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EXPERIMENTO 1. DETERMINANDO LA ACELERACIÓN DE LA
              GRAVEDAD MEDIANTE CAÍDA LIBRE
Introducción

En la mayor parte de los movimientos la velocidad no se mantiene constante sino

que varía. La variación que experimenta la velocidad se conoce como aceleración y

este cambio puede afectar tanto al módulo de la velocidad (a la “rapidez”) como a

la dirección y sentido. (Amplía la información en la pág. 178 de tu libro de texto).

En los movimientos uniformemente acelerados, es decir, en aquellos en lo que la

aceleración es constante, se cumplen las siguientes ecuaciones:


                                          v=vo+at

                                    e=eo + vot+1/2at2

Siendo v la velocidad final, vo la inicial, a la aceleración, e el espacio recorrido

final, eo el espacio inicial y t el tiempo.


                                        CAÍDA LIBRE

                        Un ejemplo particular de un movimiento uniformemente

                        acelerado es la caída libre. Cuando dejamos caer un objeto

                        desde una determinada altura la única aceleración que actúa

                        es la de la gravedad que tiene un valor constante (9.8m/s 2)

                        y se representa con la letra “g”. Además si lo dejamos caer

                        la velocidad inicial del objeto será nula (vo=0m/s), pues

                        inicialmente estaba quieto. Y en lugar de hablar de espacio se

habla de altura (h=e-eo), por lo que en este caso concreto las ecuaciones anteriores

se transformarían en:


                                              v=gt

                                         h=1/2gt2




Objetivo

El objetivo de esta práctica es determinar el valor de la gravedad de forma

experimental mediante el estudio de una caída libre.
Materiales

      Cronómetro con precisión de centésimas de segundo

      Metro

      Objeto que se deja caer, preferiblemente esférico y que no pese demasiado ni

       se rompa con facilidad (puede emplearse por ejemplo una bola de papel

       rodeada de celo para darle más consistencia)


Procedimiento

1. Se deja caer el objeto desde una altura conocida midiendo con la mayor

    precisión posible el tiempo que tarda en llegar al suelo. Cuanto mayor sea la

    altura mejor.

2. Se repite el proceso al menos en cinco ocasiones.


Toma y tratamiento de datos

Recoge los datos en una tabla similar a la siguiente. Cópiala en tu cuaderno (tras

escribir el título de la práctica). En la última columna debes incluir el valor de

gravedad que has obtenido en cada experimento. Para ello tienes que despejar la

gravedad en la fórmula de la caída libre h=1/2gt2. En la última celda de la tabla

calcula la media de todos los valores de gravedad que has obtenido. Ese será tu g

experimental.


    Nº experimento       Altura, h (m)   Tiempo, t (s)   Gravedad, g (m/s2)
            1
            2
            3
            4
            5
                    Valor de gravedad medio




Resultados y conclusiones

Después de las tablas con los datos obtenidos escribe en tu libreta un apartado de

resultados y conclusiones donde deberás responder a las siguientes preguntas:
1. ¿Cuál es el valor de gravedad que has obtenido?

2. Teniendo en cuenta que el valor real es de 9.8m/s 2, ¿tu resultado experimental

    se aproxima al real? ¿Por qué no coincide exactamente? ¿Qué errores crees que

    puedes haber cometido?


Cuestiones

Responde en tu cuaderno a las siguientes cuestiones. Ayúdate de la introducción y

del libro de texto (pág. 178)

1. La aceleración se mide en m/s2. Intenta explicar por qué.

2. Un tren al arrancar alcanza los 200km/h en 15s, ¿cuál es su aceleración?

3. Un león observa a una gacela y, de repente, se lanza a por ella, pasando de

    estar parado a alcanzar una velocidad de 12m/s en 4s. ¿Cuál ha sido su

    aceleración?

4. Ejercicio 11 de la página 178 del libro
Experimento 2. FUERZAS Y EQUILIBRIO PARA DETERMINAR EL
                  VALOR DE LA GRAVEDAD
Introducción

Las fuerzas son las interacciones que ejercen entre sí los cuerpos y producen

cambios en su velocidad. La unidad del SI para medir fuerzas es el Newton (N),

aunque a veces se expresa en pondios o kilopondios (kp) y se puede calcular

mediante la siguiente expresión, siendo “F” la fuerza (N), “m” la masa en kg y “a”

la aceleración (m/s2):              F=m·a


Uno de los tipos más comunes de fuerza es lo que conocemos como peso o

interacción gravitatoria, que realmente es la fuerza con la que nos atrae la Tierra.

