Reporte de la práctica 9

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Laboratorio de Mecánica General 
Práctica #9 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Alumno 
Jesús Alan 
Valdez López 
 
 
 
 
 
 
 
ID 
00000160539 
 
 
 
 
 
 
 
 
Profesor 
Ricardo Sánchez García 
 
Fecha 
Jueves, 29/06/2023 
 
 
Instituto Tecnológico de Sonora Laboratorio de Mecánica General 
 
 
1 
 
Práctica # 9 Fecha: 29/07/2023 
Unidad de competencia a la que contribuye la práctica: Unidad de competencia IV. Resolver 
problemas de movimiento de partículas con aceleración constante, que describen trayectorias 
rectilíneas y parabólicas mediante el empleo de ecuaciones cinemáticas. 
Descripción del problema a resolver 
Cuando Galileo Galilei realizó experimentos con esferas que rodaban por rieles inclinados, 
observó que la aceleración de las esferas se mantenía constante mientras no se cambiara 
la inclinación del riel, y que, además, dicha aceleración era proporcional a la inclinación, 
es decir, a mayor inclinación mayor era la aceleración de las esferas. 
Estos resultados le hicieron suponer que, a una inclinación del riel de 90°, la esfera debería 
tener su máxima aceleración y ésta debería ser también constante. 
Galileo no tuvo los medios para determinar la magnitud de la aceleración que adquieren 
los cuerpos cuando caen libremente de forma vertical, pero en esta práctica usted tendrá 
la oportunidad de calcular dicha aceleración. Para ello, se va a proporcionar un dispositivo 
electrónico que sirve para medir con mucha precisión el tiempo que tarda una esfera en 
caer verticalmente cierta altura. Con este dato y otra cantidad física que considere 
pertinente medir, determine lo siguiente: 
(a) La aceleración que adquieren dos esferas de diferente diámetro cuando se dejan 
caer verticalmente de tres diferentes alturas. 
(b) Explique a qué se debe que cada esfera tenga diferente aceleración. 
 
Equipo que se utilizará en la práctica 
1.- Una base metálica. 
2.- Una varilla de 1 metro de largo. 
3.- Una varilla de 30 cms. 
4.- Un Drop Box. 
5.- Un Control Box 
6.- Dos esferas de diferente diámetro. 
7.- Cable para conectar el Control Box al Drop Box. 
 8.- Un multiclamp 
9.- Un adaptador-contacto para conectar el Control Box a la toma corriente. 
10.- Un Timer Switch para conectar el Control Box al canal 1 del Smart Timer. 
11.- Un Timer of Flight Accesory (tableta cuadrada). Que se conecta al canal 2 del Smart 
Timer. 12.- Smart Timer. 13.- Multicontacto con extensión. 
Instituto Tecnológico de Sonora Laboratorio de Mecánica General 
 
 
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Equipo armado 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Instituto Tecnológico de Sonora Laboratorio de Mecánica General 
 
 
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Idear un plan para resolver el problema 
• Primero debemos de armar el equipo antes de colocar las dos esferas. 
• Debemos de calibrar el equipo y asegurarnos de que esté en correcto 
funcionamiento antes de proceder. 
• Tener lista las tablas para anotar los resultados que obtendremos del cronómetro 
una vez cada esfera aterrice en la plataforma. 
• Tomar 3 resultados a diferentes alturas de cada esfera (chica y grande). 
• Una vez que tengamos todos los resultados, procedemos con los cálculos 
necesarios para sacar la aceleración promedio en (m/s²). 
 
