El método que utilizaremos para determinar el valor de la aceleración de la gravedad en un cuerpo que cae será a través del tiempo de caída.
Determinar el valor aproximado de la aceleración de la gravedad en nuestra ubicación (aula de clase o vivienda).
Una forma de determinar la aceleración de la gravedad que experimenta un cuerpo cayendo es a través del tiempo de caída. Despreciando el rozamiento del aire, el movimiento se puede interpretar como uniformemente acelerado y la ecuación que lo describe es:
y = yo + Vot - 1/2 gt2
Si ubicamos el marco de referencia en la altura a la cual se encuentra el objeto tenemos que
yo = H. Además, al soltar el cuerpo este parte del reposo por lo tanto su Vo = 0 m/s y llegaría al piso con lo cual y = 0. La ecuación nos quedaría:
0 = H - 1/2 gt2
H = 1/2 gt2
g obtenemos:
g = 2H/t2
Es decir que, si medimos el tiempo de caída de un objeto a cierta altura, podemos determinar el valor de la aceleración de la gravedad. En esta práctica vamos a medir el tiempo de caída utilizando el sonido. Como el sensor de sonido captura todo el ruido presente en el ambiente, debemos buscar un espacio con el menor ruido posible para tener una buena captura de datos de la prueba.
Vamos a realizar mediciones del tiempo de caida para diferentes alturas. Para ello vamos a realizar divisiones en el varillon de madera. Vamos a realizar marcaciones a 1m, 1,25, 1.5 y 1,75m (fig. 1)
Ahora vamos a fijar el varillon en el piso y de forma vertical. En nuestro caso lo fijamos con tornillos, pero se puede utilizar un soporte u otra forma de asegurarlo.
Luego vamos a fijar el pie de amigo (o lamina metálica en forma de L) con un tornillo para madera en la primera posición (1m). Seguidamente colocamos el objeto metálico en el extremo de la lámina y ya nuestro montaje estará listo para la primera prueba.
El siguiente paso es abrir la aplicación Physics Toolbox Suite e ir al menú Medidor de sonido e iniciar la captura de datos.
Luego de la captura cambiamos de posición la lámina metálica y repetimos el procedimiento. Esto lo realizamos para las demás alturas.
Con los datos para las diferentes alturas procedemos a abrir los archivos con una hoja
de calculo y graficamos los resultados. Como la aplicación captura todo el ruido presente alrededor del espacio de trabajo, debemos tener cuidado al momento de seleccionar los dos puntos de mayor pico que corresponden al momento
de golpear la lamina y al objeto tocar el piso.
Con los tiempos obtenidos procedemos a calcular el valor de g
g = 2(1)/0.5332 = 7.04 m/s2
g = 2(1.25)/0.5472 = 8.35 m/s2
g = 2(1.5)/0.5622 = 9.5 m/s2
g en las diferentes alturas?g? ¿Por qué?