Dinamica Circular

INTRODUCCION

En este capítulo estudiaremos el movimiento de un cuerpo cuando este acelerando, por lo tanto se dará cuando, cuando cambia la magnitud o la dirección de su velocidad, en este caso será necesario recurrir a la segunda ley de Newton para relacionar el movimiento del cuerpo con las fuerzas que actúan sobre él.

Esta ley (Segunda ley de Newton) se aplicará al análisis del movimiento de partículas en este caso al carrito en movimiento. Y se debe cumplir que si la resultante de las dos fuerzas que actúan sobre una partícula no es cero, ésta tendrá una aceleración proporcional a la magnitud de la resultante y en la dirección de esta fuerza resultante Además, es posible utilizar el cociente entre las magnitudes de la fuerza resultante y de la aceleración para definir la masa del carrito a analizar.

INDICE

1. Material………………..………………………………………….….……. 4

2.- Marco Teórico……………………………………………………...……5

3.- procedimiento………………………………………………..….….....6

3.1.- Grafica…………………………………………………………..........8

4.- actividad……………………………………………………………………10

4.1.- Tabla N°1……………………………………………….………………12

4.2 ajunte de curvas……………………………………………………….12

5.- Cuestionario……….……………………………………………….…… 15

6.- Observación………….………………………………………….……....16

7.-Conclucion……………………………………………….………………….17

8.- Recomendación…………….……………………………….…….….… 18

9.- Referencia………………………………………………….…….…….....19

MATEIAL

-Interface Vernier.- - Software Logger Pro.-

-Soporte universal.- -carro dinámico.-

-Nuez simple.- Sensor de movimiento Vernier.-

-Varilla de 30 cm.-

MARCO TEORICO

SEGUNDA LEY DE NEWTON

La Segunda Ley de Newton establece lo siguiente:

La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa.

De esta forma podemos relacionar la fuerza y la masa de un objeto con el siguiente enunciado:

Una buena explicación para misma es que establece que siempre que un cuerpo ejerce una fuerza sobre un segundo cuerpo, el segundo cuerpo ejerce una fuerza sobre el primero cuya magnitud es igual, pero en dirección contraria a la primera. También podemos decir que la segunda ley de Newton responde la pregunta de lo que le sucede a un objeto que tiene una fuerza resultante diferente de cero actuando sobre el.

De acuerdo a la segunda ley de Newton, la aceleración de un objeto es proporcional a la fuerza F actuando sobre ella e inversamente proporcional a su masa m. Expresando F en newtons obtenemos a--para cualquier aceleración, no solamente para la caída libre--de la siguiente forma

a = F/m (2)

Debemos notar que ambas a y F no solo tienen magnitudes, sino también direcciones--ambas son cantidades vectoriales. El denotar vectores (en esta sección) mediante letras en negritas, hace que la segunda ley de Newton sea leída adecuadamente:

a = F/m (3)

Esto expresa el enunciado anterior "se acelera en la dirección de la fuerza."

Muchos libros de texto escriben

F = ma (4)

pero la ecuación (3) es la manera en que se utiliza normalmente--F y m son las entradas, a es el resultado. El ejemplo abajo debe de esclarecer esto.

I. PROCEDIMIENTO:

MONTAJE EXPERIEMNTAL:

1. Montar el sistema que se muestra en la Figura N°3

FIGURA N°3: Sistema experimental de la Segunda Ley de Newton

2. Elija las masas “M” (carro) y msusp (masa suspendida) de tal modo que el móvil se deslice con mucha facilidad. Al deslizarse los cuerpos; girara la polea y nos permitirá recoger información sobre la polea.

3. 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: que datos precisa y como los puede obtener del experimento o elaborar de los datos obtenidos.

4. 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 interfases. Al presionar sobre la foto puerta selección Establecer distancia y longitud y ahí Smart Pulley (10 Spoke) Outside edge. De esta manera la polea podrá medir distancias, velocidades y aceleraciones.

5. Mida y registre en la tabla N°1 las masas M y msusp.

6. Posicione el carro en el extremo superior del riel. La medición empezara automáticamente cuando el haz de iluminación de la foto celda sea bloqueado por primera vez. Presione el botón para comenzarla recolección de datos.

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

8. Obtenga el valor de la aceleración (en este caso aceleración experimental: aexp) y regístrela en la tabla N°1. Para ellos evalúe el ajuste de curvas proporcionado por el programa.

9. 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.

10. Repita el procedimiento anterior para 4 valores distintos.

PRUEBA N°1

m(carro) vs S + P1 + P2 + P3

PRUEBA N°2

m(carro) + P1 vs Portamasa + P2 + P3

PRUEBA N°3

m(carro) + P2 + P3 vs Portamasa + P1

D

PRUEBA N°4

m(carro) + P1 + P2 + P3 vs S

ACTIVIDAD

1. Calcule la fuerza acelerada actuante sobre el carro para cada caso. (Asuma g = 9.8 m/s2)

Datos:

• Portamasa = S = 20.2g =0.0202 kg

• P1 = 4.3 g = 0.0043 kg

• P2 = 4.7g = 0.0047kg

• P3 = 3.3g = 0.0033 kg

• m(carro) = 0.5 kg

Caso 1

m(carro) vs S + P1 + P2 + P3

Facel = msusp x g

Facel = (S + P1 + P2 + P3) x 9.8

Facel = (0.0202 + 0.0043 + 0.0047 + 0.0033)x 9.8

Facel = 0.31 m/s2

Caso 2:

m(carro) + P1 vs S + P2 + P3

Facel = msusp x g

Facel = (S + P2 + P3)x 9.8

Facel = (0.0202 +0.0047 + 0.0033)x 9.8

Facel = 0.27m/s2

Caso 3

m(carro) + P2 + P3 vs S + P1

Facel = msusp x g

Facel = (S + P1)x 9.8

Facel = (0.0202 + 0.0043)x 9.8

Facel = 0.24 m/s2

Caso 4

m(carro) + P1 + P2 + P3 vs S

Facel = msusp x g

Facel = S x 9.8

Facel = 0.0202 x 9.8

Facel = 0.19 m/s2

2.Calcule la masa total del sistema que es acelerada en cada caso.

Datos:

• Portamasa = S = 0.0202 kg

• P1 = 0.0043kg

• P2 = 0.0047kg

• P3 = 0.0033kg

• m (carro) = 498.5 g = 0.5 kg

Caso 1

m (carro) vs S+ P1 + P2 + P3

MTOTAL = M + msusp

MTOTAL = m (carro) + S + P1 + P2 + P3

MTOTAL = 0.5 + 0.0202 + 0.0043 + 0.0047 + 0.0033

MTOTAL = 0.5325 kg

Caso 2

m (carro) + P1 vs S + P2 + P3

MTOTAL

...