informe 1 segunda ley de newton utp

7/16/2019 Informe 1 Segunda Ley de Newton UTP

http://slidepdf.com/reader/full/informe-1-segunda-ley-de-newton-utp 1/21

Curso : Laboratorio de Física I

Profesor : Ing. Tomas Efraín Álvarez Loli

Informe Nro. : 1

Tema : Segunda Ley de Newton

Mesa Nro. : 2 – B

Integrantes : Reinoso Núñez, Edilberto Reynaldo

Fecha del

Experimento : Jueves 21 de febrero de 2013

Hora : De 11:20 a 13:00

Fecha de entrega

Del informe : Jueves 28 de febrero de 2013

Hora : De 11:20 a 13:00

2013-I



INTRODUCCION

Las leyes del movimiento tienen un interés especial aquí; tanto el movimiento orbital como la

ley del movimiento de los cohetes se basan en ellas. Newton planteó que todos losmovimientos se atienen a tres leyes principales formuladas en términos matemáticos y que

implican conceptos que es necesario primero definir con rigor. Un concepto es la fuerza, causa

del movimiento; otro es la masa, la medición de la cantidad de materia puesta en movimiento;

los dos son denominados habitualmente por las letras F y m.

“La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional a su aceleración.”

OBJETIVOS

- Analizar y comprobar las diferentes relaciones que tiene la fuerza existente entre las

masas y la aceleración.

- Dar a conocer de qué se trata la segunda ley de Newton.

- Analizar en diversos tiempos el movimiento que realiza el carrito debido a sus masas a

través del Software Logger Pro.

- Lograr un mejor desarrollo en el los laboratorios deben tomarse datos precisos que se

toman a través de unos aparatos electrónicos la cual nos facilita obtener datos con

precisión y dichas gráficas.



EQUIPOS Y MATERIALES

- Un riel de metal de precisión

- Un carro dinámico

- Una interface Vernier

- Una PC. (Logger Pro)

- Una Foto-puerta (sensor)

- Una polea simple

- Una balanza

- Un porta masas

- Un Juego de masas

- Cordel o pita



MARCO TEORICO

Se denomina Leyes de Newton a tres leyes concernientes al movimiento delos cuerpos. La

formulación matemática fue publicada por Isaac Newton en1687, en su obra Philosophiae

Naturalis Principia Mathematica. Las leyes de Newton constituyen, junto con la transformación

de Galileo, la base de la mecánica clásica. En el tercer volumen de los Principia

Newton mostró que, combinando estas leyes con su Ley de la gravitación universal, se pueden

deducir y explicar las Leyes de Kepler sobre el movimiento planetario.

Debe aclararse que las leyes de Newton tal como comúnmente se exponen, sólo valen para

sistemas de referencia inerciales. En sistemas de referencia no-inerciales junto con las fuerzas

reales deben incluirse las llamadas fuerzas ficticias o fuerzas de inercia que añaden términos

suplementarios capaces de explicar el movimiento de un sistema cerrado de partículas clásicasque interactúan entre sí.

Segunda Ley de Newton o Ley de la Fuerza:

“La variación del momento lineal de un cuerpo es proporcional a la resultante total de las

fuerzas actuando sobre dicho cuerpo y se produce en la dirección en que actúan las fuerzas.”

Newton definió el momento lineal (momentum) o cantidad de movimiento como una magnitud

representativa de la resistencia de los cuerpos a alterar su estado de movimiento definiendo

matemáticamente el concepto coloquial de inercia.

Donde m se denomina masa inercial. La segunda ley se escribe por lo tanto:



Esta ecuación es válida en el marco de la teoría de la relatividad de Albert Einstein si se

considera que el momento de un cuerpo se define como: Substituyendo en la ecuación de la

fuerza, la definición de la cantidad de movimiento clásica la segunda ley de Newton adquiere la

forma más familiar de:

Esta ley constituye la definición operacional del concepto de fuerza, ya que tan sólo la

aceleración puede medirse directamente. De una forma más simple, se podría también decir lo

siguiente:

“La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional al producto de su masa y

su aceleración”

Donde F es la fuerza aplicada, “m” es la masa del cuerpo y “a” la aceleración.



