informe fisica nº07 a laboratorio fisica 1
Post on 02-Jun-2018
261 Views
Preview:
TRANSCRIPT
-
8/10/2019 Informe Fisica N07 A laboratorio fisica 1
1/17
I.-OBJETIVO:
Verificar las leyes de Newton
II.-MATERIALES:
Carro de madera
Prensas
Juego de pesas
Prensa porta poleas
Poleas
Regla
Prensas de dos ganchos
Soportes universales
Cronometro
Varilla
Clamps
Listn de madera
Dinammetro
Cordelitos
-
8/10/2019 Informe Fisica N07 A laboratorio fisica 1
2/17
-
8/10/2019 Informe Fisica N07 A laboratorio fisica 1
3/17
Principio de proporcionalidad - 2 LEY DE NEWTON
Toda fuerza aplicada sobre un cuerpo, que no est equilibrada,
produce una aceleracin que es proporcional a dicha fuerza.
La masa inertees la expresin cuantitativa de inercia: cuanto mayor
sea la masa mayor resistencia ofrece el cuerpo a cambiar su estado de
movimiento, es la relacin que existe entre la fuerza aplicada a un
cuerpo y la aceleracin adquirida por ste.
La masa gravitatoria es la relacin que existe entre el peso de un
cuerpo y la aceleracin de la gravedad.
La masa es una magnitud intrnseca de un cuerpo y su valor esconstante. El peso es una magnitud extrnseca y su valor depende del
lugar y de las condiciones en que se mida.
Newton: es la fuerza que aplicada a un cuerpo de 1 kilo de masa
le comunica una aceleracin de 1 m/s2
Kilopondio: es la fuerza que aplicada a un cuerpo de una unidad
tcnica de masa le comunica una aceleracin de 1 m/s2.
Caractersticas:
1. Si un cuerpo tiene movimiento rectilneo y uniforme la resultante
de las fuerzas que actan sobre l es nula.
2. Una fuerza instantnea produce un movimiento rectilneo y
uniforme.
3. Una fuerza constante produce un movimiento rectilneo y
uniformemente acelerado.
4. Una fuerza constante en mdulo y sentido, pero que cambia
continuamente de direccin, produce un movimiento circular
uniforme.
-
8/10/2019 Informe Fisica N07 A laboratorio fisica 1
4/17
Principio de accin y reaccin - 3 LEY DE NEWTON.
Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre otro, ste ejerce otra
fuerza igual y de sentido contrario sobre el primero.
La accin y la reaccin jams se pueden anular mutuamente porque
actan sobre cuerpos distintos.
IV.- PROCEDIMIENTO:
De la relaci n FUERZA y ACELERACIN
1. Use la balanza de 3 brazos para masas mayores de 610 g. Coloque la
pesa de 295,0 g en el extremo de los brazos, lo cual le permitir medir
hasta 1 610 g. Mida la masa del carro.
2. Coloque la prensa porta-polea en el borde ancho de la mesa y ajuste
verticalmente el listn de madera en el borde con las dos prensas, el cual
se comporta como parachoques para carro.
3. Coloque la cinta sobre la mesa y marque una distancia de 75 cm.
Longitud entre el punto de partida y el parachoques.
4. Alinee la cuerda que ha de jalar al carro con la altura de la polea, debe
estar paralelo a la mesa ; vea que la cuerda tenga la longitud apropiada
desde el carro pegado al parachoques hasta el piso cuyo extremo tiene al
portapesas vertical.
5. Coloque sucesivamente bloques de 50 g sobre el carro, hasta cuatro
bloques, para tener el carro con masa variable. Coloque el portapesas en
el extremo de la cuerda despus de la polea.
-
8/10/2019 Informe Fisica N07 A laboratorio fisica 1
5/17
6. Ponga el carro antes de la lnea del partidor, sincronice el inicio del
desplazamiento con el cronmetro y tome la medida de tiempo, para
bloques del portapesas de 50 g de masa, que lo llamar F1 ; luego
contine colocando bloque de 50 g colocndolos sobre el portapesas, que
son las F2, F3, F4 y F5 respectivamente y tome los tiempos que demore
el carro en recorrer la distancia de 75 cm para cada bloque.
