Caida libre

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CAÍDA LIBRE
FÍSICA I
GRUPO:
REALIZADO POR:
BARRIOS YUNEIS
BERBÉN VALERIA
GUZMÁN JAIME
UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO
PROGRAMA DE INGENIERÍA
BARRANQUILLA- COLOMBIA
MAYO DEL 2018
RESUMEN 
En esta práctica se realizó el análisis de caída libre de dos esferas de metal, inicialmente hallamos su masa y luego ubicamos la primera esfera en un soporte vertical que posee dos alambres paralelos y en la parte superior se encuentra un electroimán que está conectado a una fuente de alta tensión, el cual sujeta la esfera de metal. Para cada esfera tomamos posiciones diferentes con el objetivo de saber para cada altura distinta cuanto tiempo demoraba la esfera metálica en caer al suelo. 
INTRODUCCIÓN 
Uno de los movimientos más importantes al enfocarse en el campo de la física es el movimiento de caída libre el cual es un movimiento, determinado exclusivamente por fuerzas gravitatorias, que adquieren los cuerpos al caer, partiendo del reposo, hacia la superficie de la Tierra y sin estar impedidos por un medio que pudiera producir una fuerza de fricción o de empuje. Algunos ejemplos son el movimiento de la Luna alrededor de la tierra o la caída de un objeto a la superficie terrestre. 
En este informe se analizará el estudio experimental de la interacción que tiene un cuerpo al ser atraído por la gravedad de la tierra. Se conoce como caída libre cuando desde cierta altura un cuerpo se deja caer para permitir que la fuerza de gravedad actué sobre él, siendo su velocidad inicial cero. En este movimiento el desplazamiento es en una sola dirección que corresponde al eje vertical. Es un movimiento uniformemente acelerado y la aceleración que actúa sobre los cuerpos es la gravedad representada por la letra “g”. Al final de este informe los resultados demostrarán que los cálculos obtenidos para hallar el valor experimental de la gravedad son muy cercanos a 9,8 m/s2. Verificando correctamente que el experimento realizado en el laboratorio fue realizado con el más mínimo porcentaje de error.
TEORÍA Y ESTADO DEL ARTE 
caída libre
Se conoce como caída libre cuando desde cierta altura un cuerpo se deja caer para permitir que la fuerza de gravedad actué sobre él, siendo su velocidad inicial cero.
En este movimientos el desplazamiento es en una sola dirección que corresponde al eje vertical (eje "Y").
Es un movimiento uniformemente acelerado y la aceleración que actúa sobre los cuerpos es la de gravedad representada por la letra g, como la aceleración de la gravedad aumenta la velocidad del cuerpo, la aceleración se toma positiva. En el vacío, todos los cuerpos tienden a caer con igual velocidad.
Un objeto al caer libremente está bajo la influencia única de la gravedad. Se conoce como aceleración de la gravedad. Y se define como la variación de velocidad que experimentan los cuerpos en su caída libre. El valor de la aceleración que experimenta cualquier masa sometida a una fuerza constante depende de la intensidad de esa fuerza y ésta, en el caso de la caída de los cuerpos, no es más que la atracción de la Tierra.
Todos los cuerpos con este tipo de movimiento tienen una aceleración dirigida hacia abajo cuyo valor depende del lugar en el que se encuentren. Los cuerpos dejados en caída libre aumentan su velocidad (hacia abajo) en 9,8 m/s cada segundo. La aceleración de gravedad es la misma para todos los objetos y es independiente de las masas de éstos.
En la caída libre no se tiene en cuenta la resistencia del aire. Si se desprecia la resistencia del aire y se supone que aceleración en caída libre no varía con la altitud, entonces el movimiento vertical de un objeto que cae libremente es equivalente al movimiento con aceleración constante.
Leyes fundamentales de la Caída Libre
a) Todo cuerpo que cae libremente tiene una trayectoria vertical
b) La caída de los cuerpos es un movimiento uniformemente acelerado
c) Todos los cuerpos caen con la misma aceleración.
Velocidad inicial: normalmente es la velocidad que se le imprime inicialmente a un objeto para ponerlo en movimiento. En este caso como no se le da una fuerza sino solo se deja caer la Vo es igual a cero.
Velocidad final: es la velocidad que alcanzara el objeto cuando llega al punto final de la caída.
Tiempo: Es lo que se demora el cuerpo en caer.
