SEGUNDA LEY DE NEWTON

OBJETIVO FUNDAMENTAL

Verificar la segunda ley de newton.

MARCO TEORICO

Qu se entiende por fuerza?

En muchos casos se observa el movimiento de una sola partcula, ya sea porque no tenemos manera de observar las otras partculas con las cuales interacta o porque las ignoramos a propsito. En esta situacin es algo difcil usar el principio de la conservacin del momentum. Sin embargo, hay una manera prctica de resolver esta dificultad, introduciendo el concepto de fuerza. La teora matemtica correspondiente se denomina dinmica de una partcula.

Designaremos el cambio con respecto al tiempo del momentum de una partcula con el nombre de fuerza. Esto es, la fuerza que acta sobre una partcula es:

La palabra acta no es apropiada ya que surgiere la idea de algo aplicado a la partcula. La fuerza es un concepto matemtico el cual, por definicin, es igual a la derivada con respecto al tiempo del momento de una partcula dada, cuyo valor a su vez depende de su interaccin con otras partculas. Por consiguiente, fsicamente, podemos considerar la fuerza como la expresin de una interaccin. Si la partcula es libre, p = constante y F = d p/ d t = 0. Por lo tanto, podemos decir que no actan fuerzas sobre una partcula libre.

Definicin de la segunda ley de Newton

En los conceptos anteriores la ecuacin (1) es la segunda ley de movimiento de Newton; pero, como podemos ver, es ms una definicin que una ley, y es una consecuencia directa del principio de conservacin del momentum.

En algunos conceptos matemticos se resume en:

F = m.a, donde se puede entender:

La aceleracin de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que acta sobre el e inversamente proporcional a su masa.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Para obtener la trayectoria bidimensional:

Para la calibracin de los resortes:

CUESTIONARIO

1. Presente la curva de calibracin de cada resorte.

2. Determine en newton el mdulo de la fuerza resultante que los resortes ejercieron sobre el disco en los puntos 8, 13 y 18 de la trayectoria.

Punto

Elongacin 1 (m)

Elongacin 2(m)

Constante de Rigidez 1 (N/m)

Constante de Rigidez 2 (N/m)

Fuerza 1 (N)

Fuerza 2 (N)

Angulo entre resortes

Fuerza resultante(N)

8

0.167

0.15

31.36

43.09

5.23712

6.4635

169

1.65765975

13

0.191

0.122

31.36

43.09

5.98976

5.25698

126

5.14748429

18

0.163

0.149

31.36

43.09

5.11168

6.42041

117

6.127951

3. Determine aproximadamente el vector velocidad instantnea en los instantes t=7.5 ticks y t=8.5 ticks.

De acuerdo a la siguiente formula:

PUNTO

X(t) (cm)

Y(t) (cm)

7

31.2

21

8

36.1

22.6

9

38.5

23.4

VELOCIDAD

tick 7.5

tick 8.5

Vx(t)(cm/tick)

4.9

2.4

Vy(t)(cm/tick)

1.6

0.8

4. Determine geomtricamente la aceleracin instantnea en el instante t=8ticks.

Para

a(8)=-2.624cm/tick2

5. Determinar la aceleracin en los instantes t=13 ticks y t=18 ticks.

De forma similar a las preguntas 3 y 4 usamos los puntos (tick) 12,14 y 17,19 para conocer las velocidades en los instantes t = 13 y t = 18 respectivamente.

Por lo que resulta :

a(13) = 4,18cm/tick2 a(18) = 6,23 cm/tick2

6. Determine la relacin entre los mdulos del vector fuerza y el vector aceleracin en cada instante considerado.

Trazar una semicircunferencia con cada resorte (longitud natural) en el papel con la figura en 'ele' .

Medir la elongacin mxima de cada resorte en el experimento.

Hallar la curva de calibracin de cada resorte usando masas de 20, 50, 100 ,150 y 200g.

1 Fijar los resortes y el disco metlico y colocar el papel bond A3.

2 Marcar un punto fijo en cada resorte (A y B). Abrir el aire comprimido.

3 Un estudiante mantendr fijo el disco metlico. El otro prender el chispero y se soltar el disco

4 Cuando el disco termine la trayectoria en 'ele' poner el chispero en OFF.

5 Determinar la aceleracin del disco y la fuerza sobre l en cada instante.

CALIBRACION DEL RESORTE 1

CALIBRACION DEL RESORTE 1

0.10.523.85.50.196200000000000010.490499999999999990.980999999999999981.47151.962

ELONGACION (cm)

PESOS(N)

CALIBRACION DEL RESORTE 2

CALIBRACION DEL RESORTE 1

0.10.20.62.13.80.196200000000000010.490499999999999990.980999999999999981.47151.962

ELONGACION (cm)

PESOS(N)