desde qué altura se debe 
soltar el balín para que la caída dure: t=2.0 [s], t=2.5 [s], t=5.0 [s]. Determine el error porcentual de estas 
alturas tomando como valor teórico el calculado a partir de la relación teórica de cinemática. 
 
 
Ecuaciones de caída libre 
𝑣𝑦 = 𝑉𝑜 sin 𝜃 + 𝑔𝑡 
𝑦 = (𝑉𝑜 sin 𝜃) +
1
2
𝑔𝑡2 
 
 
Teniendo en cuenta que Vo = 0 
 
𝑣𝑦 = 𝑔𝑡 
𝑦 =
1
2
𝑔𝑒𝑥𝑝 ∗ 𝑡2 
ℎ =
1
2
𝑔𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟 ∗ 𝑡2 
 
donde la gravedad experimental es dos veces el valor de la pendiente de la grafica 
 
𝑔𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖 = 𝟐 ∗ 𝟒, 𝟔𝟕𝟎𝟒 = 𝟗, 𝟑𝟒𝟎𝟖 [𝒎/𝒔𝟐] 
 
 
 
 
t=2.0 [s] 
 
ℎ =
1
2
𝑔𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟 ∗ 𝑡2 
ℎ =
1
2
(9,3408 ) ∗ (2)2 = 18,6816 𝑚 
 
 
t=2.5 [s] 
 
ℎ =
1
2
𝑔𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟 ∗ 𝑡2 
ℎ =
1
2
(9,3408 ) ∗ (2,5)2 = 29,19 𝑚 
 
t=5 [s] 
 
ℎ =
1
2
𝑔𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟 ∗ 𝑡2 
ℎ =
1
2
(9,3408 ) ∗ (5)2 = 116,76 𝑚 
 
 
 
 
g) Calcular con el valor de gravedad experimental, la magnitud de la velocidad final de caída del balín para 
cada caso realizado. 
 
𝑉𝑦 = 𝑔(𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟) ∗ 𝑡(𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜) 
Donde la gravedad experimental es dos veces el valor de la pendiente de la grafica 
 
𝑔𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟𝑖 = 𝟐 ∗ 𝟒, 𝟔𝟕𝟎𝟒 = 𝟗, 𝟑𝟒𝟎𝟖 [𝒎/𝒔𝟐] 
 
h = 0,5 
 
𝑉𝑦 = 𝑔(𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟) ∗ 𝑡(𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜) 
𝑉𝑦 = 9,3408 ∗ 0,329 = 3,0731232 𝑚/𝑠 
 
h = 0,6 
 
𝑉𝑦 = 𝑔(𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟) ∗ 𝑡(𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜) 
𝑉𝑦 = 9,3408 ∗ 0,3609866667 = 3,371904256 𝑚/𝑠 
 
 
h = 0,7 
 
𝑉𝑦 = 𝑔(𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟) ∗ 𝑡(𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜) 
𝑉𝑦 = 9,3408 ∗ 0,3878066667 = 3,622424512 𝑚/𝑠 
 
h = 0,8 
 
𝑉𝑦 = 𝑔(𝑒𝑥𝑝𝑒𝑟) ∗ 𝑡(𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜) 
𝑉𝑦 = 9,3408 ∗ 0,4157966667 = 3,883873504 𝑚/𝑠 
 
 
 
 
h) Calcular la energía potencial gravitacional inicial y la energía cinética final para cada altura. (Use el valor 
de la gravedad experimental). ¿Qué puede concluir de los resultados de dichas energías? 
 
 
Ecuación para energía potencial 
 
𝐸𝑝 = 𝑚𝑔ℎ 
 
 
Ecuación para energía cinética 
 
𝐸𝑘 =
1
2
 𝑚 𝑣2 
 
 
 
Figura 3, Energias 
 
 
H ENERGIA POTENCIAL ENERGIA CINETICA 
0,5 M 
𝐸𝑝 = 0,0163 ∗ 9,3408 ∗ 0,5 
𝐸𝑝 = 0,07612752 𝑗𝑜𝑢𝑙𝑒𝑠 
 
𝐸𝑘 =
1
2
∗ 0,0163 ∗ 3,07312322 
𝐸𝑘 = 0,07696930255 𝑗𝑜𝑢𝑙𝑒𝑠 
0,6 M 
𝐸𝑝 = 0,0163 ∗ 9,3408 ∗ 0,6 
𝐸𝑝 = 0,091353024 𝑗𝑜𝑢𝑙𝑒𝑠 
 
𝐸𝑘 =
1
2
∗ 0,0163 ∗ 3,3719042562 
𝐸𝑘 = 0,09266336724 𝑗𝑜𝑢𝑙𝑒𝑠 
0,7 M 
𝐸𝑝 = 0,0163 ∗ 9,3408 ∗ 0,7 
𝐸𝑝 = 0,106578528 𝑗𝑜𝑢𝑙𝑒𝑠 
 
