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COMPROBAR CON LA SEGUNDA LEY DE NEWTON, LA RELACIN ENTRE LA MASA, ACELERACIN Y LA FUERZA DE UNA MASA EN MOVIMIENTO. (PRACTICA DE LABORATORIO DE FISICA)

IntegrantesBRAYAN SANCHEZ, C.I: 27.434.490.DARCY VARGAS, C.I: 27.459.554.INGRI RAMOS, C.I: 26.607.823.

INTRODUCCIN

La segunda ley de Newton establece que la fuerza experimentada por un cuerpo es proporcional al producto de la masa y la aceleracin. En esta teora, la masa del cuerpo es constante, y tambin notamos que para acelerar el movimiento es indispensable proporcionar mayor fuerza. En este experimento analizaremos que los cuerpos con diferentes masas pueden experimentar diferentes aceleraciones. De igual manera, observaremos que ocurrira si variamos la fuerza ejercida sobre el cuerpo, y que tan confiable puede ser la ecuacin de propuesta por Newton.En este proyecto el lector podr encontrar una introduccin que le permite tener una pequea idea del tema y lo induce al resto del trabajo, un planteamiento, la justificacin del tema, tambin los objetivos planteados, antecedentes, hiptesis marco metodolgico que explica detalladamente los pasos y sucesos de la actividad realizada; un marco terico que nombra y define trminos y elementos indispensables para la compresin del tema conclusin y recomendaciones , aplicaciones en la vida cotidiana referencias bibliogrficas.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

Las leyes de Newton son muy importantes en la fsica mecnica; gracias a estas leyes podemos observar el comportamiento de los objetos en una determinada situacin. El objetivo de la prctica es verificar la segunda ley, esta ley est relacionada con la fuerza y la aceleracin que experimenta un cuerpo. Es necesario llevar a cabo un experimento para comprobar la concordancia y significado de los datos obtenidos con la forma matemtica de la ley propuesta por Newton.

En este sentido se puede afirmar que Estas leyes son la base de la mecnica y han ayudado a entender el movimiento planetario al combinarse con la ley de gravitacin universal. Adems, las leyes de Newton tambin han sido determinantes para entender y explicar cmo funcionan las mquinas.Cuando echamos la vista atrs y descubrimos de dnde venimos y el origen de todo lo que sabemos, conocemos... no queda ms remedio que darnos cuenta que estas personas que han dedicado su vida a la investigacin, con los recursos primarios que tenan al alcance de su mano, con lo que tiene un mrito aadido su labor porque, no solo tenan que desentraar lo desconocido, si no que tambin tenan que enfrentarse a una sociedad que, bien por motivos religiosos u otros, en muchas ocasiones rechazaban estos descubrimientos desde Importancia

De acuerdo a trabajos y documentos investigados y basados en diversos experimentos relacionados especficamente con la segunda ley de Newton , se plantea la necesidad de realizar una practica de laboratorio sobre dicha ley y su aplicaciones concretamente en el laboratorio de fsica del Liceo nacional Romn Crdenas de los alumnos del 4 to ao seccin A ubicado en Capacho Nuevo Estado Tchira, dicha practica permitir aumentar los conocimientos y adems experimentar con esta ley de gran influencia en nuestra vida . La realizacin de este proyecto nos llevo a plantearnos las siguientes interrogantes: Cmo se puede representar la segunda ley de newton? Este tema despertara el inters de los alumnos? Cmo influye la segunda ley de newton en nuestra vida cotidiana?

Por lo antes mencionado se hace necesario llevar a cabo dicha prctica de laboratorio de fsica la cual es Comprobar con la ley segunda de newton, la relacin entre la masa, aceleracin y la fuerza de una masa en movimiento. En el laboratorio del Liceo Nacional Romn Crdenas de los alumnos del 4 to ao seccin A ubicado en Capacho Nuevo estado Tchira.

