Practica No 2 Caída Libre

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Practica No. 2 " Caída Libre "
OBJETIVOS
Determinar la magnitud de la aceleración gravitatoria terrestre al nivel de Ciudad Universitaria.
ANTECEDENTES
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
g=9.81 
m
s2
 Sistema Internacional
g=9.81 
cm
s2
 cgs
g=32.16 
ft
s2
 Sistema Inglés
Fórmulas
Velocidad final
V f=V 0+¿
V f
2=V 0
2+2 ( ¿ )
Altura
h=V 0 t+
1
2
(g t2 )
Tiempo
t=V +V 0 g
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 alcanzará 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.
DESARROLLO
ACTIVIDADES PARTE I
Con ayuda de su profesor verifique que todo el equipo esté conectado adecuadamente. El equipo de 
caída libre debe estar conectado al canal 1 de la interfaz.
Encienda la computadora, la interfaz y active el software Data Studio, Figura No. 2.
Dando un clic sobre el canal 1 de la interfaz se muestra la lista de sensores de la cual debe 
seleccionar Photogate.
Dando un clic sobre el canal 2 de la interfaz y de la lista de sensores mostrada debe seleccionar 
Time of Flight Acccessory.
De la ventana Experiment Setup de un clic sobre la ceja setup timers mostrando la ventana como la 
de la Figura No. 3.
Al dar un Clic sobre el icono de la fotocompuerta Ch 1, se deberá seleccionar blocked. 
Al dar un clic sobre el icono del receptor de vuelo se deberá seleccionar la opción On, mostrando 
así el estado que tiene cada sensor, Figura No. 4. Dé un clic sobre el botón Done para aceptar los 
cambios.
Seleccione timer 1 (s) y traslade hasta la opción Table para visualizar el tiempo de vuelo del balín. 
Figura No. 5.
Coloque una de las pelotas en el imán situado debajo del mecanismo de fijación.
Fije el mecanismo de sujeción a la distancia que indica la Tabla No.1. La distancia debe medirse 
desde la parte inferior de la pelota hasta la parte superior del pad receptor.
Pelota Grande
d [cm ] T prom . [s ]
150
140
130
120
110
100
90 0.4570
80 0.4316
70 0.4057
60 0.3760
Tabla No. 1
De un clic sobre el botón Start. El sistema está listo para realizar el experimento.
Presione el disparador para liberar la pelota, el tiempo en recorrer la distancia prefijada se muestra 
en pantalla.
Repita el experimento hasta completar 5 eventos y al finalizar presione el botón Stop. 
Nota. Al colocar la pelota nuevamente espere a que el led situado a un costado del mecanismo de 
fijación no esté parpadeando. 
Consigne el tiempo promedio en la Tabla No.1. Para obtener el promedio de los tiempos presione el
botón de sumatoria Σ.
 
Repita los pasos para la segunda pelota considerando las distancias indicadas en la Tabla No. 1 y 
registre dichos valores en la Tabla No. 2.
Pelota Pequeña
d [cm ] T prom . [s ]
150
140
130
120
110
100 
90 0.4435
80 0.4195
70 0.3912
60 0.3625
Tabla No. 2
Usando los valores de los tiempos promedios obtenidos, determine el valor experimental de la 
magnitud de la aceleración de la gravedad para cada una de las distancias, y posteriormente, 
considerando a g = 9.78 [m/s2 ] como valor base, complete la Tabla No. 3.
d [cm ] T prom . [ s ] g [m /s2 ] %Error
150
140
130
120
110
100
90 0.45025 8.89515 90.9525
80 0.42555 8.8477 90.46735
70 0.39845 8.83405 90.32775
60 0.36925 8.8182 90.1657
Tabla No. 3
RESULTADOS
Altura Inicial para MEDICIÓN FÍSICA: 101.5 (cm) PELOTA GRANDEDiámetro de la Pelota = 102 (mm) ó 10.2 (cm)
DISTANCIAS 
PELOTA (cm)
DISTANCIAS
PELOTA (m) TIEMPO (S)
gpractica(ms2 ) %EE %E
h max = 91.3 0.913
t1= 0.4563
t2= 0.4571
t3= 0.4570
t prom= 0.4568
8.7508 10.5235 89.4765
h max - 10 cm = 
81.3 0.813
t1= 0.4312
t2= 0.4318
t3= 0.4318
t prom= 0.4316
8.7288 10.7484 89.2516
h max - 10 cm = 
71.3 0.713
t1= 0.4057
t2= 0.4057
t3= 0.4057
t prom= 0.4057
8.6638 11.4130 88.5870
h max - 10 cm = 
61.3 0.613
t1= 0.3759
t2= 0.3762
t3= 0.3759
t prom= 0.3760
8.6719 11.3302 88.6698
h max - 10 cm = 
51.3 0.513
t1= 0.3450
t2= 0.3450
t3= 0.3449
t prom= 0.3450
8.6200 11.8609 88.1391
h max - 10 cm = 
41.3 0.413
t1= 0.3120
t2= 0.3123
t3= 0.3119
t prom= 0.3121
8.4799 13.2934 86.7066
h max - 10 cm = 
31.3 0.313
t1= 0.2721
t2= 0.2727
t3= 0.2721
t prom= 0.2723
8.4426 13.6748 86.3252
h max - 10 cm = 0.213 t1= 0.2270 8.2671 15.4693 84.5307
21.3
t2= 0.2268
t3= 0.2271
t prom= 0.2270
h max - 10 cm = 
11.3 0.113
t1= 0.1746
t2= 0.1727
t3= 0.1724
t prom= 0.1732
