LABORATORIO DE FÍSICA - SEGUNDA LEY DE NEWTON.

En una experiencia de laboratorio se haló un carro dinámico, con una fuerza F ejercida por una banda de caucho estirada cierta longitud. Luego se duplicó la fuerza, después se triplicó y finalmente se cuadruplicó (F, 2F, 3F, 4F respectivamente). Se calculó la velocidad del carro cada segundo y sus valores se consideraron en la tabla siguiente:

F t(s)

F 2F 3F 4F

1 1.2 2.4 3.6 4.8

2 2.4 4.8 7.2 9.6

3 3.6 7.2 10.8 14.4

4 4.8 9.6 14.4 19.2

5 6.0 12.0 18.0 24.0

6 7.2 14.4 21.6 28.8

7 8.4 16.8 25.2 33.6

1. Realiza un gráfico de v contra t, cuando sobre el carro actúa una fuerza constante F. 2. Encuentra la aceleración del carro del carro, calculando la pendiente de la curva. 3. Realiza la gráfica de v contra t, para las fuerzas 2F, 3F, y 4F. 4. Calcula en cada caso la aceleración. 5. Con los valores de la aceleración encontradas en los numerales 2 y 4, realiza un gráfico de aceleración contra fuerza. 6. Escribe la relación matemática que liga a la aceleración en función de la fuerza. 7. Expresa esta relación verbalmente. La experiencia con el carro dinámico continuó de la siguiente forma: se mantuvo la fuerza constante 2F y luego se fue incrementando la masa del carro hasta los valores 2m, 3m y 4m. Se calculó la velocidad del móvil cada segundo y se consideraron los datos en la tabla siguiente:

m t(s)

m 2m 3m 4m

1 2.4 1.2 0.8 0.6

2 4.8 2.4 1.6 1.2

3 7.2 3.6 2.4 1.8

4 9.6 4.8 3.2 2.4

5 12.0 6.0 4.0 3.0

6 14.4 7.2 4.8 3.6

7 16.8 8.4 5.6 4.2

8. Realiza un gráfico de v contra t para la masa m. 9. Calcula la pendiente y compara este valor con la primera aceleración encontrada en el numeral 4. 10. Realiza los gráficos de v contra t para las masas (2m, 3m y 4m). 11. Encuentra las aceleraciones para cada caso. 12. Con los valores de las aceleraciones encontradas en los numerales 9 y 11, realiza un gráfico de a contra m. 13. ¿Qué tipo de curva obtuviste? ¿Qué puedes inferir sobre la relación entre la aceleración y la masa? 14. Escribe la relación matemática que liga a la aceleración con la masa. 15. Expresa esta última relación verbalmente. 16. Formula la segunda ley de Newton a partir de los enunciados dados en los numerales 7 y 15.

PROBLEMAS PROPUESTOS SOBRE LA SEGUNDA LEY DE NEWTON.

1. Calcular la masa de un cuerpo que al recibir una fuerza de 20 N adquiere una aceleración de 5 m/s ².

2. Sobre un cuerpo de 8 kg de masa se ejercen fuerzas de 12 N Y 5 N que forman entre si un ángulo de 90º. Calcular la fuerza resultante que actúa sobre el cuerpo y la aceleración que experimenta

3. Sobre un cuerpo de 6 kg de masa inicialmente en reposo. Actúa una fuerza de 24 N.

Calcular la distancia recorrida por el cuerpo en 10 s.

INVESTIGAR Y DAR EJEMPLOS

1. Fuerza de rozamiento. 2. Coeficiente de rozamiento estático y dinámico. 3. Diagrama de fuerzas incluyendo la fuerza de rozamiento.

RESOLVER LOS SIGUIENTES PROBLEMAS SOBRE FUERZAS MECÁNICAS

ESPECIALES

1- Un objeto de 100 kg, se encuentra sobre un plano horizontal. Si tiramos de él con una fuerza de 300 N y el coeficiente de rozamiento es 0,1, ¿con qué aceleración se moverá? Haz un dibujo indicando todas las fuerzas que actúan.

2- Sobre un cuerpo de masa 30 kg, que se mueve inicialmente con una velocidad de 8 m/s, actúa una fuerza constante de 24 N en la dirección del movimiento. Supuesto que no hay rozamiento, calcula su velocidad al cabo de 15 segundos, si el sentido de la fuerza es:

El de la velocidad inicial.

Contrario al de la velocidad inicial.

3- Se ejercen dos fuerzas de 25 y 50 N, sobre un cuerpo de 5 kg de masa, que descansa sobre un plano horizontal. El coeficiente de rozamiento es 0,1. Calcula la aceleración que adquiere cuando:

Las dos fuerzas actúan en el mismo sentido.

Las dos fuerzas actúan en sentidos opuestos