7. Consigne las medidas en la Tabla 1.
Tabla N 1
Masa del sistema= 1.62 Kg
Distancia a recorrerd= 0.80 m
2.45 2.14 2.22 2.25 5.06 0.29 1.62 0.47
1.45 1.55 1.60 1.53 2.34 0.61 1.57 0.96
1.16 1.22 1.10 1.16 1.35 0.95 1.52 1.45
0.97 0.95 0.92 0.95 0.28 1.32 1.47 1.94
0.84 0.84 0.83 0.84 0.71 1.71 1.42 2.43
-
8/10/2019 Informe Fisica N07 A laboratorio fisica 1
6/17
0.29, 0.47
0.61, 0.96
0.95, 1.45
1.32, 1.94
1.71, 2.43
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
0 0.5 1 1.5 2
Fuerza vs aceleracin
F vs aceleracin
La Relacin Masa y Aceleracin
1. Arme el Montaje N1 segn la figura. Mida la masa del carro. Coloque el
porta pesas, esta es la fuerza constante que se aplicar al coche para
desplazarlo una distancia de 80 cm.
2. Tome 3 veces el tiempo que demora el carro en cubrir la distancia de 80 cm
3. Aumente la masa del mvil colocando sobre el carro una carga de 100g de
masa y proceda a medir 3 veces el tiempo, se prosigue de igual manera
aumentando la carga en 100g y as hasta llegara 500 g.
-
8/10/2019 Informe Fisica N07 A laboratorio fisica 1
7/17
1.37, 0.34
1.47, 0.32
1.57, 0.3
1.67, 0.28
1.77, 0.27
1.87, 0.25
0.24
0.26
0.28
0.3
0.32
0.34
0.36
1.32 1.42 1.52 1.62 1.72 1.82 1.92
Masa vs aceleracin
Valores Y
TABLA 2
Fuerza constante (porta pesas)= 0.47 N
Distancia a recorrerd= 0.80 m
Carga de
masa
Masa del
coche con
carga
2.79 2.76 2.73 2.76 7.62 0.25 500 1.87
2.74 2.57 2.73 2.68 7.18 0.27 400 1.77
2.48 2.35 2.34 2.39 5.71 0.28 300 1.67
2.39 2.37 2.45 2.40 5.76 0.30 200 1.57
2.13 2.29 2.16 2.19 4.80 0.32 100 1.47
2.06 2.08 2.04 2.06 4.24 0.34 Sin carga 1.37
-
8/10/2019 Informe Fisica N07 A laboratorio fisica 1
8/17
* De la Relacin d e la Fuerza en la Ac cin y Reacci n
1.-Arme el sistema tal como indica la figura
0.73, 0.34
0.68, 0.32
0.64, 0.3
0.6, 0.28
0.57, 0.27
0.54, 0.25
0.24
0.26
0.28
0.3
0.32
0.34
0.36
0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75
(Masa)-1 vs Aceleracin
Valores Y
-
8/10/2019 Informe Fisica N07 A laboratorio fisica 1
9/17
Ahora conteste la pregunta Qu significa el valor que indica el dinammetro?
El valor del dinammetro significa que el sistema est en equilibrio porque
est marcando la fuerza del peso de la izquierda lo cual es igual a la fuerza
aplicada por el peso de la derecha.
2.- Arme el sistema tal como indica la figura
i) De un tirn normal en C con una fuerza que sea suficiente como arrastrar o
deslizar la pesa sobre la mesa. En qu punto de las cuerdas se rompe?
Explique lo sucedido.
-
8/10/2019 Informe Fisica N07 A laboratorio fisica 1
10/17
0.29, 0.47
0.61, 0.96
0.95, 1.45
1.32, 1.94
1.71, 2.43
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
0 0.5 1 1.5 2
Fuerza vs aceleracin
F vs aceleracin
La cuerda se rompe en el punto A porque al jalar lenta y progresivamente
todo el sistema, la pesa y las 2 cuerdas se vuelven una y al llegar a su lmite la
cuerda se rompe en el punto A.
ii) De un tirn seco, con una fuerza brusca, en forma rpida en qu punto de
las cuerdas se rompe? Explique lo sucedido.
