CAIDA LIBRE

PRÁCTICA No. 6

CAÍDA LIBRE

COMPETENCIA: Comprobar experimentalmente la variación de la velocidad en un cuerpo que cae libremente. Deducir el valor de la aceleración de la gravedad.

INTRODUCCIÓN:

Un cuerpo tiene una caída libre cuando desciende sobre la superficie de la tierra sin sufrir ninguna resistencia ocasionada por el aire. De manera práctica, si los efectos causados por la resistencia del aire sobre los cuerpos son pequeños, se puede despreciar, entonces su movimiento se considera de caída libre. En 1590 Galileo demostró: todos los cuerpos, ya sean grandes o pequeños, en ausencia de fricción caen a la tierra con la misma aceleración. Por tanto, dejamos caer desde la misma altura una piedra grande y una pequeña las dos piedras caerán al suelo en el mismo tiempo.

Es bien conocido por los veterinarios la caída de los gatos suele tener peores consecuencias si se produce desde un primer piso que si es desde un 2° o 3°. La explicación es la siguiente: cuando el gato nota la aceleración de la caída, adopta una postura encogido con las patas estiradas, que le permite, al llegar al suelo, amortiguar el efecto del impacto. Si la caída Se produce desde un primer piso, el gato no tiene tiempo de adoptar la mencionada postura.

 

Parece lógico que a partir de la altura que un gato puede adoptar la postura defensiva, cuanto mayor sea la altura mayor será las consecuencias del choquen. Sorprendentemente no es así. Los daños producidos por la caída aumentan con la altura hasta un cierto punto a partir de que se produce una disminución de daños que ya no vuelven a aumentar al seguir creciendo la altura. La curiosa explicación es la siguiente:

El gato adopta una postura defensiva solo cuando nota la aceleración de la caída en cuanto alcanza la velocidad limite deja de haber aceleración y el gato refleja su postura que por ser menos encogida ofrece mayor superficie trae consigo una mayor resistencia frenando la caída y consiguiendo una nueva velocidad limite mas pequeña.

EQUIPO:

1 Base y pie soporte.

3 Nueces.

1 Balín de 15 cm.

1 Contador digital.

1 Estabilizador.

1 Interruptor,

2 Varillas de 25 cm y una de 50 cm. 1 Imán de retención.

1 Par de barras ópticas. 1 Transformador.

1 Sección de panel.

5 Cables.

1. -Montar el dispositivo como  indica el profesor.

2.-Comprobar, mediante la regla graduada el perfecto alimento del núcleo del electroimán con los sensores ópticos de las dos barreras.

3.-Cerrar el circuito con el interruptor y colocar la bola de acero en el electroimán. Graduar el núcleo del imán mediante el tomillo, de forma que la bola quede sujeta (con la mínima fuerza) y bien centrada en su alojamiento.

4.-Situar el selector del contador digital en la posición 0.001 (milisegundos) y comprobar que eu la pantalla aparezca la indicación cero.

5.-Fijar la barrera óptica superior para un recorrido inicial de caída de la bola d = O cm.

Para ello, la parte inferior de la bola debe quedar inmediatamente por encima del censor de la barrera.

6.-Fijar la barrera óptica inferior a una distancia de Scm por debajo de la barre.ra superior.

 7.-Colocar la esfera de acero en el electroimán y pulsar el interruptor para liberarla.

8. Leer el contador de tiempo de paso de la bola entre las dos barreras

9 Haciendo uso de los pasos 7 y 8 llenar la siguiente tabla.

TABLA

H	mm	50	100	150	200	250	300	350	400
T	ms

ANALISIS DE RESUSLTADOS:

1.      Calcular la aceleración (g) de caída del cuerpo a partir de la formula.

H = (1/2)gt²

G= (2h)/t²

TABLA

h	mm	.05	.10	.150	.200	.250	.300	.350	.400
t2	s2
g	m/S2

2.-A partir de los valores obtenidos en las tablas anteriores, calcular las velocidades de caída de acuerdo con la formula.

 v=2gh

TABLA

h	mm	.05	.10	.150	.200	.250	.300	.350	.400
g	m/s2
v	m/S

Experimento 2.

MIDE TU TIEMPO DE REACCIÓN

Pida a un amigo que sostenga una regla de 50 cm tal como se indica en la figura y que la deje caer sin avisarte.

Sitúa tus dedos sobre el cero y cuando veas que la suelta, cierra los dedos sobre ella.

2.      Anota la distancia que ha caído la regla. Vendrá indicada por la división que se encuentre debajo de tus dedos.

Pide a un compañero que mida con la ayuda de un cronometro el tiempo que tarda la caída.

Repítelo varias veces hasta que obtengas valores similares. 

·        La distancia que ha caído la regla depende de tu tiempo de reacción.