En este caso la Fuerza se representa con la letra P y como la aceleración es la

gravedad se utiliza la letra g, por lo que el peso de un objeto se calcula:


                                        P=m·g


Al conjunto de fuerzas que actúan a la vez sobre un mismo objeto se le llama

fuerza resultante. Si dicha fuerza resultante es cero significa que las fuerzas se

anulan entre sí y se dice que el cuerpo está en equilibrio. Un ejemplo de un cuerpo

en equilibrio sería una persona colgada por una cuerda. Sobre dicha persona actúan

dos fuerzas:


-   El peso de la persona que tira de ella hacia abajo.

-   La fuerza que ejerce la cuerda que tira hacia arriba y que es

    igual al peso de la persona.


Como las dos fuerzas son iguales pero en sentidos opuestos se

compensan por lo que al final la fuerza resultante es cero: la

persona está en equilibrio.


Objetivo

El objetivo de esta práctica es determinar el valor de la gravedad de forma

experimental a través del estudio del peso de un cuerpo colgando en equilibrio.
Materiales

   Un soporte

   Un dinamómetro (instrumento para medir fuerzas)

   Balanza

   Objeto cuya masa se encuentre comprendida entre 30 y 100g y que se pueda

    colgar del dinamómetro (sino puede usarse hilo para colgarla)


Procedimiento

 1. Determina la masa (m) del objeto elegido con una balanza.

 2. Coloca el dinamómetro en el soporte (o en su defecto colgado de una superficie

     o de tu propia mano) y cuelga el objeto. Lee la fuerza ejercida por el objeto

     debida a su peso (P) marcada por el dinamómetro (tanto en N como en p).


Resultados y conclusiones

Anota en tu cuaderno la masa y el peso del objeto (tras incluir el título de la

práctica). Con estos datos y con ayuda de la ecuación matemática del peso calcula

el valor de la gravedad usando la fuerza tanto en N como en kp. A continuación

responde a las siguientes preguntas:


1. ¿Cuál es el valor de gravedad que has obtenido usando la fuerza en N? ¿En qué

    unidades se mide? ¿Y usando el peso en kilopondios?

2. Consulta en tu libro de texto cuál es el valor real (pág. 180) y compáralo con

    tus resultados.


Cuestiones

Responde en tu cuaderno a las siguientes cuestiones. Ayúdate de la introducción y

del libro de texto (págs. 179-180).

 1. Ejercicio 17 de la página 180

 2. Relaciona los valores equivalentes de las dos filas

              50N           25N             9.8N          33N            45N


              4.6kp         1kp             2.55kp        3.37kp         5.1kp
Experimento 3. Flotar o no flotar: principio de
                          arquímedes
Introducción

El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido

experimenta un empuje (una fuerza) hacia arriba igual al peso del volumen del

fluido que desplaza. Es decir:

                          Peso: P=mobjeto ·g

                     Empuje: E=mlíquido desplazada·g


Si el peso del cuerpo es mayor que el empuje el cuerpo se hundirá

y, en caso contrario, flotará. ¿Y de qué va a depender el empuje?

Pues de la densidad del objeto y del fluido:

                    Densidad objeto> densidad fluido -> se hunde

                      Densidad objeto < densidad fluido -> flota


Objetivo

El objetivo de esta práctica es comprobar experimentalmente el principio de

Arquímedes.


Materiales

   Un dinamómetro (instrumento para medir fuerzas) colocado sobre un soporte

   Objeto con una masa entre los 30 y 100g

   Recipiente con agua donde se pueda introducir el objeto.


Procedimiento

1. Colgar el objeto en el dinamómetro y anotar el peso

     que marca.

2. Colocar el recipiente con agua debajo del objeto de

     forma que quede sumergido y se mantenga colgando

     del dinamómetro. Anotar el nuevo peso.
Resultados y conclusiones

Escribe en tu cuaderno el título de la práctica y, a continuación, haz un apartado

titulado “Resultados y conclusiones” donde anotarás el peso del objeto antes y

después de introducirlo en el agua. Con estos datos, y teniendo en cuenta la

información de la introducción y la de la página 180 de tu libro, contesta a las

siguientes preguntas:


1. ¿El objeto pesa más dentro o fuera del agua? ¿Por qué?

2. ¿Cuál es el valor del empuje que experimenta?

3. ¿Qué masa de agua desplaza el objeto? Considera que la gravedad es 9.8m/s2

    (o 9.8N/kg) Teniendo en cuenta que la densidad del agua es 1g/mL, ¿qué

    volumen de agua se ha desplazado?