7.5337 22.9683 74.0316
h max - 10 cm = 
1.3 0.013
t1=
t2=
t3=
t prom=
Altura Inicial para MEDICIÓN FÍSICA: 101.5 (cm) PELOTA PEQUEÑADiámetro de la Pelota = 26 (mm) ó 2.6 (cm)
DISTANCIAS 
PELOTA (cm)
DISTANCIAS
PELOTA (m) TIEMPO (S)
gpractica(ms2 ) %EE %E
h max = 98.9 0.989
t1= 0.4651
t2= 0.4643
t3= 0.4656
t prom= 0.4650
9.1478 6.4642 93.5354
h max - 10 cm = 
88.9 0.889
t1= 0.4436
t2= 0.4436
t3= 0.4434
t prom= 0.4435
9.0395 7.5715 92.4285
h max - 10 cm = 
78.9 0.789
t1= 0.4193
t2= 0.4188
t3= 0.4204
t prom= 0.4195
8.9666 8.3169 91.6831
h max - 10 cm = 
68.9 0.689
t1= 0.3914
t2= 0.3914
t3= 0.3908
t prom= 0.3912
9.0043 7.9314 92.0685
h max - 10 cm = 
58.9 0.589
t1= 0.3627
t2= 0.3618
t3= 0.3629
t prom= 0.3625
8.9645 8.3384 91.6616
h max - 10 cm = 
48.9 0.489
t1= 0.3333
t2= 0.3317
t3= 0.3318
t prom= 0.3323
8.8568 9.4396 90.5604
h max - 10 cm = 
38.9 0.389
t1= 0.2963
t2= 0.2954
t3= 0.2971
t prom= 0.2963
8.8616 9.3905 90.6094
h max - 10 cm = 
28.9
0.289 t1= 0.2582
t2= 0.2578
8.6644 11.3507 88.6493
t3= 0.2585
t prom= 0.2582
h max - 10 cm = 
18.9 0.189
t1= 0.2127
t2= 0.2130
t3= 0.2117
t prom= 0.2125
8.3704 14.4074 85.5921
h max - 10 cm = 
8.9 0.089
t1= 0.1504
t2= 0.1490
t3= 0.1508
t prom= 0.1501
79.0054 -707.8224 807.82
ANALISIS DE RESULTADOS
CUESTIONARIO
NOTA: En el informe se deberán presentar los resultados en unidades del SI. 
¿Qué tipo de movimiento es el que se analizó? y ¿Por qué de dicha conclusión?
El movimiento que se analizó en esta práctica fue el de caída libre ya que sevio en cada 
movimiento de la pelota que caía con una aceleración constante por la gravedad y porque la pelota 
no se vio afectada por ningún otro objeto u fuerza externa. 
Describa las características físicas de una caída libre.
La caída libre es un movimiento con aceleración constante o uniforme.
La fuerza de gravedad es la que produce la aceleración constante en la caída libre.
La aceleración producida en la caída libre se denomina aceleración debida a la gravedad y se 
simboliza con la letra g.
El valor de g, que se considera para efectos prácticos es de 9.81
m
s2
.
En el vacío todos los cuerpos caen con la misma aceleración.
Escriba las ecuaciones de movimiento correspondientes a la caída libre tomando en cuenta las 
condiciones iniciales del movimiento y el valor de g para d = 150 [cm]. 
Ecuaciones:
V=V0 + gt; donde; V=0 + 9.78 t
D=V0t + 1/2(gt2); 150=0 t +1/2(9.78 t2)
Realice las gráficas correspondientes de (s vs t), (v vs t) y (a vs t) para las ecuaciones obtenidas en 
el punto anterior. 
Analice el comportamiento de los valores obtenidos de g conforme se varía la distancia y elabore 
sus conclusiones.
El valor de la gravedad varía por las alturas que tomamos en cada situación y también por el tamaño
de las pelotas ya que al variar esto pues cambia la distancia y el tiempo en el que la pelota toca la 
superficie del equipo.
Si un cuerpo se suelta desde el reposo a gran altura, éste alcanza una rapidez terminal. Investigue 
dicho concepto explicando detalladamente la forma de calcular esa rapidez terminal. 
Estrictamente la rapidez es igual al módulo de la velocidad en función del tiempo.
ds/dt=v
S=s(t)
Cuando un cuerpo cae libremente se encuentra con la resistencia del aire, que depende, como se 
sabe de la forma del cuerpo y de su velocidad
En este caso como se trata de un (MRUA), la velocidad va incrementándose un 9,8m/s en cada 
segundo y en la misma proporción se aumenta la resistencia del aire ,hasta que llega un momento en
que esta es igual al peso del cuerpo entonces la aceleración del cuerpo se anula y el cuerpo baja con
la velocidad a que ha llegado ,la cual toma el nombre de velocidad terminal o límite.
Mencione en su reporte, cuáles pudieron ser las causas de las variaciones en las mediciones 
obtenidas.
Principalmente los erros que pudieron causar nuestras mediciones son al momento de no medir bien
la altura en cada una de las diferentes medidas que teníamos que hacer el experimento en caída 
libre. Además de no centrar bien el Time of flight accessory. para que las pelotas cayeran justo en 
medio y tuviéramos una mejor y precisa lectura del experimento. Otra razón que pudieron alterar 
nuestras mediciones es si no lo sosteníamos con las manos y la pelota movía el Time of flight 
accesory y hacía que la lectura obtenida nos arrojara diferentes resultados.