Lab Velocidad Terminal
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Física Experimental Velocidad Terminal Objetivo Estudiar la resistencia del aire y determinar la velocidad terminal de caída de un cuerpo. Material Cronómetro, balanza, regla, conos de papel. Estos últimos se obtienen recortando un medio círculo MN sin olvidar un pequeño borde OPN que será pegado sobre OM (ver figura 1). Se recortarán un semicírculo de radio 15 cm y otro igual, en el cual se recortará un semicírculo de radio 7.5 cm, la media corona que queda se utilizará también. Figura 1 Figura 2 Marco teórico Un cuerpo que cae está sometido a dos fuerzas (ver figura 2): a. Su peso mg, vertical y con dirección hacia abajo b. La resistencia del aire R , también vertical y con dirección hacia arriba La resistencia del aire es proporcional al área A de la sección máxima perpendicular al movimiento y al cuadrado de la velocidad v del cuerpo (cuando ésta no es ni muy pequeña ni muy grande), o sea: R = k A v 2 Siendo k una constante que depende de la forma del cuerpo, de las asperezas de la superficie, etc. Aplicando la segunda ley de Newton, tenemos: m g – k A v 2 = m a Siendo el movimiento acelerado al principio (el cuerpo parte del reposo), la velocidad crece hasta tomar el valor máximo vt , cuando: m g – k A v 2 = 0 O sea: A k g m v t = La investigación consistirá en comprobar esta última relación, modificando el peso del cuerpo o el área A. Procedimiento 1. Dejar caer el cono grande una gran altura (mayor a 4 ó 5 m). Muy rápidamente (después de 1 m) el movimiento es uniforme, a partir de este momento se mide el tiempo de caída y se deduce la velocidad vt. Deducir también k . 2. Dejar cae r el cono peq ueño y cal cular la v eloci dad ter minal . Demost rar que est a veloci dad es igu al a la anterior. 3. Lle nar el con o grand e con arena o tiz a de tal maner a que su peso tot al sea 4 veces el pes o ante rio r. Calcular su velocidad límite. ¿Qué conclusiones se deducen? 4. Llenar el cono pequeño con la media corona que quedaba. Determinar su velocidad terminal. ¿Qué conclusiones se deducen? Física R = k A v 2 v m g
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5/9/2018 Lab Velocidad Terminal - slidepdf.com
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Física
Experimental Velocidad Terminal
ObjetivoEstudiar la resistencia del aire y determinar la velocidad terminal de caída de un cuerpo.
MaterialCronómetro, balanza, regla, conos de papel. Estos últimos se obtienen recortando un medio círculo MN sin
olvidar un pequeño borde OPN que será pegado sobre OM (ver figura 1). Se recortarán un semicírculo de
radio 15 cm y otro igual, en el cual se recortará un semicírculo de radio 7.5 cm, la media corona que queda seutilizará también.
Figura 1 Figura 2
Marco teóricoUn cuerpo que cae está sometido a dos fuerzas (ver figura 2):
a. Su peso mg, vertical y con dirección hacia abajo
b. La resistencia del aire R , también vertical y con dirección hacia arriba
La resistencia del aire es proporcional al área A de la sección máxima perpendicular al movimiento y alcuadrado de la velocidad v del cuerpo (cuando ésta no es ni muy pequeña ni muy grande), o sea:
R = k A v2
Siendo k una constante que depende de la forma del cuerpo, de las asperezas de la superficie, etc.Aplicando la segunda ley de Newton, tenemos:
m g – k A v2 = m aSiendo el movimiento acelerado al principio (el cuerpo parte del reposo), la velocidad crece hasta tomar el
valor máximo vt , cuando:
m g – k A v2 = 0
O sea:
Ak
g mvt =
La investigación consistirá en comprobar esta última relación, modificando el peso del cuerpo o el área A.
Procedimiento
1. Dejar caer el cono grande una gran altura (mayor a 4 ó 5 m). Muy rápidamente (después de 1 m) el
movimiento es uniforme, a partir de este momento se mide el tiempo de caída y se deduce la velocidad vt.
Deducir también k .
2. Dejar caer el cono pequeño y calcular la velocidad terminal. Demostrar que esta velocidad es igual a la
anterior.
3. Llenar el cono grande con arena o tiza de tal manera que su peso total sea 4 veces el peso anterior.
Calcular su velocidad límite. ¿Qué conclusiones se deducen?
4. Llenar el cono pequeño con la media corona que quedaba. Determinar su velocidad terminal. ¿Qué
conclusiones se deducen?
Física
R = k A v2
v
m g
5/9/2018 Lab Velocidad Terminal - slidepdf.com
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Experimental Velocidad Terminal
ObjetivoEstudiar la resistencia del aire y determinar la velocidad terminal de caída de un cuerpo.
MaterialCronómetro, balanza, regla, conos de papel. Estos últimos se obtienen recortando un medio círculo MN sin
olvidar un pequeño borde OPN que será pegado sobre OM (ver figura 1). Se recortarán un semicírculo de
radio 15 cm y otro igual, en el cual se recortará un semicírculo de radio 7.5 cm, la media corona que queda se
utilizará también.
Figura 1 Figura 2
Marco teóricoUn cuerpo que cae está sometido a dos fuerzas (ver figura 2):
c. Su peso mg, vertical y con dirección hacia abajo
d. La resistencia del aire R , también vertical y con dirección hacia arriba
La resistencia del aire es proporcional al área A de la sección máxima perpendicular al movimiento y al
cuadrado de la velocidad v del cuerpo (cuando ésta no es ni muy pequeña ni muy grande), o sea:
R = k A v2
Siendo k una constante que depende de la forma del cuerpo, de las asperezas de la superficie, etc.
Aplicando la segunda ley de Newton, tenemos:
m g – k A v2 = m aSiendo el movimiento acelerado al principio (el cuerpo parte del reposo), la velocidad crece hasta tomar el
valor máximo vt , cuando:
m g – k A v2 = 0
O sea:
Ak
g mvt =
La investigación consistirá en comprobar esta última relación, modificando el peso del cuerpo o el área A.
Procedimiento
1. Dejar caer el cono grande una gran altura (mayor a 4 ó 5 m). Muy rápidamente (después de 1 m) el
movimiento es uniforme, a partir de este momento se mide el tiempo de caída y se deduce la velocidad vt.Deducir también k .
2. Dejar caer el cono pequeño y calcular la velocidad terminal. Demostrar que esta velocidad es igual a la
anterior.
3. Llenar el cono grande con arena o tiza de tal manera que su peso total sea 4 veces el peso anterior.
Calcular su velocidad límite. ¿Qué conclusiones se deducen?
4. Llenar el cono pequeño con la media corona que quedaba. Determinar su velocidad terminal. ¿Qué
conclusiones se deducen?
R = k A v2
v
m g
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