Actividad 5: Galileo. La caida libre de los cuerpos.

2. Con los datos obtenidos calculad la velocidad de la bola en función del tiempo, para cada intervalo: v (t) = incremento de y/incremento de t.

Esta tabla esta compuesta por cuatro columnas: La primera es la posición que va del 0-6, la segunda y la tercera son el incremento de "y" y el incremento de "t" respectivamente, la cuarta columna es la velocidad que se calcula como hemos dicho antes.

3- Con los datos obtenidos representad gráficamente la velocidad para cada tramo en función del tiempo y analizarla. ¿Qué podéis decir sobre el tipo de movimiento que describe la bola de acero en su caída? ¿Está de acuerdo esta observación con vuestras expectativas?


Esta gráfica representa el incremento de y con respecto al incremento del tiempo, es decir, la velocidad de cada tramo. Se puede observar que la pendiente de la gráfica es mayor a medida que pasa el tiempo, lo que significa que aumenta la velocidad. Esto se debe a que tiene una aceleración constante, en este caso, dado que se trata de un MRUA de caida libre la aceleración es la gravedad: 9,8 m/s².
Esta observación está de acuerdo con nuestras espectativas, ya que la pendiente del gráfico va siendo mayor, y en los cálculos anteriores, ya se observaba un aumento de la velocidad con el paso del tiempo.

4- A partir de la gráfica construida v(t), determinad el valor de la aceleración de la gravedad, g. Comparad el valor de g obtenido con el ya conocido.

A partir de la fórmula general del MRUA, y aplicando los datos del trabajo hemos llegado al resultado de que la gravedad es 9.82 m/s² dato que no esta lejos del resultado de verdad : 9,8 m/s².

5. Si existe discrepancia entre el modelo teórico y el obtenido experimentalmente, detectad y analizad las posibles fuentes de error. El modelo teórico, es decir, lo que teóricamente se hubiera obtenido, lo podéis desarrollar utilizando las ecuaciones cinemáticas para la caída libre: h = 1/2gt2 y v = gt (considerad g = 9,8 m/s2) y representad la gráfica v-t para los valores de tiempo anteriores.

h=1/2gt^2
0.78=1/2*9.8*o.4^2
0.78=4.9*0.16
0.78=0.784 ---------->es prácticamente igual. Si tomamos dos decimales sería exactamente igual.
Por lo tanto, no observamos ninguna discrepancia relevante. Esto es porque los datos se han tomado muy exactamente y como la altura no es demasiada el rozamiento en la medida es despreciable.

6-¿Podríais calcular la velocidad de la bola en el punto 6 mediante el Teorema de Conservación de la energía?. Comparad el dato con la obtenida aplicando las ecuaciones cinemáticas para el movimiento de caida libre: v = gt (tomando g = 9.8 m/s2)

Mediante el Teorema de Conservación de la energía:

M*g*h1 + (m*v*a2)/2= m*g*h2 + m*vb2:vb2= v*a2 + g(h1-h2)VB= Raíz cuadrada de: 1.13*2*9.8*(1.13-0.025)= 4.94

Mediante las ecuaciones cinemáticas para la caída libre

V=gt
V=9.8*0.48= 4.70

PRÁCTICA 10: Newton tenía razón.

INTRODUCCIÓN:

Hemos realizado esta práctica con el fin de comprobar la segunda Ley de Newton ( Ley fundamental de la Dinámica). Antes de realizar esta práctica necesitamos realizar el montaje experimental; necesitábamos reducir el rozamiento y para ello construimos dos ganchos con clip y los fijamos en la mesa, con lo que reducimos el rozamiento con la mesa, de la cuerda. Apoyamos sobre estos ganchos un eje metálico con una polea. Por otra parte montamos el coche; atamos un extremos de la cuerda al coche y el otro extremo a un clip, que es el va a provocar que el coche se mueva, aunque seguramente el peso de un clip no va a ser suficiente para mover el coche. Señalamos la salida y el de llegada separados de 70 cm. A partir de aquí lo único que tuvimos que hacer fue experimentar y tomar datos.

DATOS TOMADOS Y TABLAS:

Antes de toda la experimentación hemos tomado los siguientes datos:

-Masa del coche = 31.2 gramos

-Masa del coche + bloque de plastilina = 42.0 gramos

-Distancia desde la salida a la llegada = 70 centímetros

-Masa de un clip = 0.5 gramos

Para organizar los datos tomados durante la práctica hemos realizado la siguiente tabla:

CUESTIONES:

1- Analiza los conceptos de fuerza de rozamiento estática y fuerza de rozamiento dinámico para el experimento realizado. Calcula los coeficientes de rozamiento estático y dinámico y comparalos.

La fuerza de rozamiento estática en este experimento es lo que hace que haya que darle un empujón al coche para que empiece a moverse. Mientras que la fuerza de rozamiento dinámico es la que se opone al movimiento del coche una vez que se ha puesto en marcha.

El coeficiente estático, si tomamos al coche sin plastilina es 0.147 y si lo tomamos con plastilina es 0.196. El coeficiente de rozamiento dinámico si lo tomamos con plastilina es el mismo que si lo tomamos con plastilina, 0.049. El coeficiente de rozamiento estático es mayor que el dinámico, como hemos demostrado en este experimento.

2- La fuerza neta (F) y la aceleración (a) varían en función del número de clips que añadas. ¿Qué observas? ¿qué afirmación respecto al concepto de masa se infiere de estos resultados?

Que a mayor número de clips se produce una aceleración mayor sobre el coche ya que son directamente proporcionales.

3- Al variar la masa, varía la aceleración, ¿en que afecta al rozamiento? ¿Y a la fuerza aplicada?

A mayor peso, más normal (siempre que este en equilibrio) y por lo tanto mayor rozamiento ya que: Fr=-μN.
Pero si se varía la masa y no el volumen, el rozamiento seguiría siendo el mismo ya que el rozamiento no depende de la masa

También a mayor masa, más fuerza hay que aplicar para mover al objeto ya que la fuerza y la masa son directamente proporcionales.

4- ¿Por qué crees que hay que empujar ligeramente el coche tras añadir un nuevo clip?

Se empuja al coche para anular la fuerza de rozamiento, o al menos reducirla. En nuestro caso 4 clips no ejercían suficiente fuerza para poder mover al coche, es decir, que la fuerza de rozamiento estática era mayor que la fuerza que proporcionaban los clips.

5- Completa la siguiente tabla:

Para completar la tabla hemos hecho lo siguiente:

-La aceleración la hemos calculado a partir de la fórmula general del MRUA . Para hacerlo en cada caso, hemos tenido que sustituir el tiempo medio de cada en la fórmula
-Para calcular la fuerza neta hemos utilizado la fórmula que aparece en la ayuda teórica del cuaderno morado (F neta = M clip x g). Una vez teníamos la fuerza neta, hemos utilizado la fórmula de la ley fundamental de la inercia ( F = m a) para calcular la masa del coche pero obtenida a través del experimento y no pesada en la balanza. Esta masa no nos sale igual que la masa pesada por la balanza debido a ciertas imprecisiones experimentales.