Práctica 3. Movimiento uniformemente acelerado

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1 aboraorio de Física Página 1/10 Área: aboraorio de Física a impresión de ese documeno es una copia no conrolada Prácica 3. Movimieno uniformemene acelerado Página 1

2 aboraorio de Física Página /10 Área: aboraorio de Física a impresión de ese documeno es una copia no conrolada 1. Seguridad en la ejecución Peligro o fuene de energía 1 Base del sopore universal. Riesgo asociado Mal colocado en la mesa puede caerse y causar un daño.. Objeivos de aprendizaje a) Deerminar las caracerísicas esáicas del cronómero uilizado. b) Obener el modelo gráfico del iempo de caída en función del desplazamieno h de una esfera con movimieno uniformemene acelerado; es decir: = f (h). c) Obener los modelos gráfico y maemáico lineales del desplazamieno h de una esfera con movimieno uniformemene acelerado en función de la variable z, donde z = y es iempo de caída. d) Obener la rapidez de la esfera con movimieno uniformemene acelerado en función del iempo. e) Obener la aceleración de la esfera con movimieno uniformemene acelerado en función del iempo. 3. Maerial y equipo equipo didácico para el movimieno uniformemene acelerado base de sopore universal varilla de 1 [m] dos ornillos de sujeción flexómero caja de madera Página

3 aboraorio de Física Página 3/10 Área: aboraorio de Física a impresión de ese documeno es una copia no conrolada 4. Desarrollo de las acividades Acividad 1 Analizar el cronómero digial e idenificar sus caracerísicas esáicas: rango, resolución y legibilidad. lenar la siguiene abla. Rango Resolución egibilidad Acividad Idenifique los componenes del equipo didácico para el movimieno uniformemene acelerado. acuador placa de conaco cronómero digial esfera Página 3

4 aboraorio de Física Página 4/10 Área: aboraorio de Física a impresión de ese documeno es una copia no conrolada Acividad 3 Armar y conecar el equipo sin encenderlo, como se muesra en la figura 1, de acuerdo con las insrucciones siguienes. Figura 1. Diagrama de conexión. Página 4

5 aboraorio de Física Página 5/10 Área: aboraorio de Física a impresión de ese documeno es una copia no conrolada Insrucciones de armado a) Coloque la esfera en el acuador de modo que quede sujea en las quijadas del mismo, las cuales son móviles. Verifique que el acuador y la placa de conaco esén conecados en sus respecivas enradas en el cronómero digial, el cual debe esar apagado y conecado. b) Coloque la caja madera debajo de la placa de conaco para que reciba la esfera al caer. c) Ajuse y mida con el flexómero la alura mínima h (0 cm) como se indica en la abla de mediciones. d) Encienda el cronómero digial, oprimiendo su inerrupor de color rojo en la pare superior. El boón izquierdo de la caráula deberá ener una luz azul, lo que indica que el cronómero esá liso para medir el iempo de caída de la esfera. e) Oprima el boón izquierdo de la caráula, esa acción provocará que la luz de color azul se apague y que el acuador suele a la esfera; el cronómero medirá el iempo de caída de la misma, hasa que llegue a la placa de conaco. f) Cuando la esfera oque la placa de conaco, se deendrá la medición de iempo en el cronómero; la esfera deberá caer en la caja de madera para eviar que caiga al piso. g) Al deenerse el cronómero, se enciende la luz del boón derecho de su caráula. Para realizar más mediciones del mismo desplazamieno h de la esfera, se deberá poner en ceros el cronómero oprimiendo nuevamene el boón derecho, el cual se apagará y auomáicamene encenderá la luz del boón izquierdo; con eso el equipo quedará liso para la siguiene medición. h) Coloque de nuevo la esfera en el acuador como se describió en el inciso a) de esa acividad. Página 5

6 aboraorio de Física Página 6/10 Área: aboraorio de Física a impresión de ese documeno es una copia no conrolada Acividad 4 Realice las mediciones de iempo indicadas en la abla para cada desplazamieno h [m], modifique esa disancia que recorrerá la esfera y mida el iempo de recorrido como se ha descrio aneriormene. Calcule el iempo leído promedio, la inceridumbre de las lecuras y el valor más represenaivo ( ) para cada desplazamieno h. h [m] 1 [s] [s] 3 [s] 4 [s] 5 [s] [s] [s] ( ) [s] Acividad 5 Trace la gráfica del desplazamieno h de la esfera, con movimieno uniformemene acelerado, en función del iempo promedio de caída ; es decir: h = f ( ). Página 6

7 aboraorio de Física Página 7/10 Área: aboraorio de Física a impresión de ese documeno es una copia no conrolada Acividad 6 Para cada desplazamieno h y el iempo promedio de recorrido de la esfera, calcule el iempo parón de caída y el porcenaje de exaciud para cada valor de h. h [m] [s] p [s] % E donde: h p = desplazamieno. = iempo leído promedio. h = iempo parón, p. g % E = porcenaje de exaciud del iempo leído promedio. Página 7

8 aboraorio de Física Página 8/10 Área: aboraorio de Física a impresión de ese documeno es una copia no conrolada Acividad 7 lene la siguiene abla con los cálculos correspondienes empleando la expresión maemáica z =. h [m] z [s ] Acividad 8 Trace la gráfica del desplazamieno h de la esfera con movimieno uniformemene acelerado en función de la variable z, donde z =, y es el iempo leído promedio de caída. Acividad 9 Obenga el modelo maemáico del desplazamieno h en función del cuadrado del iempo leído promedio de caída de la esfera empleada. Página 8

9 aboraorio de Física Página 9/10 Área: aboraorio de Física a impresión de ese documeno es una copia no conrolada 5. Cuesionario 1. Qué ipo de curva se obiene en la gráfica h = f ( )?. Cuál es el modelo maemáico del desplazamieno h en función del cuadrado del iempo leído promedio de caída de la esfera empleada? 3. Cuál es el significado físico de la pendiene m y de la ordenada al origen b del modelo maemáico obenido del inciso anerior? 4. Cuál es la expresión experimenal que se obiene para el cálculo de la rapidez de caída de la esfera? 5. Cuál es el valor de la aceleración graviaoria obenido experimenalmene? 6. Cuál es el porcenaje de exaciud de g experimenal, si el valor parón es m g CDMX =9.78? s 6. Conclusiones 7. Bibliografía Young H. D. y Freedman R. A.; Sears y Zemansky FISICA UNIVERSITARIA CON FÍSICA MODERNA Vol. ; Ediorial Pearson; 13ª edición; México, 014. Página 9

10 aboraorio de Física Página 10/10 Área: aboraorio de Física a impresión de ese documeno es una copia no conrolada 8. Anexos Expresiones maemáicas h m p siendo g CDMX = 9.78 g s z = Desviación esándar de una muesra de n mediciones de una misma canidad física y su correspondiene inceridumbre: s n 1/ i i 1 y n 1 s n Modelos gráficos h [m] h [m] * * * * s b m h [m] = m zs bm s m z [s ] y como z = m h [m] = m s b m s Página 10