informe 2da ley de newton
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INFORME PRCTICA NUMERO 5
SEGUNDA LEY DE NEWTON
PAULA NATALIA ALVAREZ MUOZ
DANIEL ALZATE RAMIREZ
DANIEL ARCINIEGAS HARTMAN
UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA
FACULTAD DE INGENIERIA
INGENIERIA DE PETROLEOS
NEIVA - HUILA
2015
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2INFORME PRCTICA NUMERO 5
SEGUNDA LEY DE NEWTON
PAULA NATALIA ALVAREZ MUOZ
DANIEL ALZATE RAMIREZ
DANIEL ARCINIEGAS HARTMAN
PRESENTADO A:
MARITZA VIVAS NARVAEZ
DOCENTE DE AREA
UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANA
FACULTAD DE INGENIERA
INGENIERA DE PETRLEOS
NEIVA HUILA
2015
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3TABLA DE CONTENIDO
1. OBJETIVOS...................................................................................................... 42. INTRODUCCION.............................................................................................. 53. ORIENTACION TEORICA ................................................................................ 6
3.1. ISSAC NEWTON........................................................................................ 63.2. UNIDADADES DE FUERZA Y MASA. ....................................................... 73.3. LEYES DE NEWTON................................................................................. 8
3.3.1. PRIMERA LEY DE NEWTON O LEY DE LA INERCIA ....................... 83.3.2. SEGUNDA LEY DE NEWTON O LEY DE FUERZA.......................... 10
3.3.3 TERCERA LEY DE NEWTON O PRINCIPIO DE ACCIN Y REACCIN12
4. MATERIALES. ................................................................................................ 145. PROCEDIMIENTO ......................................................................................... 15
5.1. RELACIN FUERZA, ACELERACIN, MASA DEL SISTEMACONSTANTE..................................................................................................... 16
5.1.1. CALCULOS Y DISCUCIONES FUERZA Y ACELERACIN. MASACONSTANTE.................................................................................................. 17
5.2. RELACIN ENTRE LA MASA DEL MVIL Y LA ACELERACINADQUIRIDA, FUERZA MOTRIZ CONTANTE. .................................................. 22
5.2.1. CALCULOS Y DISCUCIONES MASA Y ACELERACION, FUERZACONSTANTE.................................................................................................. 22
6. CONCLUSIONES ........................................................................................... 307. BIBLIOGRAFIA............................................................................................... 31
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41. OBJETIVOS
Determinar las caractersticas de la Segunda Ley de Newton.
Analizar el movimiento de un cuerpo que se desplaza a lo largo de la direccin
X con una aceleracin dada a travs de la tensin en una cuerda sobre un carril
de aire.
Estudiar experimentalmente la Segunda Ley de Newton, calculando la fuerza a
partir de la aceleracin que se produce sobre el sistema y comparndola con la
fuerza neta
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52. INTRODUCCION
La segunda ley de Newton establece que la fuerza experimentada por un cuerpo es
proporcional al producto de la masa y la aceleracin. En esta teora, la masa del
cuerpo es constante, y tambin notamos que para acelerar el movimiento es
indispensable proporcionar mayor fuerza. En este experimento analizaremos que
los cuerpos con diferentes masas pueden experimentar diferentes aceleraciones.
Una buena explicacin para misma es que establece que siempre que un cuerpo
ejerce una fuerza sobre un segundo cuerpo, el segundo cuerpo ejerce una fuerza
sobre el primero cuya magnitud es igual, pero en direccin contraria a la primera.
Tambin podemos decir que la segunda ley de Newton responde la pregunta de lo
que le sucede a un objeto que tiene una fuerza resultante diferente de cero actuando
sobre l. El objetivo central de sta prctica es encontrar la relacin que existe entre
la aceleracin y la masa de un cuerpo por medio de un sistema de flotacin lineal,
un impulsor de aire, cronmetro digital y juegos de pesas.
Durante esta prctica se pretende poner en prctica la segunda Ley de Newton,
sabiendo ya lo terico y nicamente aplicndolo en una forma fsica.
