investigacion de proyectos
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CENTRO
DE ESTUDIOS CIENTIFICOS Y TECNOLÓGICOS “LAZARO
CARDENAS DEL RIO”
LABORATORIO DE FISICA NOMBRE DEL ALUMNO
. GRUPO No DE BOLETA FECHA . PRACTICA # 6
CAIDA LIBRE Y
TIRO HORIZONTAL DE LOS CUERPOS I-.
JUSTIFICACION: Es importante que el alumno aprenda
a resolver problemas de caída libre y de tiro horizontal por que son
de suma importancia para la vida practica, en taller mecánico
y en teoría de física II-.
HABILIDAD Al termino de la practica el alumno resolverá
problemas de caída libre y tiro horizontal III-.
PRE - REQUISITOS El desarrollo de la siguiente practica requiere de los
siguientes conocimientos:
a)concepto de velocidad
b)concepto de movimiento. c)concepto
de aceleración. d)conocimiento
de las formulas de caída libre IV-.
OBJETIVOS Al termino de esta practica el alumno: a)representara
el fenómeno físico mediante un esquema del equipo de laboratorio b)identificara
el movimiento de las esferas que se disparan en el cañón mecánico c)calculara
la velocidad de las esferas que se disparan en el cañón mecánico. V-.
MATERIAL Y APARATOS USADOS 1 cañón mecánico de resorte: 1 trípode 1 varilla
de 80 cm de longitud 2 esferas
de madera de 1 pulgada de diámetro 2 esferas
de acero de 1 pulgada de diámetro 1 doble
nuez 1 regla
graduada en mm 1 tubo
vacío 1 compresora manguera suficiente VI-.
CONSIDERACIONES TEORICAS Caída libre de los cuerpos El ejemplo mas común de los movimientos con aceleración
constante es el de un cuerpo que cae hacia la tierra. La fuerza de atracción mutua que experimentan los
cuerpos por el hecho de tener una masa determinada recibe el nombre de gravitación.
La existencia de dicha fuerza fue establecida por el matemático y físico inglés
Isaac Newton en el siglo XVII, quien además desarrolló para su formulación el
llamado cálculo. La Ley formulada por Newton, que recibe el nombre de “ley de
la gravitación universal”, afirma que la fuerza de atracción que
experimentan dos cuerpos dotados de masa es directamente proporcional al
producto de sus masas, e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia
que los separa (ley de la inversa del cuadrado de la distancia). La ley incluye
una constante de proporcionalidad (G) que recibe el nombre de constante de la
gravitación universal. Precediendo de la resistencia del aire, se encuentra
que todos los cuerpos, cualquiera que sea su tamaño, peso o composición, caen
con la misma aceleración en el mismo punto de la superficie de la tierra; y si
la distancia recorrida no es demasiado grande, la aceleración permanece
constante durante la caída. Este movimiento ideal en el cual se desprecian la
resistencia del aire y el pequeño cambio de aceleración con la altura, se
llama caída libre. La aceleración de un cuerpo en caída libre, se
denomina aceleración debida a la gravedad o aceleración de la gravedad y se
representa con una “g”. En la superficie terrestre o cerca de ella es
aproximadamente: g = 9.8 m/ seg2
ó 980cm/ seg2 y esta dirigida hacia el centro de la tierra. Ecuaciones de caída libre V = gt H=(1/2) gt2 V2 = 2gh Movimiento de un cuerpo lanzado horizontalmente Un ejemplo de este movimiento, lo tenemos al rodar una
pelota sobre la superficie de una mesa, al abandonarla y caer al piso observamos
que del borde de la mesa, la pelota se desplaza un dos dimensiones, sobre los
ejes “X”, “Y” y por lo tanto tendrá dos movimientos, uno en cada eje y
su trayectoria nos describe una parábola. La velocidad en el eje horizontal(X) desde el momento
en que abandona la superficie permanece constante, no existe nada que lo
modifique y su ecuación será Vx = X/t La velocidad en el eje vertical (Y) tendrá una
variación debida a la aceleración de la gravedad que es la misma que la de un
cuerpo en caída libre, por lo tanto, las ecuaciones serán: Vy = gt
Y = (1/2)gt2 Vy2
= 2gY La velocidad en cualquier punto de su trayectoria
(parabólica)será la suma vectorial de las velocidades V=Ö(Vx2 + Vy2) Y su dirección será: q
= Arc Tan (Vx /Vy) VII-.
DESARROLLO DE LA PRACTICA Funcionamiento del cañón mecánico se coloca el cañón a una altura “h” determinada
sobre la varilla por medio de una doble nuez. Se coloca una esfera en la ranura del cañón y la
otra en el extremo contrario incrustada en la varilla Se acciona la palanca y se dispara el cañón, de tal
forma que la esfera de la ranura sea disparada horizontalmente y la de la
varilla caiga verticalmente Funcionamiento del tubo de vacío A uno de los extremos del tubo de vacío que tiene un
pequeño tubo de acero con cuerda se le coloca una manguera; la que se conecta a
la compresora; una vez que se hace funcionar esta ultima; se empieza a hacer el
vacío en el tubo. Cuando se termina la operación se hace lo siguiente: 1-. En uno de los extremos del tubo se han colocado
tres materiales distintos una pluma, una ficha de plástico y una esfera metálica. 2-.se coloca verticalmente el tubo, dejándose caer
los tres materiales mencionados. VIII-.
CUESTIONARIO DEL EXPERIMENTO A partir del
movimiento en el equipo de laboratorio: 1-. Dibujar un esquema del equipo 2-. Colocara dos esferas de metal en el cañón mecánico,
dispárelas y anota
b) ¿cómo es la trayectoria de cada esfera?
3-.repite el inciso 2, pero con las dos esferas de
madera, dispárelas y anota:
b) ¿cómo es la trayectoria de cada esfera?
4-.colca una esfera (tiro horizontal) de madera y otra
de metal (caída libre) en el cañón mecánico, dispáralas y anota:
b) ¿cómo es la trayectoria de cada esfera?
5-.repite el inciso 4 intercambiando las esferas y
anota:
b) ¿cómo es la trayectoria de cada esfera?
6-. La esfera que cae libremente tiene un movimiento:
7-. La esfera que se dispara horizontalmente tiene un
movimiento:
8-. Mide con la regla graduada en centímetros la
altura “h” a la que se encuentra el cañón del piso, así como el alcance y
calcula la velocidad con que llegan al suelo las esferas calculando el tiempo de
caída y anótalos en la siguiente tabla:
9-. Referente al experimento del tubo vacío, describe
como se comportan los cuerpos durante la caída
10-. Al formarse el vacío dentro del tubo, el tiempo
de caída fue: (
) Simultaneo
( )
Diferente IX-. HOJA DE CALCULO
2-. En un sistema sin aire ¿que cae primero un lápiz
o una hoja de papel extendida?
5-. ¿Cuáles son las ecuaciones de caída libre?
7-. ¿La velocidad de un cuerpo al tocar la tierra de
que depende? (en ausencia de aire)
XII-. CONCLUSIONES TEORICO – PRACTICAS
PERSONALES
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