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Practica 2 Cinematica y Dinamica
 

Practica 2 Cinematica y Dinamica

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Practica 2 del laboratorio de Cinemática y Dinámica de la Facultad de Ingeniería, UNAM

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    Practica 2 Cinematica y Dinamica Practica 2 Cinematica y Dinamica Document Transcript

    • PRÁCTICA 2 CAIDA LIBREFecha de realización: 03-Septiembre-2012Fecha de entrega: 17-septiembre-2012 Laboratorio de Cinemática y Dinámica Facultad de Ingeniería Universidad Nacional Autónoma De México Fernando Sánchez Emma Carolina Alfaro Realizado por: • Aranzazu • Karina • Priscila • Iván • IsabelRESUMEN realizo el experimento con una repetición de 5 eventos en cadaSe realizaron una serie de pruebas altura y en cada pelota para podercon ayuda de un soporte universal obtener los datos más exactos, y loscon accesorios, equipo de caída libre, datos se fueron obteniendo yinterfaz Science Workshop 750 con mostrando en el monitor de laaccesorios, entre otros utensilios para computadora.la obtención de la magnitud de laaceleración gravitatoria a nivel de OBJETIVOSCiudad universitaria. • Determinar la magnitud de laEn primera instancia se reviso que los aceleración gravitatoria terrestre aaparatos y el programa Data Studio nivel de Ciudad Universitaria.estuviera conectado perfectamente y INTRODUCCIÓNtodo estuviera listo para utilizar, sefue colocando cada una de las 2 En la realización de ésta práctica sepelotas a diferentes posiciones y se analizará el movimiento de CaídaPráctica 2. Caída libre Página 1
    • Libre, que es un movimiento rectilíneo Un sistema de referencia ligado a ununiformemente acelerado, al dejar cuerpo en caída libre puedecaer un 2 pelotas con diámetros considerarse inercial o no inercial en función del marco teórico que estédiferentes a través de la ayuda de un utilizándose, el mismo sistema desensor de vuelo, lo cual nos permitirá referencia es inercial, pues aunquedemostrar que su velocidad es está acelerado en el espacio, no estácreciente al mismo tiempo que su acelerado en el espacio-tiempo.altura va disminuyendo. Caída libre totalmente vertical El movimiento del cuerpo en caída libre es vertical con velocidad creciente (aproximadamente movimiento uniformemente acelerado con aceleración g) (aproximadamente porque la aceleración aumenta cuando el objeto disminuye en altura, en la mayoría de los casos la variación es despreciable). La ecuación de movimiento se puede escribir en términos la altura y:MARCO TEORICO CAIDA LIBRE donde: , son la aceleración y la velocidad verticales. , es la fuerza de rozamiento fluidodinámico (que aumenta con la velocidad). Si, en primera aproximación, se Caida Libre desprecia la fuerza de rozamiento, cosa que puede hacerse para caídas desde pequeñas alturas de cuerpos relativamente compactos, en las queMovimiento de un cuerpo bajo la se alcanzan velocidades moderadas,acción exclusiva de un campo la solución de la ecuacióngravitatorio. diferencial para las velocidades y laEn estos movimientos el altura vienen dada por:desplazamiento es en una soladirección que corresponde al ejevertical (eje "Y")Práctica 2. Caída libre Página 2
    • donde v0 es la velocidad inicial, parauna caída desde el reposo v0 = 0y h0 es la altura inicial de caída.Es un movimiento uniformementeacelerado y la aceleración que actua Fórmulassobre los cuerpos es la gravedadrepresentada por la letra gLos valores son g= 9.81 m/s2 g= 981 m/s2g= 32.16 ft/s2La caída libre contempla la bajada delos cuerposFormulas de la caída libre 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 refencia 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.Práctica 2. Caída libre Página 3
