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TEMA MOVIMIENTO EN LA VERTICAL
INTRODUCCIÓN
En este laboratorio se harán actividades sobre el movimiento en vertical. Los movimientos verticales son ciertos tipos de movimientos que sufren los cuerpos cuando se lanzan hacia arriba o hacia abajo con cierta velocidad o se dejan caer libremente, debido a que todo cuerpo que se encuentre cerca de la superficie de la tierra experimenta una atracción que les imprime aceleración, llamada aceleración de la gravedad. La caída libre ocurre cuando un cuerpo es soltado desde una cierta altura y es un ejemplo particular del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, en el que la aceleración tiene el valor de la gravedad (g=9,8 m/s 2 ) OBJETIVOS 1 - Estudiar las magnitudes que intervienen en el movimiento en la vertical. 2 - Comprobar la independencia de la masa en el tiempo y velocidad de caída de un objeto. 3 - Estudiar gráficamente algunos movimientos en la vertical. ACTIVIDADES En todas las actividades tomamos el siguiente sistema de referencia: altura= en el suelo, sentido positivo, hacía arriba; sentido negativo, hacía abajo 4.1 Con una altura inicial de 50 m y una velocidad inicial de 0 m/s deja caer las distintas masas y anota el tiempo final y la velocidad final. (Lo que marca el cronómetro y el taquímetro). Anota los resultados en la tabla. TABLA 1 Masa (kg) 1 2 3 4 Tiempo final (s) 3,19 3,19 3,19 3, Velocidad final (m/s)
- 31,3 - 31,3 - 31,3 - 31, ¿Qué conclusión obtienes? La conclusión que he obtenido de esta experiencia es que si dejas caer un objeto con diferentes masas de la misma altura su tiempo y velocidad final serán las
mismas. El tiempo de caída, NO depende para nada del PESO de los objetos que caen.
¿Qué conclusión obtienes? Después de haber realizado la experiencia al observar la gráfica puedo concluir que es un movimiento en caída libre porque no tiene velocidad inicial, otro detalle que puedo apreciar en las gráficas es que la velocidad se mantiene negativa en todo el recorrido y que la altura disminuye.
- Repite el anterior procedimiento con alturas de 40m, 30 m y 20 m
- Altura inicial de 40 m, una masa de 1 kg y una velocidad de 0 m/s. t(s) 0 0.3 0.95 1.75 2. h(m) 40 39.6 35.6 25 5. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 h(m) t(s) Gráfica h vs t
t(s) 0 0.3 0.95 1.75 2. v(m/s) 0 - 2.9 - 9.3 - 17.2 - 26
- Altura inicial de 30 m, una masa de 1 kg y una velocidad de 0 m/s. t(s) 0 0.4 1.05 1.55 2. h(m) 30 29.6 24.6 18.2 7.
0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 v(m/s) t(s) Gráfica v vs t 0 5 10 15 20 25 30 35 0 0.5 1 1.5 2 2. h(m) t(s) Gráfica h vs t
- Altura inicial de 20 m, una masa de 1 kg y una velocidad de 0 m/s. t(s) 0 0.4 1 1.45 1. h(m) 20 19.2 15.1 9.7 5 t(s) 0 0.4 1 1.45 1. v(m/s) 0 - 3.9 - 9.8 - 14.2 - 17. 0 5 10 15 20 25 0 0.5 1 1.5 2 h(m) t(s) Gráfica h vs t
0 0 0.5 1 1.5 2 v(m/s) t(s) Gráfica v vs t)
¿Qué conclusiones obtienes? Después de haber realizado la experiencia al observar la gráfica puedo concluir que cuando se deja caer un objeto desde cierta altura su velocidad inicial es cero y se mantiene negativa durante todo el recorrido. El cuerpo se deja caer desde cierta altura y esta va disminuyendo. Determina la pendiente de las gráficas v-t.
- Altura inicial de 50 m, una masa de 1 kg y una velocidad de 0 m/s. m= − 29. 9 𝑚/𝑠−(− 23. 5 𝑚/𝑠) 3. 05 𝑠− 2. 4 𝑠
= − 9. 8 𝑚/𝑠^2
- Altura inicial de 40 m, una masa de 1 kg y una velocidad de 0 m/s. m= − 26 𝑚/𝑠−(− 17. 2 𝑚/𝑠) 2. 65 𝑠− 1. 75 𝑠
= − 9. 8 𝑚/𝑠^2
- Altura inicial de 30 m, una masa de 1 kg y una velocidad de 0 m/s. m= − 21. 1 𝑚/𝑠−(− 15. 2 𝑚/𝑠) 2. 15 𝑠− 1. 55 𝑠
= − 9. 8 𝑚/𝑠^2
- Altura inicial de 20 m, una masa de 1 kg y una velocidad de 0 m/s. m= − 14. 2 𝑚/𝑠−(− 9. 8 𝑚/𝑠) 1. 45 𝑠− 1 𝑠
= − 9. 8 𝑚/𝑠^2
¿Qué representan las pendientes? La pendiente de las gráficas de velocidad representa la aceleración del objeto, su velocidad es cero y su aceleración es constante e igual a la gravedad pero con signo negativo debido a que la tendencia del movimiento es contrario al eje y.