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63. ORIENTACION TEORICA
3.1. ISSAC NEWTON
Las Leyes de Newton, tambin conocidas como Leyes del movimiento de Newton,
son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas
planteados por la dinmica, en particular aquellos relativos al movimiento de los
cuerpos. Revolucionaron los conceptos bsicos de la fsica y el movimiento de los
cuerpos en el universo, en tanto que
Constituyen los cimientos no slo de la dinmica clsica sino tambin de la fsica
clsica en general. Aunque incluyen ciertas definiciones y en cierto sentido pueden
verse como axiomas, Newton afirm que estaban basadas en observaciones y
experimentos cuantitativos; ciertamente no pueden derivarse a partir de otras
relaciones ms bsicas. La demostracin de su validez radica en sus predicciones
La validez de esas predicciones fue verificada en todos y cada uno de los casos
durante ms de dos siglos.
En concreto, la relevancia de estas leyes radica en dos aspectos:
Por un lado, constituyen, junto con la transformacin de Galileo, la base de
la mecnica clsica;
Por otro, al combinar estas leyes con la Ley de la gravitacin universal, se
pueden deducir y explicar las Leyes de Kepler sobre el movimiento
planetario.
S, las Leyes de Newton permiten explicar tanto el movimiento de los astros, como
los movimientos de los proyectiles artificiales creados por el ser humano, as como
toda la mecnica de funcionamiento de las mquinas.
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7Su formulacin matemtica fue publicada por Isaac Newton en 1687 en su
obra Philosophiae Naturalis Principia Matemtica.
dinmica clsica, slo se cumple en los sistemas de referencia inerciales; es decir,
slo es aplicable a cuerpos cuya velocidad dista considerablemente de la velocidad
de la luz (que no se acerquen a los 300,000 km/s); la razn estriba en que cuanto
ms cerca est un cuerpo de alcanzar esa velocidad (lo que ocurrira en los sistemas
de referencia no-inerciales), ms posibilidades hay de que incidan sobre el mismo
una serie de fenmenos denominados efectos relativistas o fuerzas ficticias, que
aaden trminos suplementarios capaces de explicar el movimiento de un sistema
cerrado de partculas clsicas que interactan entre s. El estudio de estos efectos
(aumento de la masa y contraccin de la longitud, fundamentalmente) corresponde
a la teora de la relatividad especial, enunciada por Albert Einstein en 1905.
3.2. UNIDADADES DE FUERZA Y MASA.
Una unidad de fuerza muy utilizada es el kilogramo fuerza (Kgf). Pero ste no es la
unidad de fuerza ms conveniente cuando se trata de emplear la segunda ley de
Newton.
Las unidades de medida de las diversas cantidades empleadas hasta hace algunos
aos, variaban mucho de un pas a otro, dificultando as la comunicacin y el
intercambio cientfico y tecnolgico entre las naciones. En su intento por obtener la
unificacin en el empleo de las unidades, cientficos y tcnicos de todo el mundo se
reunieron en congresos, en los cuales se estructur un nuevo sistema llamado
Sistema Internacional de Unidades (SI) cuyas unidades se pueden establecer con
base nicamente en tres unidades fundamentales:
o unidad de longitud: metro (m)
o unidad de masa: Kilogramo (Kg)
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8o unidad de tiempo: segundo (s)
Debido a esta eleccin, el sistema de unidades se llam MKS (metro, kilogramo,
segundo). Para obtener la unidad de fuerza, utilizaremos la segunda ley de Newton:
F = m.a, es decir, unidad de fuerza es el producto entre la unidad de masa y deaceleracin. Esta unidad de fuerza utilizada es el Newton (N):
N = 1 Kg. m / s2 o sea, 1 N es la fuerza que al actuar sobre una masa de 1 Kg,le imprime una aceleracin de 1 m/s2
3.3. LEYES DE NEWTON
3.3.1. PRIMERA LEY DE NEWTON O LEY DE LA INERCIA
La primera ley del movimiento rebate la idea aristotlica de que un cuerpo solo
puede mantenerse en movimiento si se le aplica una fuerza. Newton expone que:
Corpus omne perseverare in statu suo
quiescendi vel movendi uniformiter in
directum, nisi quatenus illud a viribus
impressis cogitur statum suum mutare4
Todo cuerpo persevera en su estado de
reposo o movimiento uniforme y
rectilneo a no ser que sea obligado a
cambiar su estado por fuerzas impresas
sobre l.
