CAIDA LIBRE

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UNIVERSIDAD NACIONAL AMAZÓNICA DE MADRE DE DIOS – 
UNAMAD – PTO. MALDONADO - PERÚ 
CAÍDA LIBRE 
Curso de Física I (práctica) 
Estudiante: Cristofer Fernando Huayta Candia. 
11-7-2022 
 
Docente: Eulogio Montalvo Espinoza. 
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Alumno: Cristofer Fernando Huayta Candia. 
OBJETIVOS 
 Calcular la aceleración de la gravedad usando el sistema Pasco capstone. 
 Verificar que la aceleración de caída de un cuerpo no depende de su masa. 
 Realizar un análisis grafico de los parámetros registrados por los sensores 
a fin de establecer con un mínimo margen de error las magnitudes físicas 
buscadas (gravedad, tiempo de caída). 
 Verificar la relación entre la distancia de caída con el tiempo empleado. 
EQUIPOS Y MATERIALES 
• Computadora 
• Software Pasco capstone 
• 850 universal Interface 
• Equipo de caída libre (ME-9889-220) 
• Timer Switch (ME-9819) 
• Timer of flight accessory (ME-6810) 
• Drop box assembly (ME-6839) 
• Regla métrica de 1.0m 
• Free fall Ball Accessory (ME-9890) 
• Large Rod Base (ME- 8735) 
• 90cm Rod (ME 8738) 
 
 
 
 
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PROCEDIMIENTO 
Procedimiento para configuración de equipos y accesorios: 
a. Verificar la conexión e instalación de la interface. 
b. Ingresar al software Pasco Capstone y seleccionar la configuración hardware. 
c. Seleccionar el accesorio para tiempo de vuelo y Timer Switch (adaptador de caída 
libre), de la lista de sensores y efectuar la conexión usando los cables para transmisión 
de datos, de acuerdo a lo indicado por pasco Capstone, ver figura (1). 
d. Efectuar la configuración de los accesorios para tiempo de vuelo y Timer Switch 
(adaptador de caída libre), tal como se aprecia en la figura (2). 
 
Figura (1). Accesorios requeridos. 
 
Figura (2). Configuración de secuencia del temporizador. 
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e. Adicione un medidor digital a los datos recogidos por el temporizador, en él se 
registrará el tiempo de caída. 
f. Coloque el Timer Switch en el accesorio para liberación magnética de objetos y luego 
sujete la esfera de PVC, al liberador magnético, finalmente coloque el interruptor en 
armado. 
g. La altura de caída debe ser determinada previamente utilizando la regla métrica 
(medir la altura desde timer of flight hasta la base de la esfera). 
h. El montaje de dispositivos y accesorios, es tal y como se muestra en la figura (3). 
Figura (3). Configuración de equipos. 
Primera actividad (determinación de la gravedad) 
a. Pulse el Timer Switch para liberar la esfera de PVC suspendida al inicio. b. Anote el 
tiempo de caída mostrado en el medidor digital en la tabla 1. 
c. Empleando la ecuación (3) calcule la magnitud de la gravedad en m/s2. 
d. Con el valor obtenido previamente y utilizando la ecuación (4), calcule el valor de la 
velocidad final de caída. 
e. Anote sus resultados en la tabla (1). 
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DATOS 
Tabla (1), datos registrados considerando esfera de PVC. 
Número de 
medición 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 
Tiempo de 
caída (s) 
0.42 0.30 0.25 0.23 0.20 0.30 0.35 0.26 0.23 0.17 
Aceleración 
Gravedad 
(m/s2) 
9.72 19.06 27.456 32.43 42.9 19.06 14 25.38 32.43 59.37 
Velocidad 
final de 
caída 
4.116 2.94 2.45 2.254 1.96 2.94 3.43 2.548 2.254 1.666 
Longitud 
recorrida 
(m) 
85.8cm = 0.858m 
 
f. Repita los pasos de a) hasta e) diez veces, anotando sus resultados en cada caso. 
g. Determine el error absoluto y porcentual, luego calcule la media y la desviación 
estándar de las mediciones. 
h. Cambie la esfera de PVC por la de acero y repita los pasos de a) hasta la g). 
Tabla (2), datos registrados considerando esfera de acero. 
Número de 
medición 
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 
Tiempo de 
caída (s) 
0.18 0.20 0.17 0.20 0.16 0.19 0.16 0.18 0.19 0.16 
Aceleración 
Gravedad 
(m/s2) 
54 43.8 60.62 43.8 68.4375 48.53 68.4375 54 48.53 68.4375 
Velocidad 
final de 
caída 
(m/s) 
1.764 1.96 1.666 1.96 1.568 1.862 1.568 1.764 1.862 1.568 
Longitud 
recorrida 
(m) 
87.6cm = 0.876m 
 
