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INFORME DE LABORATORIO DE FISICA E131 16 octubre del 2018

YEFFERSON FERNANDO ORTEGA HERNANDEZ 1.098762837 JEAN CARLOS DUARTE ANGARITA

1.098811061

RESUMEN Esta práctica tiene como finalidad el estudio de la caída libre (relación entre gravedad y las energías que actúen sobre el) lo cual nos muestra que comportamiento tiene un objeto cuando lo dejamos caer desde cierto punto y que fuerzas actúan desde el momento desde que se suelta hasta el momento en que llega al suelo, para esta práctica se tuvieron en cuenta los siguientes pasos: 1. Armado de la pista de aire (Conectar bien los cables al contador de tiempo) 2. Conocimiento de mecánica clásica 3. Ejecución de la práctica (Colocamos el balín en el electroimán, analizamos y revisamos que todos los cables estén bien conectados y que la pista este prendida, en el contador le damos mode y después star, al momento de dar estar soltamos el balín y tomamos el tiempo, esto lo debemos hacer en 3 diferentes alturas y en casa altura hacer 3 caídas) 4. Análisis de datos, con los datos dados en el anterior punto empezamos a resolver todos los puntos dados en la práctica numero 6 El motivo principal de la práctica es analizar la relación de las fuerzas que actúan en un movimiento en caída libre

ANALISIS DE DATOS ALTURA

86

71

56

TIEMPO(MS)

TIEMPO(S)

430,89

0,43089

429,90

0,42990

429,46

0,42946

391,42

0,39142

391,72

0,39172

392,62

0,39262

329,17

0,32917

329,62

0,32962

330,72

0,33072

EVALUACION 1. Calcular el tiempo promedio de las 3 mediciones realizadas en cada altura ALTURA

86

71

56

TIEMPO(MS)

TIEMPO(S)

430,89

0,43089

429,90

0,42990

429,46

0,42946

391,42

0,39142

391,72

0,39172

392,61

0,39261

329,17

0,32917

329,62

0,32962

T Prom (S)

0,4300

0,3919

0,3298

330,72

0,33072

2. Linealice los datos, para ello complete la tabla 1 con los valores medidos y los valores de T=t2prom.

H(m)

T prom(S)

T(𝑆 2 )

86

0,4300

0,1849

71

0,3919

0,1535

56

0,3298

0,1086

3. En papel milimetrado realice la gráfica de H vs T con los valores de la tabla Seleccione una escala apropiada.

T(S2)

H

0,1849

0,86

0,1535

0,71

0,1086

0,5

H vs T

y = 4.7154x - 0.0126 R² = 1

1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0.2

4. Determine mediante regresión lineal los valores y las unidades de la pendiente y el punto de corte de la gráfica H vs T y la ecuación que se ajusta a dichos datos. ¿Qué significado tiene está pendiente?

Pendiente:4,7154 Punto de corte:0,0126 Correlacion:1

El significado que tiene la pendiente en las gráficas H vs T, es la aceleración experimental de cada caída.

5. Calcular el error porcentual entre la gravedad obtenida experimentalmente y la teórica (g=9,81[m/s2]).

6. A partir de la ecuación de la recta obtenida por regresión lineal pronostique desde qué altura se debe soltar el balín para que la caída dure: t=2.0 [s], t=2.5 [s], t=5.0 [s]. Determine el error porcentual de estas alturas tomando como valor teórico el calculado a partir de la relación teórica de cinemática.