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9Esta ley postula, por tanto, que un cuerpo no puede cambiar por s solo su estado
inicial, ya sea en reposo o en movimiento rectilneo uniforme, a menos que se
aplique una fuerza o una serie de fuerzas cuyo resultante no sea nulo sobre l.
Newton toma en cuenta, as, el que los cuerpos en movimiento estn sometidos
constantemente a fuerzas de roce o friccin, que los frena de forma progresiva, algo
novedoso respecto de concepciones anteriores que entendan que el movimiento o
la detencin de un cuerpo se deba exclusivamente a si se ejerca sobre ellos una
fuerza, pero nunca entendiendo como est a la friccin.
En consecuencia, un cuerpo con movimiento rectilneo uniforme implica que no
existe ninguna fuerza externa neta o, dicho de otra forma; un objeto en movimiento
no se detiene de forma natural si no se aplica una fuerza sobre l. En el caso de los
cuerpos en reposo, se entiende que su velocidad es cero, por lo que si esta cambia
es porque sobre ese cuerpo se ha ejercido una fuerza neta.
La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de
referencia conocidos como Sistemas de referencia inerciales, que son aquellos
sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no
acta ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.
En realidad, es imposible encontrar un sistema de referencia inercial, ya que
siempre hay algn tipo de fuerzas actuando sobre los cuerpos, no obstante siempre
es posible encontrar un sistema de referencia en el que el problema que estemos
estudiando se pueda tratar como si estuvisemos en un sistema inercial. En muchos
casos, por ejemplo, suponer a un observador fijo en la Tierra es una buena
aproximacin de sistema inercial. Lo anterior porque a pesar que la Tierra cuenta
con una aceleracin traslacional y rotacional estas son del orden de 0.01 m/s^2 y
en consecuencia podemos considerar que un sistema de referencia de un
observador dentro de la superficie terrestre es un sistema de referencia inercial.
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3.3.2. SEGUNDA LEY DE NEWTON O LEY DE FUERZA
La segunda ley del movimiento de Newton dice:
Mutationem motus proportionalem
esse vi motrici impress, & fieri
secundum lineam rectam qua vis illa
imprimitur.
El cambio de movimiento es proporcional a
la fuerza motriz impresa y ocurre segn la
lnea recta a lo largo de la cual aquella
fuerza se imprime.
Esta ley explica qu ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene
por qu ser constante) acta una fuerza neta: la fuerza modificar el estado de
movimiento, cambiando la velocidad en mdulo o direccin. En concreto, los
cambios experimentados en el momento lineal de un cuerpo son proporcionales a
la fuerza motriz y se desarrollan en la direccin de esta; las fuerzas son causas que
producen aceleraciones en los cuerpos. Consecuentemente, hay relacin entre
la causa y el efecto, la fuerza y la aceleracin estn relacionadas. Dicho
sintticamente, la fuerza se define simplemente en funcin del momento que se
aplica a un objeto, con lo que dos fuerzas sern iguales si causan la misma tasa de
cambio en el momento del objeto.
En la mayora de las ocasiones hay ms de una fuerza actuando sobre un objeto,
en este caso es necesario determinar una sola fuerza equivalente ya que de sta
depende la aceleracin resultante. Dicha fuerza equivalente se determina al sumar
todas las fuerzas que actan sobre el objeto y se le da el nombre de fuerza neta.7
En trminos matemticos esta ley se expresa mediante la relacin:
Donde:
Es el momento lineal
La fuerza total o fuerza resultante.
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Suponiendo que la masa es constante y que la velocidad es muy inferior a
la velocidad de la luz la ecuacin anterior se puede reescribir de la siguiente
manera:
Sabemos que es el momento lineal, que se puede escribir m.V donde m esla masa del cuerpo y V su velocidad.
