Proyecto Final de CAF I (1)

Informe de proyecto del curso Cálculo Para la Física 1 06675

"Año del Bicentenario del Perú: 200 años de Independencia"

Proyecto final – CAF I

AUTORES: Abad Montalvan Merly Lizbeth.

U20250205

Alvarado Ramírez Manuel David.

U20301863

Escobar Palacios Aldemir David.

U20301376

Huancas Rivera Junior.

U20207647

Pardo Lama María de los Ángeles.

U20222638

Rufino Granja Mireya Carolina.

U20228659

Villegas Litano Brayan Daniel.

U20207767

DOCENTE: CLARIBEL CUNYARACHE ANICETO

AULA: 06675

PIURA – PERÚ

2021 1

Informe de proyecto del curso Cálculo Para la Física 1 06675

CINEMATICA - Caída Libre "Año del Bicentenario del Perú: 200 años de Independencia"

Merly Abad M., Manuel Alvarado R., Aldemir Escobar P., Junior Huancas R., María Pardo L., Mireya Rufino G. y Brayan Villegas L.

Estudiantes de 2° ciclo de ingeniería Civil, UTP 1. RESUMEN La cinemática es la rama de la mecánica clásica que se ocupa del estudio de las leyes del movimiento de los cuerpos, independientemente y sin tener en cuenta aquellas causas que lo producen, es decir, la cinemática, se centra y limita a estudiar la trayectoria de un cuerpo en función del tiempo. El presente proyecto pretende contribuir a entender de manera experimental este concepto. A través de este trabajo se demostró el cambio de posición de un cuerpo debido a la velocidad y aceleración que sufre en función de un rango de tiempo. El proyecto contempla 3 etapas para diferenciar el cambio de posición del objeto en diferentes escenarios, por lo que, se obtiene un resultado significativamente diferente entre ellos. Palabras Claves: Cinemática, tiempo, posición, aceleración, velocidad.

2. INTRODUCCIÓN La presente investigación se refiere al tema de Cinemática, en especial se centra en “Caída libre”, la cual se puede definir de la siguiente forma, cuando un objeto se mueve libremente bajo la influencia sólo de la gravedad, sin importar su movimiento inicial. Los objetos lanzados hacia arriba o hacia abajo, así como los que son soltados desde el reposo, caen todos libremente una vez que sean soltados. La magnitud de la aceleración en caída libre está denotada por el símbolo g (aceleración de gravedad). En la superficie de la Tierra, el valor de g es aproximadamente 9,8 m/s2.

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A raíz de lo anteriormente indicado, surge la duda de cómo demostrar dicha teoría de forma experimental y cuál es la diferencia y/o influencia en su aceleración de gravedad al aplicarle cierta resistencia a los objetos que se someten a caída libre. Para demostrar la teoría anteriormente mencionada, hemos llevado a cabo un proceso experimental en diferentes escenarios, la cual presentan una caída libre, pero con roce, este tipo de movimiento se caracterizan porque el efecto del roce es muy significativo por lo cual no se puede desprecia. En este proceso hemos experimentado la caída libre de un objeto despreciando fuerzas externas, pero también hemos analizado la caída del mismo objeto al ser liberado del reposo desde cierta altura hacia una superficie de agua y glicerina, cuya resistencia es grande.

a) Descripción del proyecto: En este proyecto se remarcará lo antes mencionado, utilizaremos los elementos como vaso con agua, glicerina, un cronometro, etc. Poniendo en ejecución notaremos que los cuerpos tienden a caer por efecto de la gravedad y muestran cierta resistencia en su caída en los 3 diferentes escenarios propuestos. b) Objetivos: -

Objetivos generales: Estudiar el movimiento de caída libre de un cuerpo. A través de medidas de tiempo de caída y de distancias recorridas, obtener experimentalmente el valor de la aceleración de la gravedad (g).

Estudiar el movimiento de los tres dados al ser sometidos a una caída libre, y como este movimiento se ve afectado por una fuerza de roce de agua y glicerina.

-

Objetivos específicos: Estudiar la teoría referente al tema de Caída Libre y explicar la relación con el Movimiento Rectilíneo Uniforme Acelerado (M.R.U.A).

