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PROFESOR ERWIN GONZALEZ

Laboratorio Virtual #1:

“SEGUNDA LEY DE NEWTON”

RESUMEN

La segunda ley de Newton es una de las leyes básicas de la mecánica centrada en el estudio los fenómenos relacionados con el movimiento de los cuerpos; se utiliza en el análisis de los movimientos próximos a la superficie de la tierra y también en el estudio de los cuerpos celestes. Mediante este trabajo presentamos los resultados de un experimento básico para comprobar la segunda ley de Newton (Análisis de fuerzas) y la dependencia lineal de las variables involucradas haciendo uso del formalismo matemático adecuado. ABSTRACT Newton's second law is one of the basic laws of mechanics focused on the study of phenomena related to movement of bodies; It is used in the analysis of the near-surface of the earth and also in the study of celestial bodies movements. Through this work we present the results of a basic experiment to test Newton's second law (force analysis) and the linear dependence of the variables involved

using

the

appropriate

mathematical

formalism.

Este sistema nos permite entender de manera I.

INTRODUCCION

simple la dependencia lineal de la fuerza y la aceleración de un sistema en base a la

En el presente laboratorio se evidencia la

variación de la masa del cuerpo en movimiento.

capacidad que se tiene de interpretar y relacionar datos y resultados experimentales,

Posteriormente categorizar y tabular cada uno

con modelos teóricos,

de

mediante

la

los

datos

poder determinar la validez y exactitud de los

comportamiento físico de este sistema que es

mismos,

el

básicamente lo que esta explicito paso por

comportamiento físico de un sistema básico de

paso en el contenido de este laboratorio y cada

poleas y masas, de tal manera pudiéndose

una de las partes, procedimientos, muestras

identificar sus características tales como su

(datos y gráficos) que lo conforman.

fin

de

entender

movimiento aceleración, fuerza y rozamiento.

poder

correspondientes

unidades

el

así

sus

realización de prácticas Experimentales para

con

y

con

determinar

el

PROFESOR ERWIN GONZALEZ

Laboratorio Virtual #1: II.

“SEGUNDA LEY DE NEWTON”

OBEJTIVOS

el sistema de fuerzas por una fuerza única, la

 Desarrollar los conceptos de fuerza,

resultante R del sistema.

masa y aceleración.  Verificar el cumplimiento de que la fuerza es igual a la masa por la aceleración.  Estudiar los conceptos básicos de la dinámica.  Analizar las diferentes graficas que nos

La aceleración que el cuerpo adquiera por la acción del sistema de fuerza, se obtendrá en el

ayuden a entender el movimiento.  Estudiar como varía la aceleración de un

caso particular en el cual el cuerpo está

cuerpo con la fuerza que se le plica.

sometido a la acción de una fuerza única, igual

 Estudiar como varía la aceleración de un

a F. La ecuación F = ma será en este caso y el vector aceleración tendrá la misma dirección

cuerpo con la masa del mismo.

de

la

fuerza.

Esta

expresión matemática corresponde EVALUACION CUALITATIVA III.

a

la

Segunda Ley de Newton en su forma más

MARCO TEORICO

general. Por tanto podemos establecer que es

La dinámica es parte de la mecánica y se encarga de estudiar las fuerzas que intervienen en un movimiento y las leyes que lo rigen a diferencia de la cinemática.

una de las leyes básicas de la mecánica, se utiliza en el análisis de los movimientos próximos a la superficie de la tierra y también en el estudio de los cuerpos celestes.

La aceleración que un cuerpo adquiere es directamente proporcional a la resultante de las fuerzas

que

actúan

en

él,

y

tiene

la

misma dirección y el mismo sentido que dicha resultante. →=𝑚→ 𝐹

𝑎

El mismo Newton la aplicó al estudiar los

Consideremos un cuerpo sometido a la acción

movimientos

de varias fuerzas (F1, F2, F3, etc.). Sabemos

gran éxito logrado

que al suceder esto, es posible sustituir

primeras confirmaciones de esta ley.

de

los planetas, constituyó

una

y

el

de

las

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Laboratorio Virtual #1:

“SEGUNDA LEY DE NEWTON”

Por tanto podemos concluir que cuanto mayor

de las longitudes a medirse, en cuanto a la

sea la masa de un cuerpo, tanto mayor será su

masa va ser siempre la misma para toda la

inercia; es decir, la masa de un cuerpo es una

práctica experimental y así se van registrando

medida de la inercia del mismo.

cada

uno

de

los

datos

con

sus

correspondientes incertidumbres y unidades. IV.

MONTAJE EXPERIMENTAL V.

