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LEY DE LA FUERZA

Tomás Boada, Carlos Buenaño Departamento de Ciencias Exactas, Universidad de las Fuerzas Armadas ESPE, Av. General Rumiñahui S/N, Sector Santa Clara, Sangolquí 171103.

E-mail: [email protected] Resumen La práctica de dio de manera normal en la cual se vera de manera práctica de relacionar las fuerzas existente en un sistema aislado es decir sin rozamiento por medio de instrumentos que facilitan este trabajo Palabras clave: fuerza, aceleración, sistema, masa, graficas, física.

Abstract The practice of giving in a normal way in which it will be seen in a practical way to relate the existing forces in an isolated system is to say without friction by means of instruments that facilitate this work

Keywords: Fuerza, aceleración, sistema, masa, graficas, física. PACS: 51.10.+y, 51.60.+a, 82.20.Db, 82.30.Nr

I.- OBJETIVOS - Analizar la relación física entre la fuerza mecánica y la variación de velocidad que sufre una masa cualquiera. - Identificar el tipo de dependencia funcional entre Fuerza – aceleración y masa – aceleración en uno de los cuerpos en la disposición del carril.

II.- MARCO TEORICO

fuerza, asi como una magnitud directamente proporcional a la fuerza. El movimiento lineal de una partícula está dada por 𝑝 =𝑚∗𝑣 Para las velocidades bajas no comparables con la velocidad de la luz podemos derivar manteniendo constante la masa.

Leyes del movimiento de Newton.

𝑑𝑝 𝑑𝑣 =𝑚 𝑑𝑥 𝑑𝑡

Isaac newton presento las tres leyes básicas que rigen el movimiento de una partícula.

𝐹 =𝑚∗𝑎

Primera.- una partícula originalmente en reposo, o moviéndose en línea recta y a velocidad constante permanecerá en ese estado, hasta el caso de que una fuerza altere ese estado.

𝐹𝑅 = ∑ 𝐹 = 0 Segunda.- una partícula sobre la cual actúa una fuerza NO equilibrada F, experimentara una aceleración a con la misma dirección que la

En un sistema con algunas fuerzas: ∑𝐹 = 𝑚 ∗𝑎 Tercera.- las fuerzas de acción y reacción entre dos partículas son iguales, opuestas y colineales. En el sistema con superficie lisa encontrar la aceleración del sistema ∑ 𝐹𝑥 = 𝑚1𝑎

𝑇 = 𝑚1𝑎

-

∑ 𝐹𝑦 = 𝑚2𝑎 𝑚2𝑔 − 𝑇 = 𝑚2𝑎 𝑎=

𝑚2𝑔 𝑚1 + 𝑚2

Herramientas: -

Situación 1 En el cuerpo 1 vamos a tomar datos de aceleración y Fuerza neta y obtenemos una relación directamente proporcional y lineal. Ejemplo mediante método grafico o mínimos cuadrados encontrar las constantes de la ley física. a (m/s^2) 0,5 1 1,5 2 2,5

F=m a (N) 0,25 0,5 0,75 1 1,25

La constante representa la masa del cuerpo m=0,5Kg.

Situación 2 En el cuerpo 1 vamos a poner masas proporcionales y el peso 2 va a permanecer constante y vamos a obtener datos de aceleración y masa y obtenemos una relación inversamente proporcional obteniéndose una curva.

Ejemplo 2 Mediante método gráfico o mínimos cuadrados encontrar las constantes A(m/s^2) 2,0 1,3 1,0 0,8 0,7

Arrancador mecánico Tope Barrera fotoeléctrica contadora Pesas Material de montaje

m(kg) 0,5 0,75 1 1,25 1,5

III.- EQUIPOS Y MATERIALES Materiales. - Carril de aire .-Soplador - Aerodeslizador