Cuestiones

Ejercicio 16 de la pág. 180
Determinando la aceleración de la gravedad mediante caída libre

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Determinando la aceleración de la gravedad mediante caída libre

  • 1. EXPERIMENTO 1. DETERMINANDO LA ACELERACIÓN DE LA GRAVEDAD MEDIANTE CAÍDA LIBRE Introducción En la mayor parte de los movimientos la velocidad no se mantiene constante sino que varía. La variación que experimenta la velocidad se conoce como aceleración y este cambio puede afectar tanto al módulo de la velocidad (a la “rapidez”) como a la dirección y sentido. (Amplía la información en la pág. 178 de tu libro de texto). En los movimientos uniformemente acelerados, es decir, en aquellos en lo que la aceleración es constante, se cumplen las siguientes ecuaciones: v=vo+at e=eo + vot+1/2at2 Siendo v la velocidad final, vo la inicial, a la aceleración, e el espacio recorrido final, eo el espacio inicial y t el tiempo. CAÍDA LIBRE Un ejemplo particular de un movimiento uniformemente acelerado es la caída libre. Cuando dejamos caer un objeto desde una determinada altura la única aceleración que actúa es la de la gravedad que tiene un valor constante (9.8m/s 2) y se representa con la letra “g”. Además si lo dejamos caer la velocidad inicial del objeto será nula (vo=0m/s), pues inicialmente estaba quieto. Y en lugar de hablar de espacio se habla de altura (h=e-eo), por lo que en este caso concreto las ecuaciones anteriores se transformarían en: v=gt h=1/2gt2 Objetivo El objetivo de esta práctica es determinar el valor de la gravedad de forma experimental mediante el estudio de una caída libre.
  • 2. Materiales  Cronómetro con precisión de centésimas de segundo  Metro  Objeto que se deja caer, preferiblemente esférico y que no pese demasiado ni se rompa con facilidad (puede emplearse por ejemplo una bola de papel rodeada de celo para darle más consistencia) Procedimiento 1. Se deja caer el objeto desde una altura conocida midiendo con la mayor precisión posible el tiempo que tarda en llegar al suelo. Cuanto mayor sea la altura mejor. 2. Se repite el proceso al menos en cinco ocasiones. Toma y tratamiento de datos Recoge los datos en una tabla similar a la siguiente. Cópiala en tu cuaderno (tras escribir el título de la práctica). En la última columna debes incluir el valor de gravedad que has obtenido en cada experimento. Para ello tienes que despejar la gravedad en la fórmula de la caída libre h=1/2gt2. En la última celda de la tabla calcula la media de todos los valores de gravedad que has obtenido. Ese será tu g experimental. Nº experimento Altura, h (m) Tiempo, t (s) Gravedad, g (m/s2) 1 2 3 4 5 Valor de gravedad medio Resultados y conclusiones Después de las tablas con los datos obtenidos escribe en tu libreta un apartado de resultados y conclusiones donde deberás responder a las siguientes preguntas:
  • 3. 1. ¿Cuál es el valor de gravedad que has obtenido? 2. Teniendo en cuenta que el valor real es de 9.8m/s 2, ¿tu resultado experimental se aproxima al real? ¿Por qué no coincide exactamente? ¿Qué errores crees que puedes haber cometido? Cuestiones Responde en tu cuaderno a las siguientes cuestiones. Ayúdate de la introducción y del libro de texto (pág. 178) 1. La aceleración se mide en m/s2. Intenta explicar por qué. 2. Un tren al arrancar alcanza los 200km/h en 15s, ¿cuál es su aceleración? 3. Un león observa a una gacela y, de repente, se lanza a por ella, pasando de estar parado a alcanzar una velocidad de 12m/s en 4s. ¿Cuál ha sido su aceleración? 4. Ejercicio 11 de la página 178 del libro
