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• GersonHerrera

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OBJETIVOS:  

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 Identificar las fuerzas que actúan sobre un objeto, tanto cuando su cambio en la velocidad, V, es cero y cuando se está acelerando.   Recoger la fuerza, la velocidad y los datos de tiempo como un carro se acelera en una pista.   Utilizar métodos gráficos para determinar la aceleración del carro.   Determinar la relación entre la aceleración del carro y la fuerza neta aplicada a la misma.   Determinar el efecto de la masa sobre la relación entre la aceleración y la fuerza. 

FUNDAMENTO TEÓRICO: Las Leyes del Movimiento de Newton son los pilares de la dinámica, que estudia la interacción de los objetos y la consecuencia de estas interacciones en su movimiento. La Primera ley de Newton nos dice que para que un cuerpo altere su movimiento es necesario que exista algo que provoque dicho cambio. Ese algo es lo que conocemos como fuerzas. Estas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros. La Segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. Nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresarla relación de la siguiente manera: F=ma Tanto la fuerza como la aceleración son magnitudes vectoriales, es decir tienen además de un valor, una dirección y un sentido. La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton y se representa por N. Un Newton es la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo de un kilogramo de masa para que adquiera una aceleración de 1m/s², o sea: 1 N = 1 Kg · 1 m/s² De acuerdo a la segunda ley de Newton, se establece la siguiente relación: F = m a....... 1 Dónde:  F = fuerza aplicada  m= masa del cuerpo.  a = aceleración del cuerpo luego de aplicada la fuerza F Considerando que la fuerza es una constante del movimiento, podemos indicar que el efecto que produce sobre el movimiento del cuerpo es el de una aceleración constante. Si el cuerpo parte desde el reposo entonces se establece una relación que controla su movimiento, mediante la ecuación: Dónde:

a: aceleración del cuerpo x: distancia recorrida por el cuerpo en el tiempo t.

ANÁLISIS DEL MOVIMIENTO De la figura mostrada se puede observar que para un tiempo t = 0, V0 =

0, esto es parte el móvil desde el reposo, por consiguiente es efectiva la ecuación 2 planteada.

De la ecuación 8 se puede observar su similitud con la ecuación de una recta, tal que: Si para una recta y = mx + b; y = m; x = 1/a.

MATERIALES Y EQUIPOS:      

01 tren de aire 01 compresora 01 carro con regla de acrílico 01 nivel de burbuja 01interfase Vernier 01 sensor de barrera de luz (Photogate)

RESULTADOS: 1. Instala el equipo como aparece en la figura adjunta. 2. Haciendo uso de la interfase varía la masa m’ en tres oportunidades, calculando en cada caso la aceleración. 3. Manteniendo fija la masa m’, varía la masa m del carro, en cinco oportunidades, verificando la relación m y a. 4. En cada ocasión procura determinar la aceleración considerando para ello por lo menos tres valores en cada caso.

n

2

m(g)

m’(g)

a(cm/s )

m’(g)

m(g)

a(cm/s )

1 2 3 4 5

n

2

1 2 3 4 5

ANÁLISIS DE RESULTADOS:  Calcula las aceleraciones mediante la ecuación 3, considerando sus correspondientes incertidumbres experimentales.

 Grafica m’ vs a. Indica su forma.

 Grafica m vs a. Indica su forma

 En ambos casos haz uso de los mínimos cuadrados a fin de hallar la pendiente é intercepto respectivos.

 Considerando la ecuación 8 y la gráfica correspondiente, determina la ecuación empírica, ¿qué representa el intercepto con el eje “m” y la pendiente de dicha gráfica?

DISCUSIONES: En la segunda practica de laboratorio, cuyo tema principal hace referencia a la 2° Ley de Newton, tiene como propósito fundamental establecer la relación entre la masa [m] y aceleración [a] de un cuerpo en movimiento y más en profundidad si se cumple ésta ley. F= m * a La fórmula señala que la aceleración de un cuerpo determinado de masa constante es directamente proporcional a la Fuerza Neta F que actúa sobre él, e inversamente proporcional a su masa m , teniendo en cuenta además que F ya tienen igual dirección.

CONCLUSIONES: Analizamos como la masa y las distancia al variarlas nos arrojaron resultados diferentes, manteniendo un equilibrio masa v/s registro tiempo, lo que lleva a concluir que se establece una proporcionalidad entre las dos. Concluimos que la aceleración que mostró el carro es inversamente proporcional a la masa del objeto, y en ocasiones las muestras sucesivas, daban como margen más de 1 [s] considerando que fue un trayecto corto. Esto nos demuestra, una vez más, que los errores sistemáticos están presentes en los experimentos de laboratorio. Observamos como ambas fuerzas, masa y aceleración son directamente proporcionales, e inversas al tiempo.

SUGERENCIAS: Tener cuidado en el uso de la compresora, debido a que el uso inadecuado, puede malograr el equipo y toda la práctica de laboratorio. Ser paciente para obtener buenos resultados y poder hacer una buena gráfica de valores.

BIBLIOGRAFÍA:  Guía de práctica de laboratorio de Física.  http://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_rozamiento  http://www.monografias.com/trabajos15/coeficientefriccion/coeficiente-friccion.shtml  http://www.buenastareas.com/ensayos/Segunda-Ley-DeNewton-Informe/6832929.html  http://fisica.laguia2000.com/dinamica-clasica/fuerza-derozamiento