PROCEDIMIENTO:

MONTAJE EXPERIMENTAL:

Montar el sistema que se muestra en la Figura Nº 3:

FIGURA Nº 3: Sistema experimental de la Segunda Ley de Newton

Elija las masas M (carro) y msusp (masa suspendida) de tal modo que el móvil se deslice con mucha

facilidad. Al deslizarse, los cuerpos; girará la polea y nos permitirá recoger información sobre el

movimiento de ellos utilizando la foto celda sujeta sobre la polea.

Antes de comenzar a medir recuerde que puede cambiar las condiciones en su sistema experimental

agregando o quitando masas del portamasa. También es importante que antes de ponerse a medir

PIENSE: qué datos precisa y cómo los puede obtener del experimento o elaborar de los datos obtenidos.

Conecte la foto celda con la polea al canal 1 de la interfaz, seleccione Configurar sensores del menú

Experimento y luego seleccione Mostrar todas las interfaces. Al presionar sobre la foto puerta

seleccione Establecer distancia o longitud y ahí

Smart pulley (10 Spoke) Outside edge. De esta manera la polea podrá medirnos distancias, velocidades

y aceleraciones

Mida y registre en la Tabla Nº 1 las masas M y msusp.

Posicione el carro en el extremo superior del riel. La medición empezará automáticamente cuando el

haz de iluminación de la foto celda sea bloqueado por primera vez. Presione el botón para

comenzar la recolección de datos.



Antes de que el carro impacte el extremo inferior del riel, presione el botón para terminar con la

recolección de datos.

Obtenga el valor de la aceleración (en este caso aceleración experimental: a exp.) y regístrela en la Tabla

Nº 1. Para ello evalué el ajuste de curvas proporcionado por el programa.

Cambie el valor de la fuerza moviendo las masas del colgador al carro. Esto cambia la fuerza

(aceleradora), sin cambiar la masa total del sistema (Mtotal = Mcarro + msuspendida) permanecerá constante.

Mida y registre los valores para M y msusp. Repita los pasos anteriores.

Repita el procedimiento anterior para 5veces.

ACTIVIDAD:

DESARROLLO

(La actividad 1, 2, están presentes en esta tabla)

Tabla # 1



Tabla # 2



Tabla # 3



Tabla # 4



Tabla # 5



TABLA DE RESULTADOS

Masa

(Kg) MasaSuspendida

(Kg) Masa Total

o del

sistema

(kg) Aceleración

Experimental

(m/s2

) AceleraciónTeórica

(m/s2

) Fuerza

Aceleradora

(N)

M msusp.

Mtotal =

M +

msusp.

aexp. a=msusp .g/ M

+msusp

F .acel =

msusp.

0.5575 0.0335 0.591 0.5867 0.55 0.595

0.550 0.041 0.591 0.6935 0.67 0.598

0.542 0.049 0.591 0.825 0.81 0..591

0.5275 0.0635 0.591 1.076 1.05 0.591

Aceleración

Experimental

(m/s2

)

Fuerza Aceleradora

(N)

MasaExperimental

(Kg)

MasaTeórica

(Kg)

ErrorAbsoluto

ErrorPorcentual

0.5867 0.595 0.599 0.591 0.008 1%

0.6935 0.598 0.601 0.591 0.01 1%

0.825 0..591 0.598 0.591 0.007 1%

1.076 0.591 0.609 0.591 0.018 2%

1.312 0.591 0.603 0.591 0.012 1%



Aceleración

Experimental

( m/s2)

Aceleración teórica

(m/s2)Error Absoluto Error Porcentual

0.5867 0.55 0.03 5%

0.6935 0.67 0.02 2%

0.825 0.81 0.01 1%

1.076 1.05 0.02 1%

1.312 1.29 0.02 1%



CUESTIONARIO:

¿Qué relación existe entre las variables graficadas?

