Práctica 4, Segunda Ley

 

Universidad Rafael Landívar  Facultad de Ingeniería Ingeniería Mecánica Laboratorio de física I, sección 5 Ing. Erick ifuentes

PRÁCTICA DE LABORATORIO 4 “SEGUNDA LEY DE NEWTON APLICADA A UN SISTEMA DE MASA CONSTANTE”

Fernando !ndr" #uleta Ló$e% arn"& ''5()'* +uateala '5 de octubre del -('*

 

RESUMEN

El día i"rcoles ' de octubre del -('* se llevó a cabo la $ráctica nero * del laboratorio de física ' en donde se $uso en $ráctica la segunda le/ de oviiento de 0e1ton. El ob ob2e 2eti tivo vo $r $rin inci ci$a $all de la $rác $rácti tica ca fue fue el de co$ co$ar arar ar el valo valorr te teór óric ico o con con el valo valor  r  e3$eriental de la asa total del sistea 4ue se utili%ó durante la $ráctica $or edio de los cálculos de $eso / aceleración de un ob2eto de asa constante. ara llevar a cabo la $ráctica se utili%ó un riel con $olea, un desli%ador con tornillo 4ue sirvió $ara sostener sostener las asas, un 6ilo, una una regla de ' etro, un 2uego de * asas asas de '( graos cada una, una base $ara sostener las asas colgantes, dos so$ortes universales, dos nueces dobles / un dataeter con dos fotointerru$rores. ara e$e%ar la $ráctica se $esaron todos los ob2etos 4ue conforaban el sistea $ara luego co$ararlo con el resultado e3$eriental. e3$eriental. Luego se $usieron tres asas sobre la base de un lado del 6ilo / el otro e3treo del 6ilo se aarró al tornillo del desli%ador en donde se colocó la cuarta asa sobrante. En un intervalo de 7( c se $usieron los dos fotointerru$tores / luego se 6i%o desli%ar el ob2eto toando cinco tie$os. Luego una de las asas 4ue estaban colgando se $asó al desli%ador / se volvieron a toar 5 tie$os / se re$itió este iso $rocediiento 6asta 4ue solo 4uedara una asa colgando. Luego se calculó el tie$o $roedio en cada una de las corridas $ara luego calcular la aceleración del desli%ador en oviiento.. Luego de 6aber calculado las aceleraciones oviiento aceleraciones se calculó el $eso de las asas colgando en cada una de las corridas. Luego se 6i%o una gráfica en donde se relacionó el $eso de las asas $or corrida sobre la aceleración del desli%ador $or corrida, siendo la asa del ob2eto en oviiento constante / la $endiente de esta gráfica se co$araría con el dato teórico de la asa total del sistea oo resultad resultado o se obtuvo obtuvo la asa teórica teórica del sistea fue de (.-5 8 '.'9'(:;< '.'9'(:;< kg / la asa e3$eriental del sistea fue de (.'* 8 (.(' kg. Los otivos $or los cuales estos variaron fueron debido a 4ue $ara calcular la aceleración del ob2eto en oviiento se toó la velocidad inicial coo cero, $ero el ob2eto no $artió del re$oso al $asar $or el $rier fotointerru$tor. =tro factor 4ue afectó fue 4ue la edición del intervalo de 7( c en el riel $udo 6aber variado.

 

FUNDAMENTO TEÓRICO

FUER#! > M=?IMIE0@= Los $rinci$ios de la fuer%a fueron estudiad estudiados os a fondo $or el científico ingl"s Isaac 0e1ton 4ui"n resuió las diversas relaciones / $rinci$ios de esos $rieros estudios en < le/es 4ue se conocen coo las le/es del oviiento de 0e1ton. Estas < le/es sinteti%an los conce$tos de la dináica. uesto 4ue la fuer%a $uede $roducir una aceleración la fuer%a en sí deberá ser una cantidad vectorial, con agnitud / dirección. La fuer%a neta es la sua vectorial o resultante de todas las fuer%as 4ue actan sobre un ob2eto. La fuer%a neta es cero cuando las fuer%as de igual agnitud actan en direcciones o$uestas sobre el ob2eto. uando esto sucede se entiende 4ue las fuer%as están en e4uilibrio. Una fuer%a neta distinta de cero es una fuer%a no e4uilibrada / una fuer%a no e4uilibrada $roduce una aceleración. AE+U0B! LE> BE 0EC@=0 Un cabio cabio de ovi oviien iento to o acele acelerac ración ión revela revela un una a fuer%a fuer%a ne neta. ta. La ac acele elerac ración ión es directaente $ro$orcional a la agnitud / dirección e2ercida $or una fuer%a. !l oento de estudiar diferentes ti$os de e3$erientos, 0e1ton observó 4ue la inercia tabi"n era un factor dentro de un ob2eto al cual se le a$licaba fuer%a, $or lo tanto, cuando un ob2eto tiene a/or asa la aceleración disinu/e. La aceleración aceleración es inversaente inversaente $ro$orcional a la asa 4ue acta sobre el ob2eto. or lo tanto la aceleración de un ob2eto es directaente directaente $ro$orcional a la fuer%a neta 4ue acta sobre "l e inversaente $ro$orcional a su asa. La dirección de la aceleración es la de la fuer%a neta a$licada al ob2eto. Esto 4uiere decir 4ue si una fuer%a es distinta de cero esta acelera al ob2etoD si una fuer%a neta se du$lica la aceleración tabi"n se du$licaD du$ licaD si la asa del ob2eto ob2eto se du$lica du$lica la acelera aceleración ción se divide divide en -. or lo tanto la segunda le/ de 0e1ton dice 4ue la suatoria de las fuer%as e2ercidas sobre un ob2eto es igual a la asa del ob2eto $or la aceleración vectorial de este.

∑  F =m a ⃗

⃗

EA= El $eso es la fuer%a gravitacional 4ue un cuer$o celeste e2erce sobre un ob2eto. Esta fuer%a es la atracción gravitacional 4ue se e2erce sobre la @ierra. or e2e$lo si se de2a caer un ob2eto, este caerá o se acelerará 6acia la @ierra. or lo tanto se $uede deducir  4ue la fuer%a neta en el $unto de referencia / es igual al $eso. El $eso se e3$resa con la letra 1 de su abreviado en ingl"s ingl"s 1eig6t. El $eso es una suatori suatoria a de fuer%as $or lo tanto

∑ F  =mg ⃗

 y

 

DISEÑO EXPERIMENTAL • • • • • • • • • • •

' riel con $olea ' desli%ador con tornillo Guego de cuatro asa de '( g @ornillo con base $ara sostener las asas colgantes ' dataeter con dos fotointerru$tores - $ortasensores ' balan%a granataria ' 6ilo ' regla de ' etro - nueces dobles - so$ortes universales

Figura no. ' Biagraa de e4ui$o

 

DATOS DAT OS OBTENIDOS OBTENID OS

@abla no. '. Masas 4ue conforan el sistea =b2eto Masa '

Masa en graos '(.*

M Ma as sa a< Masa * Hase Besli%ador ás tornillo

' '( (..' 5 '(.*.7 -(7

@abla no. -. @ie$os obtenidos $or corrida orrida ' orrida orrida <

(. s '.(< s '.