La cuerda se rompe en el punto B porque al jalar rpido y bruscamente el
sistema solo es formado por la pesa y la cuerda inferior y de esta forma todo es
tan rpido que al llegar al lmite la cuerda se rompe en el punto B.
A. Cuestionario
1) Trace la Grfica 1, F versus a, y halle la formula experimental por el
mtodo de par de puntos. Qu valor indica la pendiente que
denominaremos? Calcule el error porcentual cometido.
-
8/10/2019 Informe Fisica N07 A laboratorio fisica 1
11/17
ix
Fuerza iy Aceleracin
ix iy ix
2
0.29 0.47 0.14 0.08
0.61 0.96 0.59 0.37
0.95 1.45 1.38 0.90
1.32 1.94 2.56 1.74
1.71 2.43 4.16 2.92
88.4ix 25.7iy 83.8iiyx 01.62ix
41.188.401.65
25.788.483.85
2
m
08.0
88.401.65
83.888.425.701.6
2
b
La ecuacin de la recta obtenida experimentalmente es la siguiente:
08.041.1 xy
La pendiente indica el valor de la masa del carro entonces el error
porcentual de la masa del carro es:
Error porcentual Experimental = 1.371.41 x 100 = 2.92%
1.37
-
8/10/2019 Informe Fisica N07 A laboratorio fisica 1
12/17
2) Cmo interpreta dinmicamente el origen de coordenadas de la
grfica 1? Podra definir la masa? Cmo?
Los interpreto como el momento en la que el cuerpo est en reposo y
por lo tanto la aceleracin es nula y por lo tanto la fuerza tambin. La masa
se puede obtener dividiendo el valor de la fuerza entre la aceleracin.
3) Trace la grfica 2: a versus m, si la recta forma un ngulo
mayor a 90o con cualquier recta paralela al eje x que la intercepta,
ensaye la Grfica 3 de proporcionalidad directa.
a) Halle la frmula experimental por par de puntos Qu valor
indica esta otra pendiente?
b) Halle el error experimentalmente cometido. Indique las causas
de este error y como minimizara.
Proporcionalidad indirecta.
ix
Masa iy Aceleracin
ix iy ix
2
0.54 0.25 0.14 0.29
0.57 0.27 0.15 0.33
0.6 0.28 0.17 0.36
0.64 0.30 0.19 0.41
0.68 0.32 0.22 0.46
0.73 0.34 0.25 0.53
76.3ix 76.1iy 12.1iiyx 38.22
ix
-
8/10/2019 Informe Fisica N07 A laboratorio fisica 1
13/17
468.076.338.26
76.176.312.16
2
m
5
2 1033.5
76.338.26
12.176.376.138.2
xb
-055.33x10-468.0 xy
En este caso el valor de la pendiente nos da experimentalmente la
fuerza constante con la que es movido el sistema. El error experimental es:
Error porcentual Experimental = 0.470.468 x 100 = 0.42%
0.47
4) Explique los enunciados de las leyes de Newton de otra manera
1ra. Ley: Un cuerpo de masa constante permanece en estado de
reposo o de movimiento con una velocidad constante en lnea recta, a
menos que sobre ella acta una fuerza.
y = 0,4682x - 5.33x10-05
R = 0,9956
0.24
0.26
0.28
0.3
0.32
0.34
0.36
0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75
aceleracin
1/masa
(Masa)-1 vs Aceleracin
Valores Y
Linear (Valores Y)
-
8/10/2019 Informe Fisica N07 A laboratorio fisica 1
14/17
2da. Ley: Cuando un cuerpo es afectado por una fuerza resultante
esta experimenta una aceleracin cuyo valor es directamente proporcional a
dicha fuerza e inversamente proporcional a la masa del cuerpo
a = FR
m
3ra. Ley : Si un cuerpo le aplica una fuerza a otro (Accin); entonces
el otro le aplica una fuerza igual y en sentido contrario al primero
(reaccin).