Si no se tiene en cuenta el rozamiento con el aire, un cuerpo que cae libremente, partiendo del reposo, recorre una distancia vertical que viene dada por:

d : distancia recorrida

g=aceleración de la gravedad (9.8 m/s2

t: tiempo que dura la caída

Despejando de la expresión anterior, el tiempo de reacción será:

t = 

Si se expresa la distancia(d) en centímetros y se tiene en cuenta que la aceleración de la gravedad (g) vale 980 cm/s2. El tiempo de reacción expresado en segundos será:

t=√   2d/g

Vale 980 cm/s2. El tiempo de reacción expresado en segundos será:

 t=0.045√d

En la tabla aparecen algunos ejemplos de tiempos de reacción según la distancia recorrida por la regla

Distancia recorrida en cm	Tiempo de reacción en seg

CUESTIONARIO:

l.-Construir las graficas distancia vs. tiempo, velocidad vs. tiempo y aceleración vs. tiempo. Representando el tiempo en el eje de las abscisas.

2.- ¿Qué tipo de curva se obtiene para las distancias, para las velocidades, y para las aceleraciones?

3.-EI movimiento de caída libre de los cuerpos es un movimiento el valor de la aceleración es aproximadamente                                                                                                                                              _

                                                                                                               

4. -La variación de la velocidad respecto al tiempo es ________________________________ _

 5 .-La aceleración es _

6.- ¿Cómo es la caída de los cuerpos al ser soltados al vacío?

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES:

RÚBRICA PARA LA EVALUACIÓN DE LA PRÁCTICA DE LABORATORIO

CRITERIOS	MUY BIEN 10	BIEN 9-8	REGULAR 7-6	DEFICIENTE 5-0	Autoevaluación	Coevaluación
MEDIDAS DE SEGURIDAD	El alumno debe asistir con bata limpia y cerrada. En el caso de las señoritas deben  asistir con el cabello recogido. Sin gorra o piercing	El alumno asiste con bata sin cerrar  aunque  esté limpia. En el caso de las señoritas además  asisten con el cabello sin recoger.	El alumno asiste con bata sin cerrar y no está limpia o esta manchada. En el caso de las señoritas además  asisten con el cabello sin recoger.	El alumno asiste sin bata.
MANUAL DE PRÁCTICA	Entrega su reporte limpio y completo. Con los datos completos de Investigación, Procedimiento, Cálculos, Resultados (Graficas) y Bibliografía en orden.	Entrega su reporte limpio y completo. Falta de bibliografía, o con algún error en sus datos.	Entrega su práctica limpia, con la falta de Investigación, procedimiento y bibliografía.	Entrega su práctica sin limpieza, con la falta de Cálculos, Resultados (graficas), etc. Incompleto o sucio.
DESEMPEÑO EN LA PRACTICA E INTEGRACIÓN DEL EQUIPO	Asisten todos los miembros del equipo con su investigación. Son puntuales. Realizan su experimento de acuerdo a su propuesta. Obtienen resultados. Limpian y ordenan el material utilizados. Los alumnos del equipo están bien integrados, son propositivos y trabajan bien	Asisten la mitad o menos de los miembros del equipo con su investigación. Son puntuales. No obtienen todos los resultados.  Limpian y ordenan el material utilizado. Los alumnos están bien integrados en el trabajo pero no son propositivos, no estudiaron el tema	No traen la investigación No son puntuales.  No obtienen los resultados de acuerdo a su propuesta. No limpian y ordenan todo el material utilizado. Los alumnos no están bien integrados, trabajan regular. No son propositivos y no estudiaron el tema	No asisten o llegan tarde los integrantes. No trabajan en su experimento. No limpian y ordenan el material utilizado. Los alumnos no están bien integrados. No son propositivos y no trabajan
INVESTIGACIÓN BIBLIOGRÁFICA	Investigó y contestó la introducción teórica completa, donde explica con sus propias palabras en qué consiste la propuesta experimental, citando libros revistas o referencias electrónicas.	Investigo la mitad y explica con sus propias palabras en qué consiste la propuesta experimental, no cita libros revistas o referencias electrónicas en su investigación	Investigo la mitad y explica con sus propias palabras en qué consiste la propuesta experimental, no cita libros revistas o referencias electrónicas en su investigación	No Investigó ni contestó la introducción teórica, no explica en qué consiste la propuesta experimental, no cita libros revistas o referencias electrónicas.
CONCLUSIONES	El alumno concluye con argumentos la razón científica de la práctica. Reuniendo todos los datos experimentales y teóricos.	El alumno presenta una conclusión buena pero sin argumentos	El alumno presenta una conclusión deficiente en donde no da argumentos.	El alumno no tiene conclusión o no tiene nada que ver con el tema a tratar.
EVALUACIÓN DEL DOCENTE