𝑌 = 4.7514𝑋 2

2.0

𝑌 = 19.0164

1 𝑌 = 𝑔𝑡 2 2

𝐸% =

𝐸% = 2.99%

𝑌 = 19.6

𝑌 = 4.7514𝑋 2

2.5

𝑌 = 29.7131

1 𝑌 = 𝑔𝑡 2 2

𝐸% =

𝑌 = 4.7514𝑋 2 𝑌 = 118.852

1 𝑌 = 𝑔𝑡 2 2

𝐸% =

Ecuación pendiente

de

𝑌= la

𝐸𝑇 − 𝐸𝑋 ∗ 100 𝐸𝑇

𝐸% = 2.97%

𝑌 = 122.5

𝑌 = 4.7514𝑋 2

𝐸𝑇 − 𝐸𝑋 ∗ 100 𝐸𝑇

𝐸% = 2.97%

𝑌 = 30.625

5.0

𝐸𝑇 − 𝐸𝑋 ∗ 100 𝐸𝑇

1 2 𝑔𝑡 2

Ecuación de altura en caída libre

𝐸% =

𝐸𝑇 − 𝐸𝑋 ∗ 100 𝐸𝑇

Porcentaje de error

7. Calcular con el valor de gravedad experimental, la magnitud de la velocidad final de caída del balín para cada caso realizado.

2.0

𝑉𝐹 = 𝑔𝑡(𝑠) 𝑉𝐹 = 19.6

2.5

𝑉𝐹 = 𝑔𝑡(𝑠) 𝑉𝐹 = 24.5

5.0

𝑉𝐹 = 𝑔𝑡(𝑠) 𝑉𝐹 = 49

𝑉𝐹 = 𝑔𝑡(𝑠) Magnitud del vector velocidad

8. Calcular la energía potencial gravitacional inicial y la energía cinética final para cada altura. (Use el valor de la gravedad experimental). ¿Qué puede concluir de los resultados de dichas energías? ALTURAS

ENERGIA CINETICA Y POTENCIAL 𝐸𝑘 =

86

𝐸𝑝 = 𝑚. 𝑔. ℎ = (10.5)(9.44)(86) = 𝑬𝒑 = 𝟖𝟓𝟐𝟒. 𝟑𝟐 𝑲𝑱

𝐸𝑘 =

71

1 1 𝑚. 𝑣 2 = (10.5)(0)2 2 2 = 𝑬𝒌 = 𝟎𝑲𝑱

𝐸𝑝 = 𝑚. 𝑔. ℎ = (10.5)(9.44)(71) = 𝑬𝒑 = 𝟕𝟎𝟑𝟕. 𝟓𝟐 𝑲𝑱

𝐸𝑘 =

50

1 1 𝑚. 𝑣 2 = (10.5)(0)2 2 2 = 𝑬𝒌 = 𝟎𝑲𝑱

1 1 𝑚. 𝑣 2 = (10.5)(0)2 2 2 = 𝑬𝒌 = 𝟎𝑲𝑱

𝐸𝑝 = 𝑚. 𝑔. ℎ = (10.5)(9.44)(50) = 𝑬𝒑 = 𝟒𝟗𝟓𝟔 𝑲𝑱

Se puede concluir que en cualquiera de las 3 alturas la energía cinética es cero, ya que el cuerpo no adquiere ninguna velocidad y la fuerza con la que trabaja el cuerpo es la gravedad, pero la energía potencial es diferente ya que podemos ver que entre mayor sea la altura mayor va hacer su energía potencial

CONCLUSIONES 1. Se puede observar que, a menor distancia de caída, la esfera metálica tendrá menor aceleración de gravedad experimental. 2. La velocidad inicial es cero en el momento que el objeto se deja caer. 3. Al ser un movimiento acelerado la velocidad no es constante por lo que irá cambiando a medida que trascurre el tiempo. 4. Todo cuerpo que cae libremente tiene una trayectoria vertical 5. La Gravedad es una fuerza que trata de jalar los objetos hacia abajo. 6. En la caída libre no se toma en cuenta la resistencia al aire

BIBLIOGRAFIA 1. SERWAY, Raymond. FISICA tomo II. Ed. McGraw Hill. 2. OHANIAN, Hans; MARKERT, Jhon. Física para ingeniería y ciencias. Volumen 2. Ed. Mc Graw Hill. 3. SEARS & ZEMANSKY, FÍSICA UNIVERSITARIA. Volumen 2. Ed. Pearson Education. 4. TIPLER, A, Física, tomo I y II HOLLIDAY, R. Física, Parte II