Consideramos a la masa constante y podemos escribir aplicando
estas modificaciones a la ecuacin anterior:
La fuerza es el producto de la masa por la aceleracin, que es la ecuacin
fundamental de la dinmica, donde la constante de proporcionalidad, distinta
para cada cuerpo, es su masa de inercia. Veamos lo siguiente, si
despejamos m de la ecuacin anterior obtenemos que m es la relacin que
existe entre y . Es decir la relacin que hay entre la fuerza aplicada al
cuerpo y la aceleracin obtenida. Cuando un cuerpo tiene una gran
resistencia a cambiar su aceleracin (una gran masa) se dice que tiene
mucha inercia. Es por esta razn por la que la masa se define como una
medida de la inercia del cuerpo.
Por tanto, si la fuerza resultante que acta sobre una partcula no es cero,
esta partcula tendr una aceleracin proporcional a la magnitud de la
resultante y en direccin de sta. La expresin anterior as establecida es
vlida tanto para la mecnica clsica como para la mecnica relativista, a
pesar de que la definicin de momento lineal es diferente en las dos teoras:
mientras que la dinmica clsica afirma que la masa de un cuerpo es siempre
la misma, con independencia de la velocidad con la que se mueve, la
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mecnica relativista establece que la masa de un cuerpo aumenta al crecer
la velocidad con la que se mueve dicho cuerpo.
De la ecuacin fundamental se deriva tambin la definicin de la unidad de
fuerza o newton (N). Si la masa y la aceleracin valen 1, la fuerza tambin
valdr 1; as, pues, el newton es la fuerza que aplicada a una masa de un
kilogramo le produce una aceleracin de 1 m/s. Se entiende que la
aceleracin y la fuerza han de tener la misma direccin y sentido.
La importancia de esa ecuacin estriba sobre todo en que resuelve el
problema de la dinmica de determinar la clase de fuerza que se necesita
para producir los diferentes tipos de movimiento: rectilneo
uniforme (m.r.u), circular uniforme (m.c.u) y uniformemente
acelerado (m.r.u.a).
Si sobre el cuerpo actan muchas fuerzas, habra que determinar primero el
vector suma de todas esas fuerzas. Por ltimo, si se tratase de un objeto que
cayese hacia la tierra con una resistencia del aire igual a cero, la fuerza sera
su peso, que provocara una aceleracin descendente igual a la de
la gravedad.
3.3.3 TERCERA LEY DE NEWTON O PRINCIPIO DE ACCINY REACCIN
Actioni contrariam Semper &
qualem esse reactionem: sive
corporum duorum actiones in se
mutuo semper esse quales & in
partes contrarias dirigi.
Con toda accin ocurre siempre una
reaccin igual y contraria: quiere
decir que las acciones mutuas de
dos cuerpos siempre son iguales y
dirigidas en sentido opuesto.
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La tercera ley de Newton es completamente original (pues las dos primeras
ya haban sido propuestas de otras maneras por Galileo, Hooke y Huygens)
y hace de las leyes de la mecnica un conjunto lgico y completo. Expone
que por cada fuerza que acta sobre un cuerpo (empuje), este realiza una
fuerza de igual intensidad, pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la
produjo. Dicho de otra forma, las fuerzas, situadas sobre la misma recta,
siempre se presentan en pares de igual magnitud y de direccin, pero con
sentido opuesto.
Este principio presupone que la interaccin entre dos partculas se propaga
instantneamente en el espacio (lo cual requerira velocidad infinita), y en su
formulacin original no es vlido para fuerzas electromagnticas puesto que
estas no se propagan por el espacio de modo instantneo sino que lo hacen
a velocidad finita "c".
Es importante observar que este principio relaciona dos fuerzas que no estn
aplicadas al mismo cuerpo, produciendo en ellos aceleraciones diferentes,
segn sean sus masas. Por lo dems, cada una de esas fuerzas obedece
por separado a la segunda ley. Junto con las anteriores leyes, sta permite
enunciar los principios de conservacin del momento lineal y del momento
angular.