5) Es perezosa la naturaleza? Recuerde ejemplos: del
mago; la mesa, los platos y el mantel; de los efectos que experimenta
una persona cuando viaja parado en un mnibus.
Cuando una persona, viaja en un mnibus esta dependen de lo que
pase con la velocidad del mnibus, por ejemplo si el mnibus frena
repentinamente la persona tiende a cambiar su posicin inicial debido a queposee masa y tiende a seguir la direccin del movimiento que posea el
mvil.
Caso contrario si el mnibus estando en reposo, de manera violenta
inicia su marcha, el individuo tiende a mantenerse en reposo, entonces una
fuerza actuara sobre l haciendo que su cuerpo se vaya hacia atrs.
En el ejemplo del mago, los utensilios colocados sobre la mesa
tienden a mantenerse en reposo porque poseen masa por eso es que
conservan su posicin y aparentemente no se mueven de su sitio.
-
8/10/2019 Informe Fisica N07 A laboratorio fisica 1
15/17
5) Defina como relacin de masas de los dos cuerpos al recproco
de sus aceleraciones producidas sobre estos cuerpos por la
misma fuerza. De una interpretacin Cul de los mviles tiene
mayor inercia y cul es su valor?
La oposicin que presentan los cuerpos a cambiar su estado de reposo
o de movimiento se llama inercia. La inercia se mide por la cantidad de
materia omasa que tiene un cuerpo; es decir, a mayor masa, mayor
inercia. Por ejem.: es ms fcil levantar un cuaderno que un mueble.
7) Analice los errores porcentuales y las causas correspondientes.
Enuncie sus conclusiones. Con los datos obtenidos experimentalmente se
cumplen las leyes de la dinmica?
De los errores cometidos durante el desarrollo de esta experiencia, se les puede
atribuir a los diversos factores presentes como lo son por ejemplo la friccin en
las ruedas del mvil, la friccin en la polea, el rozamiento con el aire, errores
cometidos al momento de tomar los tiempos, etc.
El error porcentual resulta.
Las causas son la inexactitud de los objetos de medicin el cual nos
posibilita el error as tambin como el medio ambiente que no es igual.
Tambin influye el error que comete el experimentador al tomar sus datos.
Si se cumple las leyes de la dinmica claro que resulta una ligera
diferencia o aproximaciones.
-
8/10/2019 Informe Fisica N07 A laboratorio fisica 1
16/17
8) Exprese literalmente, en grfico y en smbolo las definiciones
de newton, dina y kilogramo-fuerza. Adems de las equivalencias entre
ellos.
Sugerencia para las definiciones de las unidades de la fuerza:
mF a
Solucion:
Newton: Unidad fsica de fuerza que expresa la fuerza con la masa
expresada e Kg y la aceleracin en m/s2.
F = m.a
N = Kg. m/s2
Dina: Unidad Fsica de fuerza que expresa a la fuerza con la masa
expresada en g y la aceleracin en cm/s.
As tenemos: F = m . a
Dina = g. cm/s2
Equivalencias:
1N = 10
5
dinas1N = 0.102 Kg - f
1Kg-f = 9.8 N
1g - f = 981 dinas
F m a
-
8/10/2019 Informe Fisica N07 A laboratorio fisica 1
17/17
VI. CONCLUSIONES
Este trabajo nos permiti sacar varias conclusiones:
En primer lugar, experimentalmente comprobamos la validez de las leyes
de Newton.
Respecto a los resultados hemos podido notar que los mrgenes de error
en que un experimentador puede incurrir (si es que no se realizan
adecuadamente las medidas experimentales). Por lo tanto esta prctica
nos ha permitido afianzar nuestros conocimientos acerca de la Teora de
la Medicin
Tambin que los cuerpos siempre tienden a conservar su estado de
movimiento, ya sea estacionario o en movimiento, y que a este fenmeno
se le denomina inercia
Cuando las fuerzas estn actuando sobre un cuerpo ejerce una
aceleracin que se encuentra en relacin inversa con la masa.
top related