 
Resultados obtenidos 
Esferas Altura (m) t1(s) t2 (s) t3 (s) 
Tpromedio 
(s) 
Aceleración (m/s²) 
 
(Chica) 
1.63 
.5789 .57975 .58015 .57955 9.731 
 
1.32 
.52015 .52015 .5206 .5206 9.74416 
 
0.97 
0.444575 0.44565 0.44635 0.4458 9.7634 
 
Aceleración promedio 9.745 
 
Cálculos: 
1) −1.63 − 0 = −
1
2
𝑎(0.5795)2 = 
(2)(1.63)
0.335
 = 𝑎 = 9.731 
𝑚
𝑠²
 
2) −1.32 − 0 = −
1
2
𝑎(0.5206)2 = 
(2)(1.32)
0.2710
 = 𝑎 = 9.716 
𝑚
𝑠²
 
3) 0.97 − 0 = −
1
2
𝑎(0.4458)2 = 
(2)(0.97)
.1987
 = 𝑎 = 9.7634 
𝑚
𝑠²
 
𝑃𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 9.731 + 9.74416 + 9.7634 = 9.745 
𝑚
𝑠²
 
(Grande) 
1.615 0.5935 0.5918 0.59175 0.5923 9.2075 
 
1.25 0.5182 0.5182 0.5175 0.5179 9.321 
 
0.895 0.43615 0.4347 0.4355 0.4354 9.445 
 
Aceleración promedio 9.3245 
Cálculos: 
1) −1.615 − 0 = −
1
2
𝑎(0.5923)2 = 
(2)(1.615)
0.3508
 = 𝑎 = 9.2075 
𝑚
𝑠²
 
2) −1.25 − 0 = −
1
2
𝑎(0.5179)2 = 
(2)(1.25)
0.2682
 = 𝑎 = 9.321 
𝑚
𝑠²
 
3) −0.895 − 0 = −
1
2
𝑎(0.4354)2 = 
(2)(0.895)
.1895
 = 𝑎 = 9.445 
𝑚
𝑠²
 
𝑃𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜 = 9. 2075 + 9. 321 + 9. 445= 9. 3245 
𝑚
𝑠²
 
Instituto Tecnológico de Sonora Laboratorio de Mecánica General 
 
 
4 
 
 
La diferencia en la aceleración promedio entre las dos esferas de diferente diámetro se 
debe a la influencia de la resistencia del aire. A medida que una esfera aumenta su 
diámetro, su área de superficie aumenta proporcionalmente al cuadrado del diámetro, 
mientras que su masa aumenta proporcionalmente al cubo del diámetro. Esto significa que 
la esfera más grande experimentará una mayor resistencia del aire en comparación con la 
esfera más pequeña. 
Debido a la mayor resistencia del aire, la esfera más grande se verá afectada por una fuerza 
de arrastre mayor durante su caída, lo que resultará en una aceleración promedio menor 
en comparación con la esfera más pequeña. Por lo tanto, la esfera más pequeña tendrá una 
aceleración promedio mayor en la misma caída vertical. 
 
 
 
Consideraciones 
Algunas consideraciones sobre posibles errores de cálculo y equipo viejo utilizado en la 
práctica podrían incluir: 
• Calibración incorrecta del dispositivo electrónico de medición de tiempo. 
• Desgaste o mal funcionamiento del dispositivo electrónico utilizado. 
• Errores humanos al iniciar o detener el cronometraje. 
• Errores de medición en las alturas de caída de las esferas. 
Influencia de factores externos, como corrientes de aire o vibraciones, que podrían afectar 
la precisión de los resultados. 
 
Conclusión 
En conclusión, la práctica experimental permitió determinar la aceleración promedio de 
las esferas de diferentes diámetros al caer verticalmente desde diferentes alturas. Se 
observó que la esfera más grande tenía una aceleración promedio menor debido a la 
resistencia del aire, mientras que la esfera más pequeña tenía una aceleración promedio 
mayor. 
Sin embargo, es importante tener en cuenta las posibles fuentes de error y considerar la 
precisión y confiabilidad del equipo utilizado. La práctica proporcionó una comprensión 
práctica de los conceptos de aceleración y resistencia del aire, y resaltó la importancia de 
realizar mediciones precisas y mantener el equipo en condiciones adecuadas para obtener 
resultados confiables.