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4. MATERIALES.
Riel de aire Fuente de aire
Carro deslizador Sensor Cassy Lab
Barreras de luz
Sedal de pesca Cables de 6 polos
Rueda de radios
Software CASSY Lab
PC con: Windows, Excel.
Unidad de timmer
Masas de Newton
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5. PROCEDIMIENTO
El sistema consiste en un carro planeador, el cual se mueve sobre un carril de aire,
mediante la tensin en una cuerda unida en su extremo a una masa atravesando
una polea (ver figura 1). Las variables a medir en dicho sistema son la posicin, la
velocidad, la aceleracin y la fuerza. . Relacin fuerza, aceleracin, masa del
sistema constante.
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5.1. RELACIN FUERZA, ACELERACIN, MASA DEL SISTEMACONSTANTE.
Para conseguir la primera fuerza motriz seleccione una masa impulsora de 10gramos y colquela , en hilo que pasa por la polea. Con ello la masa total delsistema en movimiento es igual a la masa del carro dinmico ms las 8 unidadesde masa cada una de 1 gramo , en esta prueba 6 unidades de masa van enel carrito.
Obtenga el valor de la masa del carro y de las 8 unidades de masa con ayudade la balanza..
En la segunda prueba pase una unidad de masa del carrito y agrguela alas masas colgantes, de esta forma se aumenta la fuerza motriz manteniendoconstante la masa del sistema. Repita el procedimiento anterior 6 veces msaumentando la fuerza motriz.
Con ayuda de Cassylab obtenga la aceleracin para cada prueba.
Cargar ajustes: Este atento a la explicacin del profesor.
Sujete el carro con el imn de retencin. Defina el punto cero del recorrido ( 0 en Ajustes sA1). Inicie la medicin con (el carro arranca). La medicin se detiene automticamente despus de un nmero prefijado
de flancos. Si es necesario repita la medicin para ello sujete nuevamente el carro con
el imn de retencin, defina otra vez el punto cero e inicie la medicin. Tome el registro de la fuerza motriz y de la aceleracin de cada prueba.
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5.1.1. CALCULOS Y DISCUCIONES FUERZA Y ACELERACIN.MASA CONSTANTE
FUERZA EN FUNCION DE LA ACELERACION
TABLA DE DATOS
Aceleracin a (m/s^2) Fuerza F (N)0 -0,027
0,8704 0,1961,1514 0,2941,5357 0,3921,9309 0,49
2,297 0,588
GRAFICO FUERZA EN FUNCION DE LA ACELERACION
Ecuacin de la rectaF(a)=(0,269kg)a-0,0269N
y = 0,269x - 0,0269-0,1
00,10,20,30,40,50,60,7
0 0,5 1 1,5 2 2,5
Fuerza
F en N
ewton
Aceleracin a en m/s^2
Fuerza en funcin de la Aceleracin
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TABLA FUERZA Y ACELERACION
ACELERACIN A ENM/S2
FUERZA F ENNEWTON F/A N/(M/S2)
0,8704 0,196 0,22521,1514 0,294 0,2551,5357 0,392 0,2551,9309 0,49 0,253
2,297 0,588 0,255
DATOS OBTENIDOS POR LAS SIGUIENTES MEDICIONES Y TABLAS
FUERZA 0.196 NTIEMPO VELOCIDAD ACELERACION POSICION
0 0 0 0,0240,1 0,259 0,8704 0,0460,2 0,345 0,8704 0,0760,3 0,425 0,8704 0,1150,4 0,505 0,8704 0,1610,5 0,58 0,8704 0,2160,6 0,655 0,8704 0,2770,7 0,735 0,8704 0,3470,8 0,815 0,8704 0,4240,9 0,895 0,8704 0,51
1 0,97 0,8704 0,603
FUERZA 0.294 NTIEMPO VELOCIDAD ACELERACION POSICION