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Realizar tres montajes experimentales, tomando en cuenta los espacios, donde la primera no tendrá impedimento experimental, mientras

los

dos

últimos

tendrán

líquidos

de

distintas

composiciones.

De los montajes experimentales realizados esperar que se cumplan los objetivos y se pueden obtener datos de Caída Libre.

Calcular el Tiempo real de las tres alturas mencionadas anteriormente.

c) Alcances y limitaciones: Para demostrar de manera experimental la teoría y sea entendible, se realizó un acuerdo previo para la distribución de materiales, precio y tiempo para realizar dicho proyecto, en tal sentido, 4 de los 7 integrantes se reunieron presencialmente para realizar la parte experimental del proyecto. El presupuesto de los instrumentos para llevar acabo dicho proyecto es aproximadamente el valor de 15 nuevos soles.

3. METODOLOGÍA A continuación, haremos mención de los pasos a seguir para realizar el experimento: Primer paso: Preparar los materiales, tres vasos, juego de dados, glicerina y agua, después los colocamos a vista de todos: - 1er vaso se deja vacío - 2do vaso lo llenamos con agua - 3er vaso lo llenamos con la glicerina Segundo paso: Preparamos un cronómetro listo para tomar los tiempos que demoran los dados en llegar al fondo de cada vaso.

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Tercer paso: Dejamos caer los dados en los vasos ya mencionados - Dejamos caer el primer dado en el vaso vacío tomando el tiempo que demora en caer dentro del vaso.

- Luego dejamos caer el 2do dado en el agua de la misma forma tomamos el tiempo que demora en caer dentro del vaso con agua.

- Finalmente, dejamos caer un 3er dado en el vaso con glicerina tomando el tiempo que demora en caer dentro de dicho vaso. Cuarto paso: Por último, extraemos las conclusiones que nos dejó el experimento

4. RESULTADOS En este informe se presentarán los resultados del proyecto, siendo estos, la comparación de la investigación y el proyecto de modelo físico, comentarios y explicación de los resultados obtenidos. Gracias al proyecto observamos el comportamiento cinemático al aplicar caída libre en diferentes espacios. Como resultados hemos obtenido que la velocidad con la que caen dichos objetos es diferentes debido a que sufren una caída libre con roce. Asimismo, hemos analizado la diferencia de tiempo en el cual cae un objeto a la superficie, teniendo en cuenta la sustancia en la que se encuentran (el aire, el agua y la glicerina).

5. CONCLUSIONES En conclusión, entender la cinemática (Caída libre con rose) es de gran importancia porque nos ayuda a entender los fenómenos que ocurren y dar repuesta a muchos de los problemas que nos planteamos o a las dudas que tenemos. Siendo así con respecto a los objetivos generales tenemos: •

Estudiar el movimiento de caída libre de un cuerpo utilizando el tiempo y la distancia recorrida en ese tiempo nos permitió obtener el valor de la aceleración de la gravedad. 5

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•

Los dados se vieron sometidos a la caída libre y el movimiento que experimentaron se vio interferido por la fuerza de roce que ejerce el agua y la glicerina.

•

Por otro lado en relación a los objetivos específicos, se puede concluir que después de observar las tres escenas en donde la primera se puede observar que el aire no tendrá impedimento experimental mientras que las otras dos de agua y glicerina tendrán distintas composiciones observando que en todas se obtiene datos de la caída libre.

6. REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA 1. Pontificia Universidad Católica de Chile. (17 de diciembre de 2013). Caída libre y con Roce. Recuperado de: http://fisica.uc.cl/images/Guia2_Caida_libre_y_con_roce_v2.pdf

2. ExpCaserosMix. (06 de Abril de 2014). Experimento de Cinemática con dados. Recuperado de: https://youtu.be/vfG8iBNo0zw

3. Suarez Gustavo Ramón. (06 de febrero de 2009). Cinemática Lineal y Rotatoria. Recuperado de: http://viref.udea.edu.co/contenido/menu_alterno/apuntes/ac10cinematica.pdf

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7. ANEXOS

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