Experimentos aceleración

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Experimentos aceleración

  1. 1. EXPERIMENTO 1. DETERMINANDO LA ACELERACIÓN DE LA GRAVEDAD MEDIANTE CAÍDA LIBREIntroducciónEn la mayor parte de los movimientos la velocidad no se mantiene constante sinoque varía. La variación que experimenta la velocidad se conoce como aceleración yeste cambio puede afectar tanto al módulo de la velocidad (a la “rapidez”) como ala dirección y sentido. (Amplía la información en la pág. 178 de tu libro de texto).En los movimientos uniformemente acelerados, es decir, en aquellos en lo que laaceleración es constante, se cumplen las siguientes ecuaciones: v=vo+at e=eo + vot+1/2at2Siendo v la velocidad final, vo la inicial, a la aceleración, e el espacio recorridofinal, eo el espacio inicial y t el tiempo. CAÍDA LIBRE Un ejemplo particular de un movimiento uniformemente acelerado es la caída libre. Cuando dejamos caer un objeto desde una determinada altura la única aceleración que actúa es la de la gravedad que tiene un valor constante (9.8m/s 2) y se representa con la letra “g”. Además si lo dejamos caer la velocidad inicial del objeto será nula (vo=0m/s), pues inicialmente estaba quieto. Y en lugar de hablar de espacio sehabla de altura (h=e-eo), por lo que en este caso concreto las ecuaciones anterioresse transformarían en: v=gt h=1/2gt2ObjetivoEl objetivo de esta práctica es determinar el valor de la gravedad de formaexperimental mediante el estudio de una caída libre.
  2. 2. Materiales  Cronómetro con precisión de centésimas de segundo  Metro  Objeto que se deja caer, preferiblemente esférico y que no pese demasiado ni se rompa con facilidad (puede emplearse por ejemplo una bola de papel rodeada de celo para darle más consistencia)Procedimiento1. Se deja caer el objeto desde una altura conocida midiendo con la mayor precisión posible el tiempo que tarda en llegar al suelo. Cuanto mayor sea la altura mejor.2. Se repite el proceso al menos en cinco ocasiones.Toma y tratamiento de datosRecoge los datos en una tabla similar a la siguiente. Cópiala en tu cuaderno (trasescribir el título de la práctica). En la última columna debes incluir el valor degravedad que has obtenido en cada experimento. Para ello tienes que despejar lagravedad en la fórmula de la caída libre h=1/2gt2. En la última celda de la tablacalcula la media de todos los valores de gravedad que has obtenido. Ese será tu gexperimental. Nº experimento Altura, h (m) Tiempo, t (s) Gravedad, g (m/s2) 1 2 3 4 5 Valor de gravedad medioResultados y conclusionesDespués de las tablas con los datos obtenidos escribe en tu libreta un apartado deresultados y conclusiones donde deberás responder a las siguientes preguntas:
  3. 3. 1. ¿Cuál es el valor de gravedad que has obtenido?2. Teniendo en cuenta que el valor real es de 9.8m/s 2, ¿tu resultado experimental se aproxima al real? ¿Por qué no coincide exactamente? ¿Qué errores crees que puedes haber cometido?CuestionesResponde en tu cuaderno a las siguientes cuestiones. Ayúdate de la introducción ydel libro de texto (pág. 178)1. La aceleración se mide en m/s2. Intenta explicar por qué.2. Un tren al arrancar alcanza los 200km/h en 15s, ¿cuál es su aceleración?3. Un león observa a una gacela y, de repente, se lanza a por ella, pasando de estar parado a alcanzar una velocidad de 12m/s en 4s. ¿Cuál ha sido su aceleración?4. Ejercicio 11 de la página 178 del libro
  4. 4. Experimento 2. FUERZAS Y EQUILIBRIO PARA DETERMINAR EL VALOR DE LA GRAVEDADIntroducciónLas fuerzas son las interacciones que ejercen entre sí los cuerpos y producencambios en su velocidad. La unidad del SI para medir fuerzas es el Newton (N),aunque a veces se expresa en pondios o kilopondios (kp) y se puede calcularmediante la siguiente expresión, siendo “F” la fuerza (N), “m” la masa en kg y “a”la aceleración (m/s2): F=m·aUno de los tipos más comunes de fuerza es lo que conocemos como peso ointeracción gravitatoria, que realmente es la fuerza con la que nos atrae la Tierra.En este caso la Fuerza se representa con la letra P y como la aceleración es lagravedad se utiliza la letra g, por lo que el peso de un objeto se calcula: P=m·gAl conjunto de fuerzas que actúan a la vez sobre un mismo objeto se le llamafuerza resultante. Si dicha fuerza resultante es cero significa que las fuerzas seanulan entre sí y se dice que el cuerpo está en equilibrio. Un ejemplo de un cuerpoen equilibrio sería una persona colgada por una cuerda. Sobre dicha persona actúandos fuerzas:- El peso de la persona que tira de ella hacia abajo.