0 0,0970,1 0,584 1,1514 0,1450,2 0,695 1,1514 0,2090,3 0,815 1,1514 0,2840,4 0,93 1,1514 0,3720,5 1,04 1,1514 0,470,6 1,16 1,1514 0,58
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FUERZA 0.392 NTIEMPO VELOCIDAD ACELERACION POSICIN
0 0,0380,1 0,503 1,5357 0,080,2 0,655 1,5357 0,1390,3 0,805 1,5357 0,2110,4 0,965 1,5357 0,30,5 1,115 1,5357 0,4040,6 1,27 1,5357 0,523
FUERZA 0.490 NTIEMPO VELOCIDAD ACELERACIN POSICIN
0 0,0350,05 0,46 1,9309 0,056
0,1 0,557 1,9309 0,0810,15 0,675 1,9309 0,113
0,2 0,758 1,9309 0,1480,25 0,844 1,9309 0,189
0,3 0,946 1,9309 0,2320,35 1,054 1,9309 0,283
0,4 1,137 1,9309 0,3360,45 1,235 1,9309 0,397
0,5 1,336 1,9309 0,459
FUERZA 0.588 NTIEMPO VELOCIDAD ACELERACION POSICIN
0 0,0710,05 0,7 2,297 0,102
0,1 0,82 2,297 0,1410,15 0,92 2,297 0,184
0,2 1,04 2,297 0,2330,25 1,16 2,297 0,288
0,3 1,27 2,297 0,3490,35 1,39 2,297 0,415
0,4 1,5 2,297 0,4880,45 1,61 2,297 0,565
0,5 1,74 2,297 0,649
-
20
00,10,20,30,40,50,60,7
0 0,5 1 1,5
X vs T
y = 0,8079x + 0,0658
00,10,20,30,40,50,60,7
0 0,2 0,4 0,6 0,8
X vs T
00,10,20,30,40,50,6
0 0,2 0,4 0,6 0,8
X vs T
5.1.1.1. GRAFICAS FUERZA 0.196 N.
FUERZA 0.294 N.
FUERZA 0.392 N.
y = 0,8704x + 0,127
00,20,40,60,81
1,2
0 0,5 1 1,5
V vs T
y = 1,1514x + 0,4677
00,20,40,60,81
1,21,4
0 0,2 0,4 0,6 0,8
V vs T
y = 1,5357x + 0,348
00,20,40,60,81
1,21,4
0 0,2 0,4 0,6 0,8
V vs T
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21
00,10,20,30,40,5
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
X vs T
00,10,20,30,40,50,60,7
0 0,2 0,4 0,6
X vs T
FUERZA 0.490 N.
FUERZA 0.588 N
ANLISIS DE RESULTADOS:
Cul es significado de la pendiente de la grfica fuerza vsAceleracin?
R/ En el experimento con un carro de masa m que no vara su fuerza no esconstante porque la masa de un cuerpo es el cociente entre la fuerza que acta
en ste y la aceleracin que produce en l.
y = 1,9309x + 0,3692
00,20,40,60,81
1,21,41,6
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
V vs T
y = 2,297x + 0,5833
0
0,5
1
1,5
2
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
V vs T
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22
Concluimos que mientras la fuerza est actuando la velocidad del cuerpo varia
en forma constante (igual a la masa), esto es, el cuerpo se mueve con
aceleracin constante.
La aceleracin es directamente proporcional a la fuerza, ya que a mayor
aceleracin la fuerza aumenta, y as mismo si la fuerza disminuye la aceleracin
es menor, siempre y cuando la masa no vare
qu relacin encontr entre la fuerza y la aceleracin?
R/ La fuerza es igual a la masa por la aceleracin, por lo tanto la relacin queguardan es directamente proporcional
5.2. RELACIN ENTRE LA MASA DEL MVIL Y LAACELERACIN ADQUIRIDA, FUERZA MOTRIZ CONTANTE.
Coloque una fuerza motriz aproximadamente de 20 gr f. La masa del sistema
para el primer ensayo es la masa del carro dinmico ms la masa del cuerpo
colgante, realice la prueba y con ayuda de Cassylab, obtenga la primera
aceleracin. Repita el procedimiento anterior 7 veces ms, agregando
sucesivamente en cada prueba 20 gramos de masa al carrito dinmico.