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Calculando la aceleración de la esfera de PVC (m/𝑠2) 
𝒈 = 𝟐𝒉𝒕𝟐 
Donde g es la aceleración de la esfera de PVC al caer al suelo, h la altura en la que la 
esfera se encuentra por encima del suelo y t el tiempo en el que este se tarda en chocar 
con el suelo. 
𝑔1 = 2(0.858𝑚)(0.42𝑠)2 = 9.72𝑚/𝑠2 
𝑔2 = 2(0.858𝑚)(0.30𝑠)2 = 19.06𝑚/𝑠2 
𝑔3 = 2(0.858𝑚)(0.25𝑠)2 = 27.456𝑚/𝑠2 
𝑔4 = 2(0.858𝑚)(0.23𝑠)2 = 32.43𝑚/𝑠2 
𝑔5 = 2(0.858𝑚)(0.20𝑠)2 = 42.9𝑚/𝑠2 
𝑔6 = 2(0.858𝑚)(0.30𝑠)2 = 19.06𝑚/𝑠2 
𝑔7 = 2(0.858𝑚)(0.35𝑠)2 = 14𝑚/𝑠2 
𝑔8 = 2(0.858𝑚)(0.26𝑠)2 = 25.38𝑚/𝑠2 
𝑔9 = 2(0.858𝑚)(0.23𝑠)2 = 32.43𝑚/𝑠2 
𝑔10 = 2(0.858𝑚)(0.17𝑠)2 = 59.37𝑚/𝑠2 
 
Calculando las velocidades de la esfera de PVC (m/s) 
𝑽 = 𝒈. 𝒕 
Donde V representa la velocidad de la esfera de PVC, g la gravedad que ejerce la tierra y 
t el tiempo en el que el cuerpo de la esfera cae al suelo. 
𝑉1 = (9.8 𝑚/𝑠2)(0.42𝑠) = 4.116 𝑚/𝑠 
𝑉2 = (9.8 𝑚/𝑠2)(0.30𝑠) = 2.94 𝑚/𝑠 
𝑉3 = (9.8 𝑚/𝑠2)(0.25𝑠) = 2.45 𝑚/𝑠 
𝑉4 = (9.8 𝑚/𝑠2)(0.23𝑠) = 2.254 𝑚/𝑠 
𝑉5 = (9.8 𝑚/𝑠2)(0.20𝑠) = 1.96 𝑚/𝑠 
𝑉6 = (9.8 𝑚/𝑠2)(0.30𝑠) = 2.94 𝑚/𝑠 
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𝑉7 = (9.8 𝑚/𝑠2)(0.35𝑠) = 3.43 𝑚/𝑠 
𝑉8 = (9.8 𝑚/𝑠2)(0.26𝑠) = 2.548 𝑚/𝑠 
𝑉9 = (9.8 𝑚/𝑠2)(0.23𝑠) = 2.254 𝑚/𝑠 
𝑉10 = (9.8𝑚/𝑠2)(0.17𝑠) = 1.666 𝑚/𝑠 
 
Calculando la aceleración de la esfera de acero (m/s) 
𝑔1 = 2(0.876𝑚)(0.18𝑠)2 = 54𝑚/𝑠2 
𝑔2 = 2(0.876𝑚)(0.20𝑠)2 = 43.8𝑚/𝑠2 
𝑔3 = 2(0.876𝑚)(0.17𝑠)2 = 60.62𝑚/𝑠2 
𝑔4 = 2(0.876𝑚)(0.20𝑠)2 = 43.8𝑚/𝑠2 
𝑔5 = 2(0.876𝑚)(0.16𝑠)2 = 68.4375𝑚/𝑠2 
𝑔6 = 2(0.876𝑚)(0.19𝑠)2 = 48.53𝑚/𝑠2 
𝑔7 = 2(0.876𝑚)(0.16𝑠)2 = 68.4375𝑚/𝑠2 
𝑔8 = 2(0.876𝑚)(0.18𝑠)2 = 54𝑚/𝑠2 
𝑔9 = 2(0.876𝑚)(0.19𝑠)2 = 48.53𝑚/𝑠2 
𝑔10 = 2(0.876𝑚)(0.16𝑠)2 = 68.4375𝑚/𝑠2
 
Calculando las velocidades de la esfera de acero (m/s) 
𝑽 = 𝒈. 𝒕 
𝑉1 = (9.8 𝑚/𝑠2)(0.18𝑠) = 1.764 𝑚/𝑠 
𝑉2 = (9.8 𝑚/𝑠2)(0.20𝑠) = 1.96 𝑚/𝑠 
𝑉3 = (9.8 𝑚/𝑠2)(0.17𝑠) = 1.666 𝑚/𝑠 
𝑉4 = (9.8 𝑚/𝑠2)(0.20𝑠) = 1.96 𝑚/𝑠 
𝑉5 = (9.8 𝑚/𝑠2)(0.16𝑠) = 1.568 𝑚/𝑠 
𝑉6 = (9.8 𝑚/𝑠2)(0.19𝑠) = 1.862 𝑚/𝑠 
𝑉7 = (9.8 𝑚/𝑠2)(0.16𝑠) = 1.568 𝑚/𝑠 
𝑉8 = (9.8 𝑚/𝑠2)(0.18𝑠) = 1.764 𝑚/𝑠 
𝑉9 = (9.8 𝑚/𝑠2)(0.19𝑠) = 1.862 𝑚/𝑠 
𝑉10 = (9.8𝑚/𝑠2)(0.16𝑠) = 1.568 𝑚/𝑠 
 