RESULTADOS

Procedimiento: para comprender de manera simple esta ley básica de la física, hacemos uso del estudio de las variables mostradas en la tabla No. 1 en la cual registran cada una de las distintas masas del porta pesas y sus (http://salvadorhurtado.wikispaces.com/file /view/din2B.swf) Link de referencia.

aceleraciones correspondientes. Manteniendo constante la masa del bloque. Considerando esto complete la siguiente tabla:

Materiales: Como muestra la figura anterior este es un montaje experimental virtual, que nos permite realizar un laboratorio simulado, con un alto grado de precisión, y que a su vez

Tabla No.1

elimina la limitante de la carencia de equipo

Luego de representar los datos en la gráfica.

experimental. El montaje experimental está

¿Qué conclusiones obtienes?

compuesto por:  Taco de Rozamiento.  Porta pesas.  Acelerómetro.  juego de pesas.  superficie sin rozamiento.

En la tabla No. 2 se debe registrar cada una de las

distintas

masas

del

y

sus

aceleraciones correspondientes, Manteniendo constante

la

masa

del

porta

pesas.

Considerando esto complete la siguiente tabla:

Luego de conocer el montaje experimental se procede a contabilizar el tiempo para cada una

bloque

Tabla No. 2

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“SEGUNDA LEY DE NEWTON”  ¿Cómo varia los resultados si se

Luego de representar los datos en la gráfica. ¿Qué conclusiones obtienes? VI.

Aspecto

teórico

modificara (análisis

de

la

superficie

de

desplazamiento?  ¿Qué sucedería si sobre un cuerpo no

resultados).

existiese o actuara ninguna fuerza? Compare los resultados obtenidos entre los análisis mostrados anteriormente, establezca a detalle los hechos físicos y el formalismo empleado en el análisis anterior. Muestre también la ecuación pertinente a las gráficas realizadas anteriormente.

CONCLUSIONES (1 por estudiante) 1. 2. 3.

En el desarrollo del procedimiento debemos considerar que cada uno de los datos calculados representan o deben tener cierto grado de exactitud bien sean calculados mediante

instrumentos

expresiones

o

o

a

partir

ecuaciones

de

(medidas

directas e indirectas) y que implica tener cierta

claridad

en

el

manejo

de

los

conceptos para poder interpretarlos. En base a la experiencia realizada analice y responda las siguientes preguntas:  ¿Qué es una fuerza?  Si la masa del cuerpo permanece constante, indica ¿cómo se comporta la aceleración

al

aumentar

la

fuerza

aplicada?  Si la fuerza que se aplica permanece constante.

¿cómo

se

comporta

aceleración al aumentar la masa?

la

Aspectos a considerar: 1. Recordar realizar

con

cuidado

las

medidas para poder tener resultados aceptables. 2. Recuerde hacer uso del software Excel para poder realizar los gráficos y estimar la

ecuación

mismos.

correspondiente a

los

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“SEGUNDA LEY DE NEWTON” D: Presentación en programa computacional:

BIBLIOGRAFIA

posibilidad abierta a la investigación grupal y al desafío

[1] Mecánica Experimental para Ciencias e Ingeniería, Mario Enrique Álvarez Ramos.

[2]

Introducción

al

análisis

de

de

aprender

y

aplicar

nuevas

experiencias en este campo. E: Presentación formal: se refiere a la

datos

experimentales, Roque Serrano Gallego.

presentación del trabajo acabado en el tiempo programado para este efecto.

[3]

F: Aplicabilidad: se refiere a las posibilidades

http://salvadorhurtado.wikispaces.com/file/

de aplicación que puede tener el trabajo

view/din2B.swf

presentado, la aplicación puede contener

[4] Física para la ciencia y la tecnología. Paull

alguna idea original, o bien alguna aplicación

Allen Tipler, Gene Mosca, 2005.

conocida.

[5]

G: Auto evaluación: cada integrante de los

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica3/index.html

respectivos grupos comentara cuales fueron sus dificultades y logros en esta experiencia.

CRITERIOS DE EVALUACION

NOTA 1: El desarrollo del trabajo debe hacerse el

en un Pendrive o CD, quedando este en poder

desarrollo progresivo del trabajo durante el

del profesor para su revisión el que será

tiempo establecido para ello.

devuelto oportunamente .Deben tomar los

A:

proceso:

Entendiendo

esto

como

B: Elección y dificultad del modelo elegido. (Debe involucrar al menos 3 conceptos o leyes Físicas tratadas en clases) C: Modelo real: montaje de un aparataje que muestre en forma práctica el modelo elegido,

resguardos

con

sus

copias.

(Realizar

documento de Word y transformar en formato PDF para su entrega). Nota: 2.-Cada grupo debe estar conformado por no más de 3 integrantes

debe funcionar adecuadamente (simulación

Nota 3.- cada grupo debe nombrar un

virtual).

coordinador para los efectos de consultas con el profesor.