I. INTRODUCCION

Por qu caen los cuerpos? esta pregunta es tan antigua y ha despertado la

curiosidad de mentes geniales como GALILEO GALILEI e ISAAC NEWTON

quienes quisieron dar una explicacin lgica a una de las

interacciones fundamentales de la naturaleza: EL MOVIMIENTO EN CADA

LIBRE.

En este informe se analizar el estudio experimental de la interaccin que tiene un

cuerpo al ser atrado por la gravedad de la tierra. Se conoce como cada libre

cuando desde cierta altura un cuerpo se deja caer para permitir que la fuerza de

gravedad actu sobre l, siendo su velocidad inicial cero. En este movimiento el

desplazamiento es en una sola direccin que corresponde al eje vertical. Es

un movimiento uniformemente acelerado y la aceleracin que acta sobre los

cuerpos es la gravedad representada por la letra g.

Al final de este informe los resultados demostrarn que los clculos obtenidos

para hallar el valor experimental de la gravedad es muy cercano a 9,8 m/s2.

Verificando correctamente que el experimento realizado en el laboratorio fue

realizado con el ms mnimo porcentaje de error.

II. OBJETIVOS

Verificar que los cuerpos caen a la misma velocidad en el vaco.

III. MATERIALES

Un tubo de plstico de 4.62 m de longitud. Con llave de paso

Una esfera pequea de metal

Una lmina de metal forrado con esponja (mismo volumen que la esfera)

Dos focos

Aspiradora

Imn

IV. MARCO TEORICO

MOVIMIENTO VERTICAL DE CADA LIBRE (MVCL)

En cinemtica, la cada libre es un movimiento de un cuerpo dnde

solamente influye la gravedad. En este movimiento se desprecia el rozamiento

del cuerpo con el aire, es decir, se estudia en el vaco. El movimiento de la cada

libre es un movimiento uniformemente acelerado. La aceleracin instantnea es

independiente de la masa del cuerpo, es decir, si dejamos caer un coche y una

pulga, ambos cuerpo tendrn la misma aceleracin, que coincide con la

aceleracin de la gravedad (g).

Se verifica que si el cuerpo se encuentra cerca a la superficie de la tierra

(alturas pequeas comparadas con el radio de la tierra: Rtierra = 6400 km) la

aceleracin de la gravedad se puede considerar constante y su valor aproximado

es:

Este movimiento se puede considerar un caso particular del MRUV donde

la aceleracin constante (la aceleracin de la gravedad) es conocida de antemano.

Frecuentemente, el valor de la aceleracin de la gravedad g se aproxima a:

Analicemos el caso de que un cuerpo es dejado caer considerando g = 10 m/s2:

Cuando un cuerpo cae describiendo un MVCL en cada segundo la velocidad

aumenta en 10 m/s2 ( 9,8 m/s2).

Ahora analicemos el caso de que un cuerpo se lanza verticalmente hacia arriba

desde la parte alta de un acantilado con una velocidad Vo = 20 m/s,

considerando 10 m/s2:

Cuando un cuerpo se lanza verticalmente hacia arriba, el cuerpo primeramente

sube y el valor de su velocidad disminuye en 10 m/s en cada segundo, y

posteriormente baja y el valor de su velocidad aumenta en 10 m/s en cada

segundo.

En este caso, la altura se mide siempre respecto del nivel de lanzamiento. La

velocidad del cuerpo en cada segundo.

ECUACIONES DEL MVCL

Como en el caso del MRUV, existen 5 frmulas bsicas para este tipo de

movimiento. En cada frmula aparecen cuatro magnitudes y en cada frmula no

aparece una magnitud fsica.

Si el cuerpo se deja caer o se lanza verticalmente hacia abajo, se utilizar el

signo superior del doble signo y todas las magnitudes que intervienen en estas

frmulas siempre sern positivas.

Si el cuerpo se lanza verticalmente hacia arriba, se utilizar el signo inferior del

doble signo y la velocidad final Vf , as como la altura h respecto del nivel de

lanzamiento pueden ser positivos o negativos.

V. METODOS

1. Se realiz el experimento en dos condiciones: primero, con presencia del

aire, sin realizar el vaco. Luego se hizo el vaco en el tubo usando la

aspiradora; para realizar el vaco se hizo uso de una aspiradora, el cual

extrajo el aire que contena el tubo (no completamente), esta extraccin

dur 15 segundos aproximadamente.

2. En ambos momentos se retuvo las partculas con un imn el cual se

encontraba fuera y en la parte superior del tubo.

Realizando el vaco

Experimento sin vaco (con presencia de aire)

3. En la parte inferior se sostuvo dos focos los cuales se colocaron atrs del

tubo para observar la sombra que proyectaban las partculas al momento

de caer, y poder observar la diferencia de separacin de cada entre

ambas.

VI. CUESTIONARIO

1. Hallar la gravedad en Huaraz

g=9.75 m/s2

2. Qu es la ingravidez?

Se define ingravidez como el estado en el que el slo peso del cuerpo lo

mantiene en cada libre con lo cual en ausencia de referencias externas

al sistema que cae el efecto de la gravedad no se percibe.

La ingravidez es la experiencia (de personas y objetos) durante la cada

libre. sta se experimenta comnmente en las naves espaciales. La

ingravidez representa la sensacin de experimentar una fuerza g cero, o

peso aparente cero. La aceleracin se debe slo a la gravedad, en

oposicin a los casos donde actan otras fuerzas, como:

cuando uno est de pie sobre el suelo o sentado en una silla sobre

el suelo, etc. (La gravedad es contrarrestada por la fuerza reactiva

del piso.)

volando en un avin (la gravedad es cancelada por la sustentacin

que proveen las alas).

la reentrada en la atmsfera, aterrizando con un paracadas: la

gravedad es cancelada por la densidad de la atmsfera.

durante una maniobra orbital en una nave espacial: el cohete provee

el empuje.

3. A qu altura de la tierra la gravedad es cero?

A ninguna altura ya que no existe la gravedad cero en la tierra

tericamente, la gravedad tiende a cero cuando la distancia entre un

punto (fuera de la tierra) y la tierra tiende al infinito.

4. Los satlites tienen peso o no

Si, por que la gravedad siempre va a existir en el espacio y por lo tanto

poseen peso.

VII. BIBLIOGRAFIA

ANTHONY BEDFORD, Wallace Fowler., Jess Elmer Murrieta Murrieta:

Dinmica Mecnica para ingeniera

MARTINEZ Alfredo. CAIDA LIBRE (12/05/2013), recuperado en

http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/02/froz.html el 05 de abril del

2014.

FSICA CLSICA Y MODERNA - W. E. Gettys, F.J. Keller y M.J. Skore

Mc Graw Hill.