COMPROBACIÓN EXPERIMENTAL DE LA SEGUNDA LEY DE NEWTON

RESUMEN

En el siguiente trabajo se tiene como fin comprobar la segunda ley de Newton, para lo cual se realizó un montaje experimental donde se ata un carro que se mueve sobre un riel y esta atado a un porta pesas al cual se le va añadiendo peso y se deja caer. De esta forma el portapesas jala al carro mediante una polea que se encuentra entre el portapesas y el carro. El carro se encuentra a una distancia determinada de la polea y al dejar caer el portapesas se mide el tiempo que tarda el carro en recorrer dicha distancia para de esta forma aplicar la fórmula de la segunda ley de Newton (F=m.a) para corroborar que esta es cierta. Se obtuvo a partir de estos resultados una incongruencia entre los valores conseguidos por medio de diferentes ecuaciones que equivalen a la aceleración, y por tanto no es posible comprobar si se cumple o no esta ley.

INTRODUCCIÓN

El siguiente informe tiene como objetivo comprobar la segunda ley de Newton la cual está expresada con la siguiente ecuación F=m.a que expresa que la fuerza (F) es el producto de la masa (m) por la aceleración (a) la cual es la la ecuación fundamental de la dinámica.

La importancia de esta ecuación radica sobre todo en que resuelve el problema de determinar la clase de fuerza que se necesita para producir los diferentes tipos de movimiento que por ejemplo son el rectilíneo uniforme, circular uniforme y uniformemente acelerado.

METODOLOGÍA EXPERIMENTAL

Con el objetivo de comprobar que la segunda ley de Newton se realizó el siguiente montaje:

Gráfica 1: montaje experimental

Donde M es un carro que esta dispuesto sobre un riel completamente nivelado, el carro esta atado con una cuerda a un porta pesas al cual se encuentra luego de una polea la cual se ubica al borde de la mesa donde esta dispuesto el montaje. El carro fue arrastrado hasta una distancia 50 cm de la polea, al dejar caer el portapesas (el cual se le añadieron diferentes masas) este jala el carro para luego tomar el tiempo que tarda el carro en recorrer la distancia de 50 cm hasta la polea.

Al variar el peso que jala al carro varían los tiempos que tarda en recorrer la distancia entre el carro y la polea y con base en estos datos se comprobará la segunda ley de Newton.

RESULTADOS Y ANÁLISIS

Por medio del procedimiento explicado en la metodología, utilizando como una constante la distancia de 50 cm para el recorrido, se obtuvieron los resultados presentados en la Tabla 1.

m2 (g)

18

38

58

78

108

138

158

188

t (s)

0,992

0,744

0,542

0,43

0,384

0,356

0,252

0,176

Tabla 1. Tiempo que le toma al carro recorrer una distancia utilizando diferentes masas en el portapesas.

Con los datos de la Tabla 1, se realizó la Gráfica 2, donde se puede observar el comportamiento que presenta el tiempo respecto a la variación de las masas utilizadas en el portapesas aportando la fuerza que impulsaba el movimiento.

Gráfica 2. Relación entre el tiempo del recorrido y la masa utilizada

En esta gráfica podemos observar una relación inversa entre las variables mencionadas, donde al aumentar la fuerza que se imprime sobre el carro para realizar su recorrido, este último toma menos tiempo.

Ya con el fin de analizar la segunda ley de Newton es necesario tener en cuenta la ecuación propuesta en la guía para hallar la aceleración: a= m2m1+m2g donde m2equivale a la masa de las pesas más la del portapesas y m1a la masa del carro. Así, reemplazando con los datos anteriores se logró obtener los resultados presentados en la Tabla 2.

Acelaración (cm/s2)

75,06

146,04

206,69

259,12

325,66

380,96

412,91

454,91

m2m1+m2

0,077

0,149

0,211

0,264

0,332

0,389

0,421

0,464

Tabla 2. Resultados de la ecuación 3 en la guía propuesta para hallar aceleración

Grafica 3. Relación entre aceleración (a= m2m1+m2g ) y m2m1+m2(tabla 2.)

En esta parte, se presentaron algunos problemas de congruencia en el desarrollo de la ecuación de la segunda ley de Newton (f=ma) ya que según la guía

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