Interface.- Computadora .- Software Measure

IV.- PROCEDIMIENTO PRÁCTICA

DE

LA

1. disponga horizontalmente el carril de aire perfectamente nivelado y coloque sobre él, en el extremo el arrancador mecánico, luego el aerodeslizador, en la mitad del carril el tope y al final la barrera fotoeléctrica contadora, esta deberá estar conectada a la interface y esta a su vez a la computadora con el programa Measure. 2. El aerodeslizador se acopla a una pesa a través de un hilo, el cual deberá pasar por la polea de la barrera fotoeléctrica. En consecuencia, el móvil deberá moverse con MRUV a partir del reposo, arrastrado por la pesa que desciende. 3. La barrera fotoeléctrica medirá el movimiento del aerodeslizador, a través de número de vueltas de la polea, estos datos pasan por la interface a la computadora 4. Dispuesto el aerodeslizador junto al arrancador mecánico, active la señal de medida en la computadora al mismo tiempo que el aire dentro del carril. Suelte el arrancador y el aerodeslizador se moverá. Este movimiento es registrado por la computadora. Los datos seleccionados, excluyendo los iniciales y los finales, le serán proporcionados para desarrollar su informe. 5. Manteniendo la masa del aerodeslizador y la distancia que recorre, constantes, varíe la fuerza que produce el movimiento en la razón uno, dos, tres, cuatro y cinco. Registre en cada caso, la aceleración del móvil y la fuerza neta-

6. Con la misma disposición anterior, manteniendo constante la fuerza que produce el movimiento y la distancia recorrida por el aerodeslizador, varíe la masa del mismo incrementándole en la razón uno, dos, tres, cuatro, y cinco o con masas proporcionales. Registre nuevamente la aceleración del mismo y la masa del patín, bajo estas condiciones. 7. llenar la hoja técnica de datos del procedimiento 4.5 y 4.6

D.C.L. correspondientes y las relaciones entre fuerza y aceleración

VII.-RESULTADOS APRENDIZAJE

DE

Sabiendo todo esto podemos identificar la ley de newton bien sabiendo la fuerza y la aceleración y calculando la masa y en el otro caso sabiendo la masa y aceleración, mediante métodos ya explicados obteniendo así la fuerza en este caso y haciendo lo mismo llegaremos a la misma conclusión

𝐹 = 𝑚∗𝑎

V.- ANALISIS DE DATOS. Con los datos obtenidos en el numeral 1. Elabore el siguiente cuadro: Tabla X: registro de datos fuerza netaaceleración

Con los datos obtenidos en el numeral 2, elabore el siguiente cuadro Tabla XI: registro de datos masa – aceleración

Siendo en la primera práctica que la fuerza varia, pero la masa del cuerpo (patín) es constante.. esto quiere decir que el movimiento será acelerado. En la segunda practica la masa del (patín) estará variando pero la fuerza será la misma.. Esto quiere decir que la aceleración será decreciente porque se aumenta masa. Todo esto sirve para aclarar y despejar que

F=m*a

VIII.- CONCLUSIONES VI.- PREGUNTAS A.- considerando el primer cuadro de valores, efectué un gráfico: F-a

B.- Realice los D.C.L. correspondientes y obtenga las relaciones entre fuerza y aceleración. Con que masa se relaciona la pendiente obtenida en el grafico anterior

C.- Utilizando el segundo cuadro de valores realice el gráfico: masa- aceleración

Al saber que la masa en las diferentes prácticas va podemos concluir que la aclaración iría de igual forma cambiando y siendo variable. En la primera practica como al variar la masa fuerza será un movimiento acelerado. Y en la segunda practica al variar la masa del patín. Conforme pasan los intentos podemos ver que será desacelerado. Esto quiere decir que bien en la primera practica como en la segunda todo nos llevara a una misma conclusión. La fuerza es igual a la masa por la aceleración. O mejor dicho F=m*a

IX.- RECOMENDACIONES D.- Linealice el gráfico anterior

E.- Compare la constante de proporcionalidad obtenida en el grafico masa – aceleración, con la fuerza neta del cuerpo del patín. Recuerde los

Una recomendación es la utilización correcta de los materiales de trabajo por parte de los estudiantes ya que al no ser acostumbrados a estos equipos es muy común el mal efecto de los equipos y las herramientas, si se puede ser más estrictos en tema del horario de entrada de los

estudiantes y del profesor, al no estar a tiempo se pierde algunas generalidades de la práctica y estas mismo después terminan afectando la calidad del informe y el desarrollo de la practica en sí. Un poco más de explicación en temas importantes que sirven para el desarrollo del informe.

X.-BIBLIOGRAFIA https://www.monografias.com/trabajos35 /newton-fuerza-aceleracion/newtonfuerza-aceleracion.shtml http://www.abc.com.py/articulos/movimi ento-rectilineo-y-uniformementevariado-mruv-1177624.html https://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento _rectil%C3%ADneo_uniformemente_ac elerado http://www.jfinternational.com/mf/segun da-ley-newton.html https://es.wikipedia.org/wiki/Aerodesliza dor https://www.fisicalab.com/apartado/mru a-graficas#contenidos IX.- ANEXOS