JUSTIFICACINCon la elaboracin de este escrito se busca dar a conocer un tema tan importante como lo es la segunda ley de newton la cual explica qu ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene por qu ser constante) acta una fuerza neta: la fuerza modificar el estado de movimiento, cambiando la velocidad en mdulo o direccin. En concreto, los cambios experimentados en la cantidad de movimiento de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la direccin de esta; esto es, las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos.Consecuentemente, hay relacin entre lacausa y efecto, esto es, la fuerza y la aceleracin estn relacionadas. Dicho sintticamente, la fuerza se define simplemente en funcin del momento en que se aplica a un objeto, con lo que dos fuerzas sern iguales si causan la misma tasa de cambio en el momento del objeto.En trminos matemticos esta ley se expresa mediante la relacin:

Dondees lacantidad de movimiento yla fuerza total. Bajo la hiptesis de constancia de la masa y pequeas velocidades, puede reescribirse ms sencillamente como:Lo que se busca es responder diversas interrogantes y fomentar el inters puede tener, esta segunda ley.La importancia de esa ecuacin estriba sobre todo en que resuelve el problema de la dinmica de determinar la clase de fuerza que se necesita para producir los diferentes tipos de movimiento: rectilneo uniforme (M.R.U), circular uniforme (M.C.U) y uniformemente acelerado (M.R.U.A).Si sobre el cuerpo actan muchas fuerzas, habra que determinar primero el vector suma de todas esas fuerzas. Por ltimo, si se tratase de un objeto que cayese hacia la tierra con una resistencia del aire igual a cero, la fuerza sera su peso, que provocara una aceleracin descendente igual a la de la gravedad.

OBJETIVO GENERAL Comprobar con la segunda ley de Newton, la relacin entre la masa, aceleracin y la fuerza de una masa en movimiento.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

* Determinar que la aceleracin es directamente proporcional a la fuerza neta aplicada.* Determinar que la aceleracin es inversamente proporcional a la masa* Determinar la relacin entre la distancia recorrida y el tiempo.

BASES TEORICA

Segunda Ley de Newton o Ley de Fuerza

Su obra titulada es PRINCIPIOS MATEMATICOS DE LA FILOSOFA Existen diversas maneras de formular la segunda ley de Newton, que relaciona las fuerzas actuantes y la variacin de la cantidad de movimiento o momento lineal. La primera de las formulaciones, que presentamos a continuacin es vlida tanto en mecnica newtoniana como en mecnica relativista: La variacin de momento lineal de un cuerpo es proporcional a la resultante total de las fuerzas actuando sobre dicho cuerpo y se produce en la direccin en que actan las fuerzas.

Esta ley constituye la definicin del cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre segn la lnea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.

IMPORTANCIA DE LA SEGUNDA LEY DE NEWTON EN LA VIDA DIARIA El peso mal llamado, de tu cuerpo por ejemplo multiplicada por la aceleracin, bien, por ejemplo cuando quieres mover algo a determinada distancia o arrojar algo desde determinada altura, y saber el impacto (por ejemplo si quieres bajar un piano o un mueble).... se usan para muchas cosas. Esta segunda ley explica qu ocurre si sobre un cuerpo en movimiento acta una fuerza. En ese caso, la fuerza modificar el movimiento, cambiando la velocidad en mdulo o direccin. En concreto, los cambios experimentados en la cantidad de movimiento de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la direccin de esta; esto es, las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos. Consecuentemente, hay relacin entre la causa y el efecto, esto es, la fuerza y la aceleracin estn relacionadas. Es importante observar que este principio de accin y reaccin relaciona dos fuerzas que no estn aplicadas al mismo cuerpo, produciendo en ellos aceleraciones diferentes, segn sean su masa. Por lo dems, cada una de esas fuerzas obedece por separado a la segunda ley.

