Calcula altura por medio de la caída libre

Un reporte en el que expongas tu hipótesis al problema de medir un edificio sin necesidad de utilizar un instrumento de medición lineal, describas el experimento que realizaste y muestres los resultados obtenidos.

¿Qué hacer?

1. Antes de iniciar, lee con detenimiento el procedimiento para realizar el experimento y los materiales que vas a utilizar:

a. Procedimiento. Busca un edificio alto, de preferencia una azotea, que tenga una barda de resguardo para tu seguridad, pero que te permita mirar hacia abajo y desde la que puedas lanzar objetos y luego recuperarlos (como un patio).

b. Materiales. Para este experimento necesitaras los siguientes materiales o alguno parecido para sustituirlo:

– 1 Bola de tenis

– 1 Bola de espuma

– 1 Balón de volibol

– 1 Balón de futbol

– 1 Cronómetro (puede ser reloj, celular, etc.)

2. Realiza el siguiente experimento, de manera segura y no utilices materiales que puedan dañar a personas o instalaciones.

En la caída libre, el cuerpo se deja caer libremente desde el reposo sin ser arrojado en ninguna dirección, por lo que se considera una velocidad inicial igual a 0.

Debes saber, también, que los instrumentos de medición que vas a usar tienen errores de medición, es decir, no son muy exactos.

b. Al instante de soltar cada bola (balón o pelota), inicia el cronómetro (si es necesario pide apoyo), al ver que el objeto golpea el piso o al escuchar el impacto, detén el cronómetro.

c. Realiza este paso al menos 3 veces con cada uno y anota cada tiempo en una libreta. Anota en una tabla los resultados que tuviste. Ahora, calcula el promedio de las mediciones de tiempo y realiza los cálculos para encontrar la altura con el valor promedio del tiempo.

http://148.247.220.200/pluginfile.php/10676/mod_assign/intro/torre.svg

d. Si utilizas otro elemento, descríbelo en el reporte. ¡Te deseamos éxito en el experimento!

Nota: Tienes la responsabilidad de cuidar a las personas y a la estructura al momento de experimentar; la responsabilidad y la seguridad son valores que debemos demostrar en todo momento.

3. Elabora un reporte que contenga los siguientes elementos:

a. Establece tu hipótesis de la altura en función del tiempo que tarda en caer cada objeto.

b. Describe el experimento que realizaste.

c. Expresa tus resultados:

– Utiliza tus fórmulas de caída libre y resuelve ¿cuál es la altura del edificio o estructura?

– Expresa la altura en SI y en Sistema inglés.

– Elabora un diagrama representando el vector (magnitud y dirección).

– Adjunta algunas fotografías que evidencien el experimento.

d. Contrasta los resultados con tu hipótesis.

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1 Respuesta

5.848.375 pts. Me voy x tiempo. Necesito hacer otras cosas, descansar...
$$\begin{align}& \end{align}$$

¡Hola Daniela!

Me ha llegado un ejemplo hecho por un profesor vuestro, en el me apoyo para hacer las mediciones.

Entonces lo que tienes que hacer tú en la hoja que te voy a dar es modificar la celda E7, pones un valor decimal entre 0.5 y 5 por ejemplo, eso te va a dar unos datos personalizados para ti que serán los tiempos que vas a poner, y la altura en metros y en el sistema anglosajón(pies y pulgadas).

Es importante que hagáis ya que si no todos presentaréis lo mismo. Entonces esto de abajo es el ejemplo de como se hace para unos datos, pero vosotros lo tendréis que hacer con los que os salgan, no es muy difícil y tenéis la respuesta para saber si lo habéis hecho bien,

·

ESTA es la dirección donde descargar la hoja Excel: Hoja de Excel calcular altura

Suponiendo que pusiste 1,5 te ha dado estos datos con los promedios ya calculados por la propia hoja y redondeados a dos decimales como mucho.

El tiempo promedio fue 3.34 segundos, para calcular la altura tenemos en cuenta la fórmula del espacio recorrido en un movimiento uniformemente acelerado, entonces tú escribirías:

$$\begin{align}&h=\frac 12 gt^2+v_0t+s_0\\&\\&s_0 = 0\;\text{ consideramos que no hay espacio recorrido antes de soltarla}\\&v_0 = 0\;\text{ la soltamos si}\text{n darle ninguna velocidad}\\&g =9.81m/s^2\\&t = 3.33 s\\&\\&\text{segundo y tercer término son nulos}\\&\\&h=\frac 12·9.81m/s^2·(3.33s)^2=\\&\\&\frac 12·9.81m/s^2·11.0889s^2 =\\&\\&\frac 12·9.81·11.0889 \,m=54.3910545m\\&\\&\text{Y redondeamos a cm por ejemplo}\\&\\&h= 54.39m\\&\\&\text{Para pasar al sistema inglés son pies y pulgadas}\\&\text {Las equivalencias son:}\\&1 m= 3.28084\;pies\\&1 pie = 0.3048m\\&1m=39.3701\;pulgadas\\&\\&Entonces\\&54.39m=54.39·3.28084\;pies = 178.4448876 pies\\&\text{si tomamos solo el número entero de pies 178 son}\\&178·0.3048m =54.2544m\\&\text{y los metros que quedarían si}\text{n medir son}\\&54.39m-54.2544m= 0.1356m\\&\text{que en pulgadas son}\\&0.1356·39.3701pulgadas=5.33858556pulgadas\\&\text{redondeando } 5.34 pulgadas\\&\\&\text{Luego en sistema inglés es:}\\&\\&h= 178\text{ pies y }5.34\text{ pulgadas}\\&\end{align}$$

Y lo del vector lo haré cuando me expliquen lo que quieren decir.  ¡Como si hubiera un único vector en el mundo!

Y eso es todo, de momento.  Sa lu dos.

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Aquí tenéis un ejemplo de como se calcula a mano, sirve de ejemplo (vuelvo a insistir para que no lo copiéis) de cómo a partir de los datos que te dé la hoja o los que tú realmente hayas medido, se puede calcular la altura en los dos sistemas: Resolución a mano

Espero que os pueda llegar, porque como la página va tan mal a veces.

Sa lu dos.

Con respecto a lo del vector, podéis hacer lo que dice en este vídeo:

Video del ejercicio

Que no se le ve con mucha idea de lo que quiere.

O podéis hacer lo que sería una respuesta profesional.

Hay tres vectores.

El vector aceleración que es constante y por eso solo le he pintado una vez de granate. Es el vector

$$\begin{align}&\vec a=(0,-9.81\, m/s^2)\\&\\&\text{o en notación física}\\&\\&\vec a=-9.81 \vec j\, m/s^2\\&\\&\text{El vector espacio recorrido es variable con el tiempo}\\&\text{su valor es}\\&\\&\vec{s(t)}=\left(0,-\frac 12·9.81 t^2\,m\right)\\&\\&\text{o en notación física}\\&\\&\vec{s(t)}=-\frac 12·9.81 t^2 \vec j\,m)\\&\\&\text{El vector velocidad es variable con el tiempo y vale}\\&\\&\vec{v(t)}=(0,-9.81t\;m/s)\\&\text{ o también}\\&\vec{v(t)}=-9.81\vec j\;m/s\end{align}$$

Todos ellos son verticales y van dirigidos hacia abajo, por eso tienen signo negativo.  Y una forma de visualizarlos es esta:

Y por si queréis cambiar algo aquí esté el fichero Geogebra: Gráfica vectores de caída

Otra vez que pongan un enunciado más concreto, si solo querían pintar un edificio y una o dos flechas que lo hubieran expresado bien.

Saludos.

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