Republica de panamUniversidad Tecnolgica de PanamSede-AzueroFacultad elctricaIngeniera electrnica y telecomunicaciones

Tema: segunda ley de newtonParte AMateria: fsica-Laboratorio

Profesor: Dimas A. Cedeo B.

Grupo: 7IT111

Estudiantes: Darinel Barrios cd: 7-710-1269Luis Gutirrez cd: 7-709-1872Hector corro cd: 6-719-1360Diego Sanchez:cd:6-719-1128

Fecha de entrega: 30 de septiembre del 2014.

Objetivos Estudiar la relacin que existe entre la aceleracin y la masa de un cuerpo, manteniendo constante la fuerza resultante que acta sobre l. Estudiar la relacin existente entre la aceleracin y la fuerza resultante, manteniendo constante la masa de un cuerpo Comprobar las leyes de newton, en particular la segunda ley.

Anlisis indagatorioQu es masa inercial de un cuerpo?Enfsica, lamasa inerciales unamedidade laresistenciade unamasaal cambio develocidaden relacin con unsistema de referencia inercial. Enfsica clsicala masainercialdepartculas puntualesse define mediante la siguiente ecuacin:

Donde lapartculauno se toma como la unidad ();es la masa inercial de la partcula;es la aceleracininicial de la partcula, en la direccin de la partculahacia la partcula, en un volumen ocupado slo por partculasy, donde ambas partculas estn inicialmente en reposo y a una distancia unidad.Cul es la diferencia entre masa inercial y masa gravitacional de un cuerpo?La masa inercial se relaciona con la dificultad que existe para cambiar la velocidad de un objeto. Tambin, de manera ms simple, diramos que es la masa que tiene un objeto que est en reposo, o con velocidad constante, respecto a un sistema de referencia inercial.

Y, la masa gravitacional, se relaciona con la fuerza gravitacional con que interacciona con otra masa.

En el da a da no hacemos diferencia de ambas, ya que son muy similares entre s, en cuanto a valores. Se mide en kilogramos.Qu es fuerza?Enfsica, lafuerzaes unamagnitudvectorialque mide laIntensidaddel intercambio demomento lineal entre dospartculasosistemas de partculas. Segn una definicin clsica,fuerzaes todo agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los materiales. No debe confundirse con los conceptos de esfuerzoo deenerga.En elSistema Internacional de Unidades, launidad de medidade fuerza es elnewtonque se representa con el smbolo:N, nombrada as en reconocimiento aIsaac Newtonpor su aportacin a la fsica, especialmente a lamecnica clsica. Elnewtones unaunidad derivadaque se define como la fuerza necesaria para proporcionar unaaceleracinde 1m/s a un objeto de 1kg demasa.Por qu se mueven los cuerpos?los objetos se mueven por que hay un cambio de posicin o la aplicacin de una fuerza que hace que se mueva en un M.R.U, entonces habra queejercer una fuerza de tal manera que a toda accin hay una reaccin como lo dicta la tercera ley de newton donde tienen que estar involucrados necesariamente dos objetos : uno que aplique la fuerza y elotro que reciba el movimiento.Es importante observar que este principio de accin y reaccin 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 obedecepor separadoa la segunda ley. Junto con las anteriores leyes, sta permite enunciar los principios de conservacin del momento lineal y del momento angular.

Marco tericoSegunda ley de Newton o ley de fuerzaLa segunda ley del movimiento de Newton dice:El cambio de movimiento es proporcional a lafuerza motrizimpresa y ocurre segn la lnea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime. En las palabras originales de Newton:Mutationem motus proportionalem esse vi motrici impress, & fieri secundum lineam rectam qua vis illa imprimitur. 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 elmomento linealde 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 lacausa 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. En trminos matemticos esta ley se expresa mediante la relacin:

Donde:es el momento linealla fuerza total ofuerza resultante.Suponiendo que la masa es constante y que la velocidad es muy inferior a lavelocidad de la luz9la ecuacin anterior se puede reescribir de la siguiente manera:Sabemos quees elmomento lineal, que se puede escribir m.V dondemes lamasadel cuerpo yVsuvelocidad.

Consideramos a la masa constante y podemos escribiraplicando estas modificaciones a la ecuacin anterior:

Lafuerzaes el producto de lamasapor laaceleracin, que es la ecuacin fundamental de la dinmica, donde la constante de proporcionalidad, distinta para cada cuerpo, es sumasa de inercia. Veamos lo siguiente, si despejamos m de la ecuacin anterior obtenemos que m es la relacin que existe entrey. 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 muchainercia. 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 lamecnica clsicacomo para lamecnica 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 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 onewton(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) yuniformemente 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 lagravedad.

DesarrolloTabla N 1

t(s)X(cm)V(m/s2)

0.13.434

0.27.537.7

0.310.936.3

0.414.0235.05

0.517.6235.24

0.622.7237.86

0.727.8239.74

F1=204.73lba=13.04m/s2

Tabla N 2

0.11.616

0.2420

0.36.622

0.49.2523.12

0.511.9523.9

0.614.724.5

0.719.9528.5

Tabla 3

T(s)X(cm)V(m/s2)

0.12.828

0.25.929.5

0.38.829.3

0.412.531.2

0.517.434.8

0.623.539.2

0.731.244.6

F3=570lba3=12,1m/s2

Tabla N4

t (s)v (cm/s)x (cm)

0.1727.2

0.27114.2

0.373.6722.1

0.484.633.5

0.595.247.6

0.6100.760.4

0.7102.872

F=1921 dinasa= 30.6

Tabla N4

Tabla N 5

0.16.2562.5

0.214.5572.75

0.323.6578.83

0.435.1587.75

0.548.3596.7

0.663.75106.25

0.780.15114.5

Tabla N 6Fuerza (dinas)Aceleracin (cm/s)

204.7213.04

254.38.1

57012.1

192530.65

248032

Conclusin Se observ que la fuerza y la aceleracin de un cuerpo es directamente proporcional. Se puede obtener la velocidad si tenemos el tiempo y la distancia recorrida. La fuerza modifica el estado de movimiento, cambiando la velocidad en su direccin. Se observ que si los cuerpos no tienen friccin se puede decir que estn en un estado de levita miento (no tocan el suelo), y nunca podran detenerse.

Recomendaciones. La utilizacin de pesas digitales, para capturar con mayor precisin los pesos utilizados. Utilizacin de un sujetador para evitar frenar el carrito con la mano. Mayor diversidad de masas debido a que las utilizadas eran pequeas a la hora de utilizar el doble de dichas masas.