𝐸𝑘 =
1
2
∗ 0,0163 ∗ 3,6224245122 
𝐸𝑘 = 0,1069439687 𝑗𝑜𝑢𝑙𝑒𝑠 
0,8 M 
𝐸𝑝 = 0,0163 ∗ 9,3408 ∗ 0,8 
𝐸𝑝 = 0,121804032 𝑗𝑜𝑢𝑙𝑒𝑠 
 
𝐸𝑘 =
1
2
∗ 0,0163 ∗ 3,8838735042 
𝐸𝑘 = 0,1229384582 𝑗𝑜𝑢𝑙𝑒𝑠 
 
ANÁLISIS DE RESULTADOS, DATOS Y GRÁFICAS 
 
- De los tres lanzamientos en cada una de las alturas propuestas en la guía, podemos decir que cuando 
más alta se hacia la altura para lanzar el balín, el tiempo en segundo aumentaba. Pero en los tres tiros 
por cada altura los tiempos eran casi iguales. 
 
- De la figura dos que es la gráfica de la regresión lineal, podemos observar que la pendiente trazada pasa 
exactamente por los cuatro puntos; por tal razón la correlación es de 0,9996. La pendiente que se muestra 
en la gráfica representa la aceleración experimental con la que cae el balín, es decir la gravedad. 
 
- La guía nos indicaba una gravedad teórica de 9,81[m/s2], se pedía sacar el porcentaje de error con 
referencia a la gravedad experimental; que como ya mencionábamos anteriormente es la pendiente de la 
gráfica con un valor de 4,6704 [m/s2]. Para hacer este cálculo de error primeramente se debe multiplicar 
el valor de la pendiente por dos para que nos de el valor de la gravedad experimental exacta. Haciendo 
este cálculo podemos decir que el porcentaje de error entre ambas es bajo, dándonos un 4,78%. Esto se 
debe a que el valor de la gravedad experimental es casi igual del valor teórico. 
h 
𝐸𝑝 = 𝑚𝑔ℎ 
 
 
𝐸𝑘 =
1
2
 𝑚 𝑣2 
 
 
 
¿Qué puede concluir de los resultados de dichas energías? 
Podemos concluir que la energía mecánica se conserva, es 
decir, que permanece constante en cualquier punto de la 
trayectoria de la caída. 
 
- De los resultados obtenidos en el cálculo de la altura a la cual se debe lanzar el balín para que el tiempo 
de la caída dure: t=2.0 [s], t=2.5 [s], t=5.0 [s]. podemos decir que efectivamente entre más largo sea el 
tiempo de duración de la caída, la altura del lanzamiento va aumentando en metros. 
 
- De las velocidades finales de la caída para cada una de las alturas, podemos decir que ocurre los mismo 
que con el tiempo de duración de la caída, pues los cálculos no muestran que a más altura de lanzamiento 
la velocidad con la que cae el balín es más grande. 
 
- La figura tres nos muestra las energías presentes en los lanzamientos, de esta figura podemos decir que 
el balín antes de ser lanzado solo tiene energía potencial, y que una vez cae tiene solo energía cinética; 
pero que no cuenta con ambas antes y después de ser lanzado. Los valores de energía potencial como 
de energía cinética son casi iguales. 
 
OBSERVACIONES 
- fue importante fijar bien el balín antes de ser lanzado para que caigasobre la placa que mide el tiempo 
de caída. 
- fue importante calibrar en cada uno de los lanzamientos de caída que se hicieron. 
 
 
CONCLUSIONES 
 
- identificamos que la altura con la cual se realizaron los lanzamientos de las caídas, es un factor muy 
importante, pues entre más alto sea el lanzamiento, más tiempo durará la caída y su velocidad será más 
grande en comparación a un lanzamiento desde una altura baja. 
 
- en todos los lanzamientos de caída libre la velocidad inicial siempre va a ser cero 
 
- todos los cuerpos que caen libremente tienen una trayectoria vertical (eje y), y sobre ellos actúa la fuerza 
de la gravedad que trata de jalarlos hacia abajo. Por tal razón se puede afirmar que la caída libre es un 
movimiento uniforme acelerado. 
 
- El aire no supone una resistencia para una caída libre. 
 
- Se demostró que, teniendo una determinada altura de lanzamiento y una determinada aceleración de la 
gravedad, el tiempo de la caída del balín es independiente de su masa. 
 
 
 
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
Serway, Raymond. (2000) FISICA Tomo I. 7ª Ed. McGraw Hill. México 
Sears & Zemansky. (1999) Física Universitaria. Volumen I. 11ª Ed. Pearson Education. México. 
Ohanian, Hans; Markert, Jhon. (2009). Física para ingeniería y ciencias. Volumen 1. 3ª Ed. Mc Graw Hill. 
México. 
Resnick, R. y Halliday, D. (1997). Física. Tomo I. Editorial C.E.C.S.A. México 
Alonso, M. y Finn, E. (1995). Física. 1ª Ed. Editorial Pearson. México