- La fuerza que ejerce la cuerda que tira hacia arriba y que es igual al peso de la persona.Como las dos fuerzas son iguales pero en sentidos opuestos secompensan por lo que al final la fuerza resultante es cero: lapersona está en equilibrio.ObjetivoEl objetivo de esta práctica es determinar el valor de la gravedad de formaexperimental a través del estudio del peso de un cuerpo colgando en equilibrio.
  5. 5. Materiales Un soporte Un dinamómetro (instrumento para medir fuerzas) Balanza Objeto cuya masa se encuentre comprendida entre 30 y 100g y que se pueda colgar del dinamómetro (sino puede usarse hilo para colgarla)Procedimiento 1. Determina la masa (m) del objeto elegido con una balanza. 2. Coloca el dinamómetro en el soporte (o en su defecto colgado de una superficie o de tu propia mano) y cuelga el objeto. Lee la fuerza ejercida por el objeto debida a su peso (P) marcada por el dinamómetro (tanto en N como en p).Resultados y conclusionesAnota en tu cuaderno la masa y el peso del objeto (tras incluir el título de lapráctica). Con estos datos y con ayuda de la ecuación matemática del peso calculael valor de la gravedad usando la fuerza tanto en N como en kp. A continuaciónresponde a las siguientes preguntas:1. ¿Cuál es el valor de gravedad que has obtenido usando la fuerza en N? ¿En qué unidades se mide? ¿Y usando el peso en kilopondios?2. Consulta en tu libro de texto cuál es el valor real (pág. 180) y compáralo con tus resultados.CuestionesResponde en tu cuaderno a las siguientes cuestiones. Ayúdate de la introducción ydel libro de texto (págs. 179-180). 1. Ejercicio 17 de la página 180 2. Relaciona los valores equivalentes de las dos filas 50N 25N 9.8N 33N 45N 4.6kp 1kp 2.55kp 3.37kp 5.1kp
  6. 6. Experimento 3. Flotar o no flotar: principio de arquímedesIntroducciónEl principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluidoexperimenta un empuje (una fuerza) hacia arriba igual al peso del volumen delfluido que desplaza. Es decir: Peso: P=mobjeto ·g Empuje: E=mlíquido desplazada·gSi el peso del cuerpo es mayor que el empuje el cuerpo se hundiráy, en caso contrario, flotará. ¿Y de qué va a depender el empuje?Pues de la densidad del objeto y del fluido: Densidad objeto> densidad fluido -> se hunde Densidad objeto < densidad fluido -> flotaObjetivoEl objetivo de esta práctica es comprobar experimentalmente el principio deArquímedes.Materiales Un dinamómetro (instrumento para medir fuerzas) colocado sobre un soporte Objeto con una masa entre los 30 y 100g Recipiente con agua donde se pueda introducir el objeto.Procedimiento1. Colgar el objeto en el dinamómetro y anotar el peso que marca.2. Colocar el recipiente con agua debajo del objeto de forma que quede sumergido y se mantenga colgando del dinamómetro. Anotar el nuevo peso.
  7. 7. Resultados y conclusionesEscribe en tu cuaderno el título de la práctica y, a continuación, haz un apartadotitulado “Resultados y conclusiones” donde anotarás el peso del objeto antes ydespués de introducirlo en el agua. Con estos datos, y teniendo en cuenta lainformación de la introducción y la de la página 180 de tu libro, contesta a lassiguientes preguntas:1. ¿El objeto pesa más dentro o fuera del agua? ¿Por qué?2. ¿Cuál es el valor del empuje que experimenta?3. ¿Qué masa de agua desplaza el objeto? Considera que la gravedad es 9.8m/s2 (o 9.8N/kg) Teniendo en cuenta que la densidad del agua es 1g/mL, ¿qué volumen de agua se ha desplazado?CuestionesEjercicio 16 de la pág. 180

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