5.2.1. CALCULOS Y DISCUCIONES MASA Y ACELERACION,FUERZA CONSTANTE.
TABLA ACELERACION EN FUNCION DE LA MASA
MASA M (KG) ACELERACIN A (M/S^2)0 1,6504
0,26 0,72560,25 0,76090,24 0,79090,23 0,82550,22 0,85740,21 0,9005
0,2 0,9436
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GRAFICA ACELERACION EN FUNCION DE LA MASA
Ecuacin de la rectaa(m)=(-3,5704N)m+1,6504m/s^2
TABLA MASA Y ACELERACION
MASA M EN KG ACELERACIN AEN M/S2 M*A KG*M/S20,26 0,7256 0,1880,25 0,7609 0,1900,24 0,7909 0,1890,23 0,8255 0,1890,22 0,8574 0,1880,21 0,9005 0,1890,2 0,9436 0,188
y = -3,5704x + 1,6504
00,20,40,60,81
1,21,41,61,8
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3
Aceler
acin
a (m/
s^2)
Masa m (Kg)
Aceleracin en funcin de la masa
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DATOS OBTENIDOS DE LAS SIGUIENTES TABLAS.
MASA 0.26 KG
TIEMPO VELOCIDAD ACELERACION0 0,7256
0,05 0,119 0,72560,1 0,15 0,7256
0,15 0,185 0,72560,2 0,232 0,7256
0,25 0,271 0,72560,3 0,3 0,7256
0,35 0,333 0,72560,4 0,37 0,7256
0,45 0,4 0,72560,5 0,45 0,7256
MASA 0.250 KG
TIEMPO VELOCIDAD ACELERCIN0 0,7609
0,1 0,085 0,76090,2 0,165 0,76090,3 0,237 0,76090,4 0,317 0,76090,5 0,393 0,76090,6 0,465 0,76090,7 0,545 0,76090,8 0,62 0,76090,9 0,695 0,7609
1 0,772 0,76091,1 0,847 0,7609
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25
MASA 0.240 KG
tiempo velocidad aceleracin0 0,7909
0,1 0,125 0,79090,2 0,205 0,79090,3 0,28 0,79090,4 0,36 0,79090,5 0,44 0,79090,6 0,515 0,79090,7 0,595 0,79090,8 0,675 0,79090,9 0,755 0,7909
1 0,84 0,79091,1 0,915 0,7909
MASA 0.230 KG
TIEMPO VELOCIDAD ACELERACIN0 0,8255
0,1 0,211 0,82550,2 0,29 0,82550,3 0,375 0,82550,4 0,455 0,82550,5 0,535 0,82550,6 0,62 0,82550,7 0,705 0,82550,8 0,786 0,82550,9 0,866 0,8255
1 0,954 0,82551,1 1,035 0,8255
MASA 0.220
TIEMPO VELOCIDAD ACELERACION0 0,8574
0,1 0,423 0,85740,2 0,507 0,85740,3 0,587 0,85740,4 0,681 0,85740,5 0,768 0,8574
-
26
0,6 0,85 0,85740,7 0,935 0,85740,8 1,021 0,8574
MASA 0.210 KG
TIEMPO VELOCIDAD ACELERACION0 0,9005
0,1 0,257 0,90050,2 0,344 0,90050,3 0,438 0,90050,4 0,527 0,90050,5 0,615 0,90050,6 0,7 0,90050,7 0,79 0,90050,8 0,89 0,90050,9 0,98 0,9005
1 1,065 0,9005
MASA 0.200 KG
TIEMPO VELOCIDAD ACELERACIN0 0,9436
0,1 0,2 0,94360,2 0,3 0,94360,3 0,39 0,94360,4 0,48 0,94360,5 0,58 0,94360,6 0,675 0,94360,7 0,765 0,94360,8 0,86 0,94360,9 0,96 0,9436
1 1,05 0,9436
-
27
5.2.1.1. GRAFICAS MASA 0.260 Kg
MASA 0.250 Kg.
