Universidad Nacional Abierta y a Distancia

Ingeniería en Telemática

Física

Actividad 2.Practica 1. Caída libre

FACILITADOR:

JOSE DE JESUS LLAMAS MEDINA

ALUMNA:

Mónica Godínez López.

Texcoco, Edo de México a 20 de Junio de 2014.

Práctica 1. Caída libre

Introducción El uso de modelos permite simular eventos de manera repetida sin necesidad de tener contacto directo con lo que se pretende analizar.

Con esta práctica aprendí como utilizar la herramienta Tracker y observe cuales son los pasos para descargar, instalar y utilizar el software para utilizarlo como herramienta de evaluación y representación de modelo, esta herramienta considero me será de gran utilidad a lo largo de la materia para diferentes prácticas. Utilice este software para realizar un análisis de caída libre, donde obtuve datos y genere una ecuación.

Modelo teórico El modelo a utilizar será Tracker, el cual permite analizar el movimiento de partículas y calcular sus diferentes variables como, velocidad, aceleración y tiempo. En física, se denomina caída libre al movimiento de un cuerpo bajo la acción exclusiva de un campo gravitatorio. Esta definición formal excluye a todas las caídas reales influenciadas en mayor o menor medida por la resistencia aerodinámica del aire, así como a cualquier otra que tenga lugar en el seno de un fluido; sin embargo es frecuente también referirse coloquialmente a éstas como caídas libres, aunque los efectos de la viscosidad del medio no sean por lo general despreciables. La caída libre, se denomina al movimiento de un cuerpo que esta sujeto únicamente a la fuerza de la gravedad. En la realidad las caídas en la tierra están influenciadas por otras fuerzas como lo son la resistencia del aire y vientos transversales que afectan al cuerpo que cae. Solo en un ambiente controlado donde exista vacío puede estudiarse un cuerpo en caída libre.

1. Describan el procedimiento para instalar tracker. Para descargar el tracker me dirigí a la siguiente página:

http://www.cabrillo.edu/~dbrown/tracker/ Observe que tenia varias opciones dependiendo del sistema operativo con el que cuenta nuestra computadora en mi caso elegí Windows, una vez descargado el instalador instalamos en tracker siguiendo las instrucciones de instalación, también instalamos los programas QuickTime y Java que son requisitos para el buen funcionamiento del tracker.

2. Descarguen el video Balón en caída libre que se encuentra en el aula virtual y describan la forma de abrir el video en Tracker. Para abrir el video en tracker seleccione en la barra superior la opción video, posteriormente importar y seleccione el video Fis_Balon_en_caida_libre como se muestra en la siguiente figura.

Ya que se cargo el video se hiso correr seleccionando en la barra inferior con el símbolo de marcha, seguido se selecciono el rango del corte que nos interesaba para el análisis. Seleccionado el tamaño del video que nos interesa, en la barra superior se selecciono el símbolo de graficas cartesianas, y aparecieron en la pantalla de tracker, dos líneas: una horizontal que representa las coordenadas x, y una vertical que representa las coordenadas y e hice mover el punto de origen con el centro del objeto que me interesa analizar, en este caso el balón.

Una vez realizado este paso se volvió a seleccionar el símbolo de graficas, para que desaparecieran las líneas de la pantalla principal.

Para realizar la calibración se realizo lo siguiente:Se selecciono la vara de calibración (el símbolo de dos puntos y un escalar) tomando como referencia una medida que aparece en la puerta que se observa en la siguiente imagen.

Para marcar y obtener los datos se utilizo la herramienta de trayectoria automática que nos proporciona el tracker para conocer los diferente puntos de la trayectoria del balón, seleccionando control+ shift se selecciono el área de pixeles que nos interesaba para que el tracker pudiera diferenciar del resto de la imagen en este caso seria el balón, una vez seleccionada el área se le da la orden para que el tracker busque automáticamente los puntos de movimiento del balón.

En la parte superior derecha aparecerá una grafica con respecto a x y al tiempo, seleccionamos x y automáticamente aparecerá una lista con los distintos resultados.

¿Cómo se obtiene el tiempo de caída?El tiempo de caída se obtiene en la tabla de datos que se origino al seguir el balón. Se obtuvo un tiempo final de 0.601 segundos.

¿Cómo graficar la posición contra el tiempo utilizando una hoja de calculo?Para graficar la posición del balón contra el tiempo seleccionamos lo datos y escogemos la opción copiar datos y los trasladamos a la hoja de Excel.

balont x y

0,00 0,08 0,200,03 0,09 0,080,07 0,16 -0,850,10 0,24 -2,890,13 0,28 -5,890,17 0,25 -9,870,20 0,27 -14,890,23 0,24 -20,920,27 0,25 -28,950,30 0,28 -36,990,33 0,24 -46,030,37 0,23 -56,080,40 0,23 -68,150,43 0,21 -80,210,47 0,27 -93,280,50 0,28 -108,360,53 0,34 -123,440,57 0,45 -140,530,60 0,61 -157,62

¿Cómo se obtiene la ecuación de la grafica anterior?

Para obtener la ecuación damos doble clic en la grafica, y aparecerá otra grafica, seleccionamos ajustes, de inmediato aparecerá en la parte inferior opciones que se asemejen a nuestra grafica, seleccionamos parábola, y obtendremos la ecuación con su respectivos parámetros. 𝑦=𝑎𝑡^2 + bt + c

Parámetro Valora -460.368b -17.687c 0.271

De acuerdo con esto nuestra grafica es confiable.

¿Cómo obtener la grafica de la velocidad contra el tiempo para encontrar la aceleración?

Para encontrar la grafica de la velocidad con respecto al tiempo en Tracker, presione las variables que se encuentran de manera horizontal y vertical en la grafica, se desplegara diferentes opciones, y seleccionamos la velocidad y el tiempo. La ecuación de la velocidad con respecto al tiempo es una recta.

V= at + b a = 934.284 b = -17.495

Se puede observar en los datos obtenidos que la aceleración varia, cuando tendría que ser siempre la misma, esto le resta algo de confiabilidad.

balont v a

0,000,03 15,870,07 44,58 881,810,43 376,55 903,040,37 331,44 1033,090,40 361,56 773,470,23 210,69 1032,790,33 286,13 1163,140,10 75,55 905,890,17 134,82 908,360,27 240,85 774,940,47 421,83 1032,490,20 165,49 1169,930,30 255,97 646,710,50 451,93 1032,330,13 104,67 890,970,53 482,05 774,850,57 512,210,60

misma, esto le resta algo de confiabilidad.

Conclusiones El uso de esta herramienta Tracker es de gran utilidad como facilitador en la elaboración de modelos, este programa te amplia los conocimientos sobre el tema de una manera más eficiente y práctica. Fácilmente se puede representar modelos y hacer cálculo del tiempo, velocidad y aceleración del mismo. Con unos pocos pasos podemos seleccionar en la barra superior la opción trayectorias, elegir la opción nuevo, masa puntual, aparecerá una barra con un nuevo modelo, le damos doble clic, le damos nombre, color del seguidor de partículas, seleccionamos definir, y aparecerá un cuadro en donde podemos insertar los datos de parámetro y funciones de datos, esta información que se nos pide ya le tenemos del análisis de la trayectoria del balón, añadimos los datos correspondientes para la elaboración del seguidor de trayectoria.

BibliografíaManual de Tracker PDF. http://www.cabrillo.edu/~dbrown/tracker/tracker_help_es.pdfIntroduccion a la física PDF -