Informe De Laboratorio

SEGÚNDA LEY DE NEWTON

1. OBJETIVOS

• Recolectar datos de fuerzas y aceleración del carro mientras se mueve hacia atrás y hacia adelante.

• Comparar los gráficos fuerzas vs tiempo y aceleración vs tiempo.

• Analizar un gráfico de fuerzas vs aceleración.

• Determinar la relación entre fuerza, la masa y la aceleración.

2. FUNDAMENTOS TEORICO

Un versión moderna de la segunda ley de Newton expresa que: la aceleración de un objeto es inversamente proporcional a su masa y directamente proporcional a la fuerza externa que sobre el actúa.

La segunda ley de Newton es fundamental en el análisis de sistemas porque permite relacionar al movimiento con sus causas. Hoy en día es práctica cotidiana el análisis dinámico en procesos relacionados con el