Entre la fuerza y la aceleración hay una relación directamente proporcional, ya que a mayor “a”

hay mayor fuerza, por la tanto su grafica se asemeja idealmente a un Y=X

En qué porcentaje cree usted que se comprobó la Segunda Ley de Newton.

Analizando la tabla n°1 se observa que existe una diferenciaentre la aceleración experimental y teórica,

ya que no se considera la fuerza de fricción del carril con respecto al carro de prueba.

Ahora para saber el porcentaje que se comprobó la Segunda Ley de Newton se hará lo siguiente:

¿A qué atribuye el error experimental de la aceleración y masa total? Explique.

Según los datos obtenidos y los análisis respectivos, los errores en la experimentación se deben a lo

siguiente:

• Que cada instrumento de medida tiene un pequeño porcentaje de error

• No se considera la fuerza de fricción

• La percepción Visual a la hora de pesar

•Al momento de terminar la toma de datos, LOGGER PRO puede haber considerado como movimiento

el choque del carrito.



En base a las preguntas anteriores, responda lo siguiente: Una pelota de hule y una de golf

tienen la misma masa, pero la de hule tiene mayor radio. ¿Por qué, si se aceleran de manera

idéntica con la misma fuerza inicial, la pelota de golf debería ir más lejos?

La pelota de golf irá más lejos ya que presenta una menor oposición del aire, ya que a mayor volumen

mayor oposición, Ahora para la pelota de hule se observa que: Aceleración hule=a-6 aire <a-4 aire, por

lo tanto la fuerza, por ende el desplazamiento será mayor al que tenga mayor aceleración.

Hacer un diagrama de cuerpo libre del sistema y aplique la Segunda Ley de Newton, en este

caso suponga que existe fricción entre el carro y el riel, y determine la aceleración del cuerpo.

(Sugerencias: tome μ como coeficiente de fricción entre el carro y el riel)



OBSERVACIONES

- La segunda ley de Newton es válida para cuerpos cuya masa es constante.

- Cuando tenemos fuerzas y aceleraciones muy grandes ya no cumple la ley pero cuando

son muy pequeñas sigue siendo válida la segunda ley de Newton.

- Hemos podido notar que el software (Logger Pro) usado en nuestrapráctica de

laboratorio es muy eficaz en su desempeño, cuando uno lo usa de manera correcta.

- La aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza neta aplicada

sobre el e inversamente proporcional a su masa.



CONCLUSIONES

- Teóricamente el objeto debe seguir una trayectoria vertical dada por la ecuación.

- Nosotros creemos que la mejor conclusión que se puede sacar de un trabajo como este

es que la fuerza está presente en nuestras vidas a cada momento aunque nunca

pensemos en ello o simplemente no nos demos cuenta. Además con este trabajo

nosotros pudimos aprender mejor, lo que es una fuerza, aprendimos desde el concepto

mismo hasta como medirlas, y exactamente de qué maneras actúan las fuerzas en

nuestra vida diaria, hasta en las cosas más simples, la fuerza está presente en toda

situación que presente movimiento.

- Damos a concluir que cada aparato electrónico que hemos hasta ahora hemos utilizadoen nuestras prácticas de laboratorio de Física I, ha sido de mucha importancia para la

mejor aplicación de en la parte teórica.



RECOMENDACIONES

- Una buena ubicación de los instrumentos que usamos en nuestras prácticas de laboratorio hará

que se desarrollen de manera eficaz y la toma de datos sea de mejor valor para nuestrosresultados.

- Un mayor espacio para el desarrollo de la práctica sería conveniente para una mejor y

mayor participación de cada integrante de grupo.

- El trabajo a conciencia, el interés en la práctica y la colaboración de cada integrante del grupo

hará que los resultados que deseamos obtener sean los mejores para el desarrollo y la

elaboración de la misma.

informe 1 segunda ley de newton utp

Documents