• Author / Uploaded
• Farid Chaparro

• Categories
• Fuerza
• Movimiento (Física)
• Leyes de movimiento de Newton
• Masa
• Velocidad

Citation preview

SEGUNDA LEY DE NEWTON

Yahir Alfonso Lara Velandia [email protected] Heyner Farid Chaparro [email protected] Kevin Alejandro Pinto [email protected]

RESUMEN: En este informe de laboratorio se va a representar de forma gráfica los resultados obtenidos experimentalmente, en este sentido proponemos realizar un práctica con el uso de un riel de aire y una fotocompuerta para determinar la fuerza y la aceleración de un objeto además de estableceremos la relación entre fuerza y aceleración, Los datos obtenidos nos permitirán disminuir el error sistemático y servirán como base para un posterior análisis, el cual contienen entre otros tópicos: gráficos, secuencias, conclusiones. Un cuerpo se mantendrá en su estado de movimiento con velocidad constante a menos que una fuerza (entiéndase halar o empujar) se oponga a ello. Esto quiere decir que las fuerzas son capaces de cambiar el estado de movimiento de los cuerpos y que por lo tanto deben producir: aceleración

OBJETIVOS: Objetivo General: Obtener y procesar datos entre las relaciones de fuerza y aceleración, además estudiar y verificar si se cumple de la segunda ley de Newton. Objetivos Específicos:  Determinar las relaciones entre las cantidades físicas: aceleración y masa de un objeto en el movimiento y la fuerza aplicada sobre él.  Comprobar el cumplimiento de esta segunda ley de Newton cuando la fuerza es igual a la masa por la aceleración.  Determinar experimentalmente cómo cambia la aceleración de un cuerpo cuando este es

halado por fuerzas de diferentes magnitudes.  Determinar experimentalmente la relación matemática entre fuerza, masa y aceleración. MARCO TEÓRICO: El primer concepto que maneja es el de masa, que identifica con "cantidad de materia"; la importancia de esta precisión está en que le permite prescindir de toda cualidad que no sea física-matemática a la hora de tratar la dinámica de los cuerpos. Con todo, utiliza la idea de éter para poder mecanizar todo aquello no reducible a su concepto de masa. Newton asume a continuación que la cantidad de movimiento es el resultado del producto de la masa por la velocidad, y define dos tipos de fuerzas: la vis ínsita, que es proporcional a la masa y que refleja la inercia de la materia, y la vis impresa (momento de fuerza), que es la acción que cambia el estado de un cuerpo, sea cual sea ese estado; la vis impresa, además de producirse por choque o presión, puede deberse a la vis centrípeta (fuerza centrípeta), una fuerza que lleva al cuerpo hacia algún punto determinado. A diferencia de las otras causas, que son acciones de contacto, la vis centrípeta es una acción a distancia. En esta distingue Newton tres tipos de cantidades de fuerza: una absoluta, otra aceleradora y, finalmente, la motora, que es la que

interviene en la ley fundamental del movimiento. En tercer lugar, precisa la importancia de distinguir entre lo absoluto y relativo siempre que se hable de tiempo, espacio, lugar o movimiento. En este sentido, Newton, que entiende el movimiento como una traslación de un cuerpo de un lugar a otro, para llegar al movimiento absoluto y verdadero de un cuerpo compone el movimiento (relativo) de ese cuerpo en el lugar (relativo) en que se lo considera, con el movimiento (relativo) del lugar mismo en otro lugar en el que esté situado, y así sucesivamente, paso a paso, hasta llegar a un lugar inmóvil, es decir, al sistema de referencias de los movimientos absolutos. De acuerdo con esto, Newton establece que los movimientos aparentes son las diferencias de los movimientos verdaderos y que las fuerzas son causas y efectos de estos. Consecuentemente, la fuerza en Newton tiene un carácter absoluto, no relativo. Segunda ley de Newton o ley de fuerza La segunda ley del movimiento de Newton dice que: el cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime. Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa

no tiene por qué ser constante) actúa una fuerza neta: la fuerza modificará el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo o dirección. En concreto, los cambios experimentados en la cantidad de movimiento de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta; esto es, las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos. Consecuentemente, hay relación entre la causa y el efecto, esto es, la fuerza y la aceleración están relacionadas. Dicho sintéticamente, la fuerza se define simplemente en función del momento en que se aplica a un objeto, con lo que dos fuerzas serán iguales si causan la misma tasa de cambio en el momento del objeto. En términos matemáticos esta ley se expresa mediante la relación:

