7o CONGRESO DE FISICA

Caso particular del MUA

CAÍDA LIBRE

OBJETIVO Que a través de esta actividad los alumnos aprecien la caída libre como un caso particular del MRUA y calculen con precisión el valor de g (aceleración de la gravedad).

APRENDIZAJES El alumno elabora e interpreta gráficas de desplazamiento y de rapidez en función del tiempo, del movimiento de objetos que se encuentran bajo la acción de una fuerza constante que actúa en la misma dirección de la velocidad.

INTRODUCCIÓN Considerando que, sobre una partícula actúa una fuerza constante en la dirección del movimiento, la partícula describe un movimiento siguiendo una trayectoria rectilínea con aceleración constante. A este tipo de movimiento se le llama movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA).

Ecuaciones: Sean ti=0, tf cualquier instante arbitrario t, vi =v0 y v (la velocidad en cualquier instante arbitrario). Entonces se puede expresar la aceleración como a= (v- v0)/t de donde v= v0+at

Gráfica: La gráfica de la velocidad contra el tiempo para este movimiento es una recta en donde v0 es la ordenada al origen y a es la pendiente de la recta. O sea que el cambio en la velocidad (v-v0) es directamente proporcional al tiempo t transcurrido, en donde a es la constante de proporcionalidad.

Velocidad Media Para una partícula que se mueve a lo largo de una recta, se define la velocidad media (vm) durante cualquier intervalo de tiempo como el desplazamiento realizado durante dicho intervalo dividido por el intervalo de tiempo: Vm=∆x/∆t

. Una de las características del MRUA es que se puede expresar la velocidad media en cualquier intervalo de tiempo como la media aritmética de la velocidad inicial y la velocidad final: vm=(v0+v)/2

. Vel v vm v0 t m t t i e m p o

Material utilizado Interfaz Cable USB Fotodetector Cable Soporte Universal Regla de plástico

Conexión de la interfaz a la computadora

Conexión de la interfaz al sensor

FOTODETECTOR LED indicador Emisor y receptor de infrarrojo

Características del fotodetector Tiene un emisor y un receptor de infrarrojo El emisor manda el haz al receptor, cuando este recibe la señal óptica, la convierte en una señal eléctrica El haz infrarrojo, es bloqueado al pasar un obstáculo El led indicador se apaga al ser bloqueado

Recomendaciones En este experimento de caída libre, debe asegurarse de que el objeto ( regla ) pase libremente entre los brazos del sensor. A través del haz infrarrojo Tener los contornos bien definidos y paralelos. Dejar caer la regla unos cm. arriba del sensor. Iniciar el programa, unos segundos antes de dejar caer la regla.

Tabla de resultados y gráficas