MASA 0.240 Kg.
MASA 0.230 Kg.
y = 0,7256x + 0,0815
00,10,20,30,40,5
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6
V vs T
y = 0,7609x + 0,0108
00,20,40,60,81
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2
V vs T
y = 0,7909x + 0,0441
00,20,40,60,81
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2
V vs T
-
28
y = 0,8255x + 0,1258
0
0,5
1
1,5
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2
V vs T
MASA 0.220 Kg
MASA 0.210 Kg
MASA 0.200 Kg.
y = 0,8574x + 0,3357
00,20,40,60,81
1,2
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
V vs T
y = 0,9005x + 0,1653
0
0,5
1
1,5
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2
V vs T
y = 0,9436x + 0,107
00,51
1,5
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2
V vs T
-
29
ANLISIS DE RESULTADOS:
Cul es significado de la constante en la frmula que encontr?R/ La ecuacin nos da un criterio para elegir el punto de corte en el eje y eneste caso (1, 6504). El hecho de que el valor de la constante es mayor a los
valores que se presentan en la grfica, esto nos comprueba la segunda ley
de newton que nos dice que la aceleracin es inversamente proporcional a
la masa, lo que nos quiere decir a mayor masa menor aceleracin y en el
punto que la masa sea cero la aceleracin es mxima y a medida que la
masa aumente, la aceleracin disminuir (valga la redundancia).
Qu relacin encontr entre la masa y la aceleracin?
R/ mientras mayor sea la masa de un cuerpo, menor ser la aceleracin quealcanzar el cuerpo al aplicarle siempre una misma fuerza. El caso contrario
tambin es cierto: mientras menor sea la masa de un cuerpo, mayor ser la
aceleracin que alcanzar el cuerpo al aplicarle siempre una misma fuerza. Dicho
de otra forma, la aceleracin depender de la masa del cuerpo si aplicamos siempre
una misma fuerza.
Mientras mayor sea la fuerza neta que acta sobre un cuerpo de masa constante,
mayor ser la aceleracin que alcanzar el cuerpo. Dicho de otra manera, al duplicar
la fuerza neta, se duplicar la aceleracin. El enunciado de este comportamiento se
expresa diciendo que la aceleracin de un objeto es directamente proporcional a la
fuerza neta que acta sobre el mismo.
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30
6. CONCLUSIONES
Aprendimos a interpretar materialmente la primera ley de Newton que afirma
que en ausencia de una fuerza neta cualquiera, sobre un cuerpo, este cuerpo
permanecer en reposo, o si est en movimiento este continuara movindose
con velocidad constante, conservando su magnitud y direccin original. Pero
si aplicamos una fuerza sobre este cuerpo, su velocidad debe cambiar y por
lo tanto se producira una aceleracin.
Aprendimos a interpretar el concepto de Newton, en cuanto se refera a
fuerza donde este fsico se refera a fuerza como todo lo que ocasiona un
movimiento.
Concluimos que mediante la segunda ley de Newton, podemos determinar el
comportamiento de un cuerpo, debido a que esta ley enuncia que la
aceleracin de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza que se
aplica sobre el cuerpo e inversamente proporcional a su masa.
Del experimento con el carrito observamos, y pudimos constatar por medio
de mediciones hechas por medio del programa CASSY LAB, que la
aceleracin que experimento el carrito es directamente proporcional a la
fuerza aplicada por las pesas sujetas al carro, es decir la pesas que
aumentaban la masa del carro.
Concluimos que la aceleracin depende directamente tambin de la masa
del carro, si aumentamos la masa del carro la aceleracin de este disminua,
la nica forma de aumentar la aceleracin es aumentando la fuerza, es decir
aumentando la masa de las pesas que impriman fuerzas sobre el carro.
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31
7. BIBLIOGRAFIA
Gua laboratorio de fsica mecnica Usco
http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Leyes_de_Newton.html
http://es.wikipedia.org/wiki/Leyes_de_Newton
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