 
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CUESTIONARIO 
1. ¿Qué factores pueden causar las diferencias entre el valor obtenido y el valor 
comúnmente aceptado para la aceleración gravitacional a nivel del mar? 
 La densidad del material en el que se mide, la forma del objeto en el que se mide 
y las condiciones ambientales en el lugar donde se realiza la medición. 
2. ¿La fuerza de fricción juega un papel importante en este experimento? 
 Para este experimento se hizo uso de un imán manual el cual mantenía estático a 
las 2 esferas que se usaron (PVC y acero), y al estar estáticos el imán y cada esfera, 
una fuerza de fricción se ejerció para evitar que las esferas cayesen al suelo antes 
de lo debido por acción del participante. Sí, la fricción jugó un papel importante. 
3. ¿Cuál diría usted que es la relación que liga el tiempo de recorrido con la distancia 
total de caída?, exprese usted la ecuación considerando la constante proporcionalidad 
correspondiente y señale cuál es su significado. 
𝒙 = 𝒅 + 𝒕 
donde x representala constante de proporcionalidad entre estos dos datos, 𝑑 representa 
la distancia y 𝑡 el tiempo. Esta ecuación representa la teoría de que mientras más sea la 
distancia más será el tiempo de llegada. 
4. Si lanzamos un cuerpo verticalmente hacia arriba, alcanzará una altura máxima y 
después caerá. ¿Tanto la fase de ascenso como la de descenso son de caída libre? 
 Así es, e inclusive la velocidad 0 (Vo) vendría a formar parte de este, debido a 
que todo cuerpo tendrá un peso, una aceleración y por la gravedad una velocidad. 
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5. Utilice la ecuación (1) para elaborar una gráfica posición vs tiempo para la caída 
libre, calcule la pendiente de esta gráfica para t = 0.01s. ¿Qué unidades tiene?, ¿Qué 
significado físico tiene este valor? 
Se mide en m/s (distancia). 
6. En el espacio, ¿Existe la gravedad?, justifique su respuesta. 
 Si. En la tierra existe una gravedad de 9.8m/s2 es por ello que todo cuerpo al 
ascender y no haber llegado a la exosfera, desciende por su peso y la gravedad, 
como también es por ello mismo que no se flota estando dentro de la tierra. 
 Por otro lado, en la exosfera la gravedad es mayor y la única fuerza que domina 
es la de la gravedad, esto se evidencia con los astronautas, ellos viajan más allá de 
la atmósfera y se les puede ver flotando, esto se debe a la gravedad que hay ahí, 
no es nula es mayor, es por ello que a mayor gravedad menos peso (con una 
constancia de 0.2). 
8. ¿Está usted conforme con el valor experimental obtenido para la aceleración?, 
justifique su respuesta. 
Si. Las esferas no emitieron una velocidad que sea irrazonable. 
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9. Un avión en vuelo horizontal a una altura de 300 m y con una velocidad de 60 m/s, 
deja caer una bomba. Calcular el tiempo que tarda en llegar al suelo, y el 
desplazamiento horizontal de la bomba. 
Solución: 
Eje vertical (tiempo que la bomba llega al suelo): 
𝒉 = 𝑽𝒐. 𝒕 + 𝟏𝟐 𝒈. 𝒕𝟐 
300𝑚 = 12 ∗ 9.82𝑚/𝑠2 ∗ 𝑡2 
300𝑚 = 4.9𝑚/𝑠2 ∗ 𝑡2 = 300𝑚/4.9𝑚/𝑠2 = 𝑡2 √61.2244𝑠 = 𝑡 = 𝟕. 𝟖𝟐𝒔 
Eje horizontal (desplazamiento de la bomba): 
𝒅 = 𝒗. 𝒕 
𝑑 = 60𝑚/𝑠 ∗ 7.82𝑠 = 469.2m 
Se usa la velocidad que el avión produce, debido a que la bomba cae del avión. 
CONCLUSIONES 
o A mayor distancia mayor será el tiempo de llegada. 
o La gravedad está presente en un monto de 9.8m/s2 en la tierra y su atmósfera. 
o La esfera de acero cae más rápido que la de PVC. 
o El ambiente es factor crucial para la obtención de datos. 
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