  • 4. Experimento 2. FUERZAS Y EQUILIBRIO PARA DETERMINAR EL VALOR DE LA GRAVEDAD Introducción Las fuerzas son las interacciones que ejercen entre sí los cuerpos y producen cambios en su velocidad. La unidad del SI para medir fuerzas es el Newton (N), aunque a veces se expresa en pondios o kilopondios (kp) y se puede calcular mediante la siguiente expresión, siendo “F” la fuerza (N), “m” la masa en kg y “a” la aceleración (m/s2): F=m·a Uno de los tipos más comunes de fuerza es lo que conocemos como peso o interacción gravitatoria, que realmente es la fuerza con la que nos atrae la Tierra. En este caso la Fuerza se representa con la letra P y como la aceleración es la gravedad se utiliza la letra g, por lo que el peso de un objeto se calcula: P=m·g Al conjunto de fuerzas que actúan a la vez sobre un mismo objeto se le llama fuerza resultante. Si dicha fuerza resultante es cero significa que las fuerzas se anulan entre sí y se dice que el cuerpo está en equilibrio. Un ejemplo de un cuerpo en equilibrio sería una persona colgada por una cuerda. Sobre dicha persona actúan dos fuerzas: - El peso de la persona que tira de ella hacia abajo. - La fuerza que ejerce la cuerda que tira hacia arriba y que es igual al peso de la persona. Como las dos fuerzas son iguales pero en sentidos opuestos se compensan por lo que al final la fuerza resultante es cero: la persona está en equilibrio. Objetivo El objetivo de esta práctica es determinar el valor de la gravedad de forma experimental a través del estudio del peso de un cuerpo colgando en equilibrio.
  • 5. Materiales  Un soporte  Un dinamómetro (instrumento para medir fuerzas)  Balanza  Objeto cuya masa se encuentre comprendida entre 30 y 100g y que se pueda colgar del dinamómetro (sino puede usarse hilo para colgarla) Procedimiento 1. Determina la masa (m) del objeto elegido con una balanza. 2. Coloca el dinamómetro en el soporte (o en su defecto colgado de una superficie o de tu propia mano) y cuelga el objeto. Lee la fuerza ejercida por el objeto debida a su peso (P) marcada por el dinamómetro (tanto en N como en p). Resultados y conclusiones Anota en tu cuaderno la masa y el peso del objeto (tras incluir el título de la práctica). Con estos datos y con ayuda de la ecuación matemática del peso calcula el valor de la gravedad usando la fuerza tanto en N como en kp. A continuación responde a las siguientes preguntas: 1. ¿Cuál es el valor de gravedad que has obtenido usando la fuerza en N? ¿En qué unidades se mide? ¿Y usando el peso en kilopondios? 2. Consulta en tu libro de texto cuál es el valor real (pág. 180) y compáralo con tus resultados. Cuestiones Responde en tu cuaderno a las siguientes cuestiones. Ayúdate de la introducción y del libro de texto (págs. 179-180). 1. Ejercicio 17 de la página 180 2. Relaciona los valores equivalentes de las dos filas 50N 25N 9.8N 33N 45N 4.6kp 1kp 2.55kp 3.37kp 5.1kp
  • 6. Experimento 3. Flotar o no flotar: principio de arquímedes Introducción El principio de Arquímedes afirma que todo cuerpo sumergido en un fluido experimenta un empuje (una fuerza) hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desplaza. Es decir: Peso: P=mobjeto ·g Empuje: E=mlíquido desplazada·g Si el peso del cuerpo es mayor que el empuje el cuerpo se hundirá y, en caso contrario, flotará. ¿Y de qué va a depender el empuje? Pues de la densidad del objeto y del fluido: Densidad objeto> densidad fluido -> se hunde Densidad objeto < densidad fluido -> flota Objetivo El objetivo de esta práctica es comprobar experimentalmente el principio de Arquímedes. Materiales  Un dinamómetro (instrumento para medir fuerzas) colocado sobre un soporte  Objeto con una masa entre los 30 y 100g  Recipiente con agua donde se pueda introducir el objeto. Procedimiento 1. Colgar el objeto en el dinamómetro y anotar el peso que marca. 2. Colocar el recipiente con agua debajo del objeto de forma que quede sumergido y se mantenga colgando del dinamómetro. Anotar el nuevo peso.
  • 7. Resultados y conclusiones Escribe en tu cuaderno el título de la práctica y, a continuación, haz un apartado titulado “Resultados y conclusiones” donde anotarás el peso del objeto antes y después de introducirlo en el agua. Con estos datos, y teniendo en cuenta la información de la introducción y la de la página 180 de tu libro, contesta a las siguientes preguntas: 1. ¿El objeto pesa más dentro o fuera del agua? ¿Por qué? 2. ¿Cuál es el valor del empuje que experimenta? 3. ¿Qué masa de agua desplaza el objeto? Considera que la gravedad es 9.8m/s2 (o 9.8N/kg) Teniendo en cuenta que la densidad del agua es 1g/mL, ¿qué volumen de agua se ha desplazado? Cuestiones Ejercicio 16 de la pág. 180