¿Qué conclusión obtienes? Al realizar la experiencia y analizar las gráficas puedo concluir que al lanzar una bola desde el suelo hacia arriba ella se va a mover con movimientos uniformemente retardados hasta que su velocidad sea igual a cero, justo en ese momento el cuerpo alcanza su mayor altura y empieza a caer libremente de esta altura moviéndose de nuevo hacia abajo debido a la fuerza de gravedad.
- Repite el anterior procedimiento con velocidades de 10, 20 y 40 m/s. Observación: en la experiencia donde se debe lanzar la bola de 1 kg con una velocidad inicial de 40 m/s no se puede realizar debido a que el simulador solo permite hasta 30m/s. Lanza la bola de 1 kg con una velocidad inicial de 10 m/s t(s) 0 0.3 0.7 1.05 1.45 1.8 2.25 2.45 2.8 3. h(m) 0 32.6 34.6 35.1 34.2 32.1 27.7 25.1 19.6 12. t(s) 0 0.3 0.7 1.05 1.45 1.8 2.25 2.45 2.8 3. v(m/s) 10 7.1 3.1 - 0.3 - 4. 2 - 7.6 - 12 - 14 - 17.4 - 20. 0 5 10 15 20 25 30 35 40 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3. h(m) t(s) Gráfica h vs t
Lanza la bola de 1 kg con una velocidad inicial de 20 m/s. t(s) 0 0.25 0.6 1.25 1.6 2 2.4 2.75 3.1 3. h(m) 0 4.7 10.2 17.3 19.5 20.4 19.8 17.9 14.9 11.
- 0 5 10 15 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3. v(m/s) t(s) Gráfica v vs t 0 5 10 15 20 25 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 h(m) t(s) Gráfica h vs t
Lanza la bola de 1 kg con una velocidad inicial de 20 m/s. m= − 10. 4 𝑚/𝑠−(− 7 𝑚/𝑠)
- 1 𝑠− 2. 75 𝑠
2 ¿Qué conclusión obtienes? Al observar las pendientes puedo concluir que la aceleración es igual al valor de la gravedad. Es importante resaltar que mientras el objeto sube la aceleración de la gravedad actúa en sentido opuesto al de la velocidad, el movimiento es uniformemente retardado y mientras baja, la aceleración de la gravedad actúa en el mismo sentido a la de la velocidad, el movimiento es uniformemente acelerado. 4.4. Propón otra actividad. Indica el procedimiento que vas a seguir. Realiza la experiencia anota los resultados y representa las gráficas correspondientes. No olvides señalar las conclusiones a las que llegas. Selecciona una altura inicial de 30 m, una masa de 2 kg y una velocidad de 0 m/s. Deja caer la bola y ve anotando los distintos valores en la tabla. Procura tomar al menos 5 valores. t(s) 0 0.3 0.85 1.6 2 h(m) 30 29.6 26.5 17.5 10. 0 5 10 15 20 25 30 35 0 0.5 1 1.5 2 2. h(m) t(s) Gráfica h vs t
t(s) 0 0.3 0.85 1.6 2 v(m/s) 0 - 2.9 - 8.3 - 15.7 - 19. ¿Qué conclusión obtienes? Después de haber realizado la experiencia al observar la gráfica puedo concluir que cuando se deja caer un objeto desde cierta altura la misma va descendiendo, que su velocidad inicial es cero y la velocidad se mantiene negativa durante todo el recorrido. CONCLUSIÓN Al finalizar este laboratorio puedo concluir que uno de los movimientos más habituales es el de caída libre, el cual consiste en que un cuerpo cae bajo la aceleración de la gravedad y la resistencia del aire a su caída es nula o muy pequeña. El lanzamiento vertical es un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (m.r.u.a.) o movimiento rectilíneo uniformemente variado (m.r.u.v.) en el que se lanza un cuerpo verticalmente con cierta velocidad inicial desde cierta altura y no encuentra resistencia alguna en su camino.
- 0 0 0.5 1 1.5 2 2. v(m/s) t(s) Gráfica v vs t