Esta segunda formulacin de hecho incluye implcitamente definicin (1) segn la cual el momento lineal es el producto de la masa por la velocidad. Como ese supuesto implcito no se cumple en el marco de la teora de la relatividad de Einstein (donde la definicin es (2)), la expresin de la fuerza en trminos de la aceleracin en la teora de la relatividad toma una forma diferente. Por ejemplo, para el movimiento rectilneo de una partcula en un sistema inercial se tiene que la expresin equivalente a (2a) es:(2b) Si la velocidad y la fuerza no son paralelas la expresin es bastante ms complicada:(2c) Si la fuerza resultante que acta sobre una partcula no es cero, la partcula tendr una aceleracin proporcional a la magnitud de la resultante y en direccin de esta.Esta ley se puede expresar as:F= m. a

MATERIALES

- Carro dinmico- Cronmetro- Pesas y porta pesas- Soportes- Cuerdas- Cinta mtrica- Poleas- Balanzas

DESARROLLO DE LA PRACTICA

Fuerza y aceleracin

1. Mida la masa del porta pesas.

2. Sujete un carro dinmico con una cuerda y psela por dos poleas para darle mayor recorrido . En el otro extremo de la cuerda coloque un porta pesas. Al variar este peso se debe producir diversas aceleraciones sobre el carro.

3. Coloque una masa de aproximadamente 100gr en el porta pesas, suelte el carro y mida el tiempo 1 que demora el carro en recorrer una distancia X. Repita tres veces la medicin y obtenga el tiempo promedio para llevarlo a la tabla 1.4. Vare el peso sobre el porta pesas y repita el numeral anterior hasta lograr cuatro conjuntos de datos.Masa y aceleracin1. Ahora coloque una masa de aproximadamente 200 gr en el porta pesas (figura 1) para ejercer una fuerza constante sobre el carro. Suelte el carro y mida el tiempo que demora en recorrer una distancia X. Repita sus ensayos tres veces para promediar el tiempo. Lleve los datos a la tabla 2. La masa del carro se obtiene con la balanza.2. Coloque una masa de 500 gr sobre el carro y repita las mediciones del numeral anterior. El valor de la masa que se lleva a la tabla 2 es la suma de la masa aplicada ms la masa del carro.3. Repita las mediciones colocando masas de 1000 y 1500 gr sobre el carro.

DATOS OBTENIDOS.

Tabla I. Datos para analizar la fuerza y la aceleracin.

F (New) F1F2F3 F4

x = 0.83 m 100g150g200g250g

t (s) 1.641.311.2850.925

(m/s2) 0.61

0.96

0.98

1.91

Tabla II. Datos para analizar la masa y la aceleracin.

Dato de consideracin:

Masa del Carrito: 936, 8g

|m (kg) |m1 |m2+500g |m3+1000g |m4+1500g ||x = 0,83 m 936.8 1436.8 1936.8 2436.8 |t (s) 1.075 1.18 1.42 1.66 (m/s2) 1.4 1.19 0.82 0.60

CONCLUSIONES

Mediante la realizacin de esta prctica logramos comprender y entender de forma clara y sencilla la Segunda Ley de Newton.Nuestro grupo de trabajo entendi que cuando se aplica una o varias fuerzas a un cuerpo estas le generan siempre una aceleracin.Describimos fsicamente y matemticamente la relacin entre fuerza, aceleracin y masa.Mediante el desarrollo de los graficas pudimos observar la proporcionalidad que hay entre la aceleracin y la fuerza.En sntesis la segunda ley de newton nos dice quela fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleracin que adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es lamasa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relacin de la siguiente manera:F = m. a La aceleracin es directamente proporcional a la fuerza neta aplicada La aceleracin es inversamente proporcional a la masa.

BIBLIOGRAFA

Redaccin atreves de modelos de laboratorio

Fsica I (Mecnica). Segunda Ley de Newton.

Fundamentos de Fsica, volumen 1, sexta edicin; Autores Raymond A. Serway y Jerry S. Faughn; Editorial THOMSON. Pgs. 81-87.

Pagina web

http://es.wikipedia.org/wiki/Leyes_de_Newton#Segunda_Ley_de_Newton_o_Ley_de_Fuerz