Caida Libre (Fiz 121)

Caida Libre

Objetivo

Estudiar la caída libre de un objeto, obteniendo una medición de la aceleración de gravedad.

Materiales

- Cámara VideoCom

- Electroimán

- Computador con programa VideoCom Movimiento

- Placa de acrílico

Montaje Experimental

Figura 1

Para el registro del experimento de caída libre la cámara VideoCom debe ser montada verticalmente (nivel de burbuja hacia arriba). La placa de acrílico debe ser colgado en un electroimán de retención a una distancia apropiada.

La tensión ajustable en VideoCom para el imán de retención debe ser elegida lo más pequeña posible para que el inicio del movimiento y de la medición sea aproximadamente el mismo.

A la entrada de conexión del electroimán en VideoCom se debe conectar una resistencia de para limitar la corriente. La no conexión de la resistencia puede dañar severamente el VideoCom.

Los dos reflejos del cuerpo de caída deben ser indicados cuidadosamente en el extremo superior del LCD de VideoCom. Para registrar la caída se recomienda utilizar un intervalo de tiempo de .

La distancia de los dos reflejos reconocidos puede ser usada fácilmente para la calibración del recorrido. Aquí hay que tener en cuenta que el primer reflejo (inferior) corresponde a la posición y el segundo reflejo (superior) corresponde a la posición . Después de la medición se obtienen dos diagramas para cada una de las variables , y a causa del doble reflejo. Como sólo pasa a través del origen de coordenadas, el diagrama de s1 puede ser borrado (mediante la tecla derecha del mouse sobre la columna de la tabla respectiva).

Mediciones más precisas requieren, en el caso de caída libre, de una linealización de la imagen. Aquí también es posible emplear la medición con dos reflejos ya que la linealización puede ser determinada a partir de la distancia medida que no es constante. Sin embargo, después de la linealización hay que calibrar otra vez. Esto se hace después de la medición simplemente seleccionando Leer pixel de la tabla.

Una linealización después de una medición no es necesaria si la cámara VideoCom está situada exactamente en posición vertical y si antes de la medición ya se ha introducido el error de distorsión del objetivo, determinado anteriormente.

Procedimiento

• Registre el movimiento de la barra en caída libre

• Genere los gráficos s t, v t y a t.

• Del análisis del gráfico a t obtenga un valor para la aceleración de gravedad .

• Registre nuevamente el movimiento de la barra, colocando previamente en ambos lados de la misma cintas de papel, para aumentar el roce con el aire.

• Compare los gráficos s t, v t y a t obtenidos con esta nueva medición con los valores calculados usando ecuaciones cinemáticas con el valor de obtenido anteriormente.

• Repita el procesamiento de datos s vs t de la primera parte, ahora usando una planilla de cálculo para obtener gráficos v t y a t y un valor para .

• Compare estos gráficos con los calculados por el software de manejo del VideoCom.