MATERIALES:     

Cronometro digital Aero carril Sensores fotoeléctricos Electroimán Pesas de 10 gramos y 20 gramos

MONTAJE:

PROCEDIMIENTO:  Después de hacer el debido montaje se ubica el carrito a una distancia inicial de 30 cm y se ubica un sensor a una distancia de 10 cm.  Se desliga el carrito del electroimán para medir el tiempo que trascurrió en moverse, este procedimiento se realiza 6 veces para medir el tiempo.  El porta pesas tiene un peso inicial de 29 gramos y posteriormente se le agregan pesas de 10 y 20 gramos respectivamente.  Después de haber medido varios tiempos las pesas se transportan a la porta pesas para observar las variaciones tiempo que hay.

X ( C m )

3 0

M A S A(kg)

Fr(N)

0.226

TIEMPO(seg) 0.920 0.790 DISTANCIA 0.702 30 CM 0.588 0.520 Tabla N°1 distancia-tiempo

A

F/a(kg

(seg)

aceleracio n

)

0.920 0.790 0.702 0.588 0.520

0.70 0.96 1.21 1.73 2.21

0.401 0.394 0.393 0.387 0.391 0.393

GRAFICAS:

fuerza resultante 1 0.8

f(x) = 0.39x + 0.01

0.6 0.4 0.2 0 0.6

0.8

Fr(N) TABLAS:

0.281 0.379 0.476 0.670 0.865

Tm

0,281 0,379 0,476 0,67 0,865

1

1.2

1.4

1.6

1.8

A aceleración

0,7 0,96 1,21 1,73 2,21

CUESTIONARIO: 13. Considerando una tolerancia del 5% de error ¿es posible afirmar que la segunda columna (masa sistema) es igual a la última columna f/a? Si es posible hacer esta afirmación, basándose en la segunda ley de Newton la cual habla sobre la relación

2

2.2

2.4

entra la fuerza y la aceleración, 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. 15. El grafico muestra que la fuerza resultante y la aceleración son? Son directamente proporcionales

un objeto y así poder entender la fuerza como la causa del cambio de movimiento y la proporcionalidad entre la fuerza impresa y el cambio de la velocidad de un cuerpo es la esencia de esta segunda ley.

CONCLUSIONES: 

16. Determine el coeficiente angular y lineal del grafico? Angular: 0.3854 Lineal: 0.0094 17. Cuál es el significado físico del coeficiente angular de este grafico?



Angular: 0.3854 18. Cuál es la relación de proporcionalidad entre la fuerza y la aceleración? La relación de proporcionalidad entre la fuerza y la aceleración resulta siendo directamente proporcional, en donde podemos afirmar que la Fuerza es K veces la aceleración. F=K*a. (en donde K es una constante). 19. Enuncie la segunda ley de newton con sus palabras teniendo como base las conclusiones obtenidas a partir del experimento? Esta ley nos enuncia la relación que hay entre la fuerza y la aceleración de



Con gran satisfacción pudimos comprobar la segunda ley de Newton estudiada al contrastar los resultados de la práctica de laboratorio y los resultados a partir de definiciones teóricas. Se reconoció la importancia de determinar y utilizar de forma correcta un sistema o marco de referencia y posición con el fin de obtener resultados verídicos. Podemos inferir que mediante la práctica y al realizar los cálculos que la masa por la aceleración es igual a la fuerza realizada por el carro. Se logró demostrar la Ley de Newton ya que mediante el experimento de masa constante, la toma y selección de datos arrojó distintas fuerzas y aceleraciones pero mediante la gráfica “F vs a” claramente se observa que la fuerza aumenta mientras aumenta la aceleración, mientras que la masa (pendiente) es constante para todos los puntos de la recta. Esta linealidad en los

datos es lo que permite comprobar la Segunda Ley.



Podemos concluir que la fuerza y la aceleración son directamente proporcionales, porque si la fuerza aumenta la aceleración aumente y viceversa.

REFERENCIAS DE INTERNET:  https://sites.google.com/site/ti mesolar/fuerza/segundaleyden ewton  http://thales.cica.es/rd/Recurso s/rd98/Fisica/02/leyes.html  http://www.jfinternational.com/ mf/segunda-ley-newton.html  http://www.batanga.com/curiosi dades/4103/la-segunda-ley-denewton-ley-del-movimiento  https://es.wikipedia.org/wiki/Le yes_de_Newton