    • Con ayuda del profesor, verifique que todo el equipo esté conectado adecuadamente. Instale el arreglo mostrado en la siguiente figura, además de que el conector amarillo del sensor de movimiento debe estar conectado en el canal 1 de la interfaz Science Workshop y el conector negro en el canal 2.DESARROLLO EXPERIMENTAL 2.- Encienda la computadora y la interfaz, espera a que cargueEQUIPOS Y MATERIALES totalmente el sistema.NECESARIOS 3.- de doble clic en el icono Data • Soporte universal con accesorios Studio, se muestra una ventana como • Equipo de caída libre la de la figura 2. A continuación haga un clic en Create Experiment • Interfaz Science Workshop 750 mostrando así la ventana de la figura 3 con accesorios 4.- Ahora, dando un clic sobre el canal • Flexometro 1 de la figura de la interfaz se despliega una lista de sensores de la cual se • Pelota y balín debe seleccionar Photograde haciendo doble clic. Dando un clic sobre el canal • Sensor de vuelo 2 de la interfaz y de la lista de sensores • Computadora mostrada debe seleccionar Time of Flight Accessory • Cronometro digital 5.- De la ventana Experiment Setup de un clic sobre la ceja setup times mostrando la ventana como la de la figura 6. 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 deberáPROCEDIMIENTO seleccionar la opción On, mostrando así el estado que tiene cada sensor, 1. Verificación.Práctica 2. Caída libre Página 4
    • figura 7. De un clic sobre el botón Done 15.- Repita las actividades para laspara aceptar los cambios distancias indicadas en la tabla 16.- Seleccione timer 1 (s) y traslade 16.- Considerando las ecuaciones dehasta la opción Table para visualizar el movimiento para un cuerpo en caídatiempo de vuelo del balín libre, g=9.78m/s2 y los tiempos promedios obtenidos, complete la tabla7.- mida la masa de las pelotas con una 2.balanza 17.- Tome los tiempos de caída de8.- Coloque la pelota en el imán situado forma manual utilizando el cronometrodebajo del mecanismo de fijación. digital y compare sus mediciones.9.- Fije el mecanismo de sujeción a ladistancia que indica la tabla 1. Ladistancia debe medirse desde la parteinferior del balín hasta la parte superiordel pad receptor.10.- Realice mediciones de 10 datoscada 10 cm desde una altura de 200cm hasta 120 cm.11.- De un clic sobre el botón Start. Elsistema está listo para realizar elexperimento.12.- Presione el disparador para liberaral balín, el tiempo en recorrer ladistancia prefijada se muestra enpantalla.13.- Repita el experimento hastacompletar 10 eventos y al finalizarpresione el botón Stop. Nota: Al colocarel balín nuevamente espere a que elled situado a un costado delmecanismo de fijación no estéparpadeando.14.- Consigne el tiempo promedio en latabla1 para obtener el promedio de lostiempos presione el botón desumatoria.Práctica 2. Caída libre Página 5
    • PELOTA CHICAPráctica 2. Caída libre Página 6
    • Práctica 2. Caída libre Página 7
    • Práctica 2. Caída libre Página 8
    • PELOTA GRANDEPráctica 2. Caída libre Página 9
    • Práctica 2. Caída libre Página 10
    • Práctica 2. Caída libre Página 11
    • DISCUSIÓNPráctica 2. Caída libre Página 12
    • CONCLUSIÓN |valor nuevo - valor antiguo| × 100%BIBLIOGRAFÍA |valor antiguo| • http://www.educaplus.org/movi/ 4_2caidalibre.html • http://shibiz.tripod.com/id11.ht ml • http://www.slideshare.net/shirs a/caida-libre-457479 • http://es.wikipedia.org/wiki/Ca %C3%ADda_libreAPENDICEEl tiempo promedio en cada eventopara las diferentes alturas de ambaspelotas fue dado por una sumatoriaque fue realizada por el programaque se utilizo para realizar elexperimento.Los modelos matemáticos usadospara determinar la aceleración,velocidad y posición fueron:A=-9.81 m/s 2Utilizando la gravedad como laaceleración inicial en el movimiento,la velocidad inicial en el caso de lavelocidad es nula ya que elmovimiento empieza del reposo,mientras que en la posición, laposición inicial es la altura inicial(máxima) en la que se encuentran encada una de las pelotas.Para el cálculo del porcentaje de errorse calcula como:Práctica 2. Caída libre Página 13