Altura: la altura es la medida de longitud de una trayectoria o desplazamiento, siempre y cuando la medida se tomada como punto de referencia la vertical.
Gravedad: Gravedad es una fuerza que trata de jalar los objetos hacia abajo. Cualquier cosa que tenga masa también tiene un tirón gravitacional. Entre más masa un objeto tenga, más fuerte es su tirón o jale de atracción gravitacional.
Podemos distinguir dos tipos de caída de los cuerpos según la importancia de la resistencia del aire:
a) Caída libre sin rozamiento: todos los cuerpos tardan el mismo tiempo en caer desde la misma altura.
Explicación:
La segunda ley de Newton (F = m . a) indica que la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza aplicada e inversamente proporcional a su masa. 
Cuando caen, la única fuerza que experimentan el elefante y la pluma es la fuerza de atracción de la gravedad.
Por un lado, el elefante experimenta una fuerza de atracción gravitatoria mucho mayor que la pluma (lo que tendría que producir una gran aceleración), pero, por otro lado, cuanto mayor sea la masa de un objeto más inercia presenta, es decir más resistencia a cambiar su estado de reposo o movimiento (menor aceleración). 
Por tanto, la mayor masa del elefante (mayor inercia) contrarresta la mayor fuerza gravitatoria. 
Es la relación fuerza/masa la que determina la aceleración que adquieren los objetos. 
Todos los cuerpos experimentan la misma aceleración en caída libre. En la Tierra esta aceleración vale 9'8 m/s2. 
b) Caída libre, con rozamiento: el tiempo que tardan en caer diferentes cuerpos, desde la altura, es distinto en función de su forma.
METODOLOGIA
El experimento se llevó a cabo utilizando un instrumento que permite variar la distancia de caída libre y el objeto a medir, es decir, la masa. De a cuerdo con esto se llevó a cabo análisis de dos esferas de hierro de distintas masas a ser distancias diferentes, tomando así seis mediciones dónde difieren, la masa, distancia, velocidad y tiempo de caída. El instrumento de medición cuenta con, un imán en su parte superior, esto permite la retención de las esferas de hierro hasta el momento en que se quiera realizar la respectiva medición en determinada distancia; una base o límite móvil, que permite fijar la distancia deseada para tomar los datos, está distancia está en unidades de centímetros; una regla a un costado, permite ver con exactitud la distancia en que se está colocando la base móvil para tener mayor predicción en la toma de datos, y un timer o temporizador, que va conectadi de forma electrónica al instrumento y brinda mucha precisión al momento exacto de la esfera metálica tocar el límite móvil, que tiene a su vez un dispositivo que da una señal al timer al entrar en contacto con el objeto a medir en caída libre.
CONCLUSIONES:
En condiciones ideales todo cuerpo caería con la misma velocidad a efectos de la fuerza de aceleración gravitacional. Sin embargo, en la experiencia se pudo evidenciar que la velocidad con la que cae un objeto en caída libre, puede variar por diversos factores: por la resistencia del aire, el área de contacto y la densidad del cuerpo. El movimiento de caída libre se caracteriza por presentar una velocidad inicial de o m/s y una aceleración que es la aceleración de la gravedad. Este movimiento es perpendicular al suelo en caso ideal. Es posible determinar varias características como la altura y su velocidad en un tiempo determinado.
BIBLIOGRAFÍA 
• https://www.fisicalab.com/apartado/caida-libre
• [1] MONCAYO, Guido Alfredo. Ciencias 9° naturaleza y salud. Editorial educar editores. Bogotá. 1989. Pag. 93 – 120. [2] CASAS, J.V y otros. Física. Cinemática y dinámica. Editorial norma, Bogotá. 1975
ANÁLISIS
1. ¿Qué forma tiene un gráficode y contra el tiempo t de caída?
2. ¿Cuál es la ecuación del movimiento del balín? ¿cómo es su velocidad inicial? Linealice la ecuación del movimiento de caída libre para obtener los parámetros del movimiento: posición inicial, velocidad inicial y aceleración.
3. ¿Se puede obtener el valor de la aceleración de la gravedad g con este experimento? Si es afirmativo calcúlenla estimando su incertidumbre g.
4. . ¿Cambia la aceleración en cada cuerpo? ¿Cuál cuerpo llega primero al suelo con mayor velocidad?
5. ¿Cómo es el gráfico de la velocidad media contra el tiempo en la caída libre? Obtenga la ecuación