la experimentación o simulación es muy importante en la enseñanza de las ciencias .... y La UPN esta en esta intencion

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CAIDA LIBRE – MOVIMIENTO PARABÓLICO
1. OBJETIVOS:
 Medir la posición y la velocidad de un móvil con MRUV.
 Determinar la aceleración de la gravedad a partir del movimiento de caída libre.
2. FUNDAMENTO TEÓRICO:
2.1. Caída Libre:
La caída libre es un caso particular del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, es
cuando un cuerpo se le deja caer libremente en la cercanía de la superficie del planeta.
Un cuerpo que se deja caer en el vacío, se desplaza en línea recta vertical con una
aceleración constante, la cual se conoce como gravedad (g), lo que produce que el módulo
de la velocidad aumente uniformemente en el transcurso de su caída.
Las expresiones para la caída libre son
las mismas que para el MRUV, con la
diferencia que la aceleración es conocida:
la aceleración de la gravedad g y el
movimiento es vertical (a lo largo del eje
Y)
2
0
2
1
· gttvyy i 
tgvv  0
2.2. MOVIMIENTO PARABÓLICO:
Es aquel movimiento compuesto que tiene como trayectoria una curva llamada parábola, la cual
tendrá una forma final que dependerá de la velocidad inicial V0 y el ángulo de disparo θ.
Figura 1: Disparo Parabólico.

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Galileo demostró que el movimiento parabólico debido a la gravedad es un movimiento
compuesto por dos componentes: Uno horizontal y el otro vertical. Descubrió asimismo que el
movimiento horizontal se desarrolla siempre como un M.R.U.: Movimiento Rectilíneo uniforme, y
el movimiento vertical es un M.R.U.V.: Movimiento Rectilíneo Uniformemente Variado (sin
considerar el rozamiento del aire) con aceleración igual a “g” (aceleración de la gravedad).
En forma cualitativa podemos establecer que:
Se debe saber que todos los disparos describen trayectorias parabólicas causadas por la
gravedad y se resuelven con las siguientes relaciones:
Movimiento Horizontal: Movimiento Vertical:
𝑥(𝑡) = 𝑥0 + 𝑣𝑥 𝑡+ ……(1) 𝑦( 𝑡) = 𝑦0 −
1
2
𝑔𝑡2……(2)
Donde:
x(t): Posición en la horizontal en función del tiempo (m);
y(t): Posición en la vertical en función del tiempo (m);
3. MATERIALES E INSTRUMENTOS:
 01 computador.
 Interfaz Vernier para computador
 Programa Logger Pro
 Tubo PVC
 Mascara de barras (Regla acrílica)
 Soporte Universal y abrazaderas.
 Sensor fotopuerta
 Proyectil (bola metálica)
4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:
4.1. Caída Libre:
1. Fijar la fotopuerta al soporte de modo que los brazos se extienden horizontalmente,
comose muestraen la Figura 1; toda la longitud de la máscarade barras debe ser capaz
de caer libremente a través de la fotopuerta.

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2. Abra el archivo "05 Caída libre de la máscara de barras" de la carpeta Física con Vernier
3. Haga clic en para la recolección de datos. Mantenga la parte superior de la
máscara de barras entre dos dedos, permitiendo que cuelgue libremente justo por
encima del centro de la fotopuerta, sin bloquear la puerta. Soltarla cuidando de que
mantenga vertical.
4. Examine la gráfica. La pendiente de la Velocidad vs. Tiempo es la medida de la
aceleración. La gráfica de velocidad es de aproximadamente una línea recta de
pendiente constante, la aceleración es constante, ajustar una línea recta haciendo clic
en el gráfico de velocidad una vez para seleccionarlo y, a continuación, haga clic en
ajuste lineal
5. Para mayor certeza de su medición de la pendiente, realice el proceso cuatro veces
más. Debes realizar con cuidado pues los datos obtenidos deben ser cercanos al valor
teórico propuesto (9,81 m/s2
)
Tabla 1: Valores de la aceleración en caída libre
1 2 3 4 5
Aceleración
(m/s2
)
4.2. MOVIMIENTO PARABÓLICO
 Conectar la interface a la computadora y luego a la toma de corriente.
 Luego inserte los sensores fotopuerta a la interface
 Coloca la rampa con un ángulo de inclinación que no sobrepase los 10°, para ello utiliza la
pinza para sujetar el tubo de PVC en el soporte universal.
 Coloca el sensor fotopuerta 1 (FP1) (conectado a Dig / Sonic 1) en la salida de la rampa; y
el sensor de fotopuerta 2 (FP2) (conectado a Dig / Sonic 2) al borde de la mesa como se
muestra en la imagen:
 La fotopuerta 1 debe estar colocada a una distancia de 10 cm de la fotopuerta 2. La foto
puerta 2 tiene que estar a 1 cm del borde de la mesa.
 Utiliza una plomada para ubicar el punto en el suelo justo debajo del punto donde el proyectil
va a dejar la mesa. Marca este punto con una cinta, este servirá como origen del
desplazamiento del proyectil en la horizontal (origen del piso). y luego mida la altura (y0) desde
el piso hasta el borde de la mesa. Registra este dato en la tabla 1.
 Con estos datos halla el tiempo de caída (tc ), utilizando la ecuación 2.

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Tabla 2: Datos teóricos y experimentales.
y0 (m) g (m/s2
) tc (s)
Alcance Promedio
 Abra el archivo “08 Movimiento de Proyectiles” de la carpeta Física con Vernier. Se visualizará
el gráfico Tiempo entre puertas vs. Tiempo, y Velocidad vs. Tiempo, también se visualizará la
velocidad de salida del proyectil.
 Click en “Recolectar Datos” para comenzar a realizar el experimento.
 Suelte el proyectil desde el extremo superior de la rampa, esto se hace para que la velocidad
inicial de salida sea la misma en cualquier tiempo, NO la impulse.
 Anote la velocidad de salida (vs), que es determinado por el programa Logger Pro, y la
distancia de impacto (RExp.), que es el valor de medido desde el borde de la mesa hasta el
punto de impacto del proyectil en la tabla 2.
 Repita estos pasos 4 veces para determinar el valor promedio de la velocidad y el valor
promedio del alcance:
Tabla 3: Velocidad de salida y distancia recorrida experimentalmente del proyectil.
1 2 3 4
vs (m/s)
RExp (m)
RExp
RTeo
ΔR

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5. RESULTADOS
Movimiento de Caída Libre:
La aceleración de la máscara de barras (máscara de barras) es:
a = …………………………….. m/s2
Movimiento Parabólico:
Alcance Experimental:
RExp:____________________ m
Velocidad de salida:
vs = ____________________ m/s
6. CONCLUSIONES DEL LABORATORIO:
6.1 ¿Tus resultados obtenidos de la aceleración en caída libre coinciden con los de la teoría?
Explique brevemente
6.2. ¿Cómo determina el alcance teórico del proyectil?
6.3. Enumere todos los efectos que considera afectan el movimiento del proyectil al caer.
BIBLIOGRAFÍA:
[1] Raymond A. Serway; Física Tomo I; Editorial McGraw–Hill.
[2] Tipler Mosca; Física para la ciencia y la tecnología Vol. I; Editorial Reverte.
[3] Miguel Ángel Hidalgo Moreno; Laboratorio de Física; Editorial PEARSON EDUCACIÓN.
[4] Sears –Zemansky; Física universitaria; 12ª. Edición; Vol. 1; Editorial ADDISON-WESLEY