5/9/2018 Lab Velocidad Terminal - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/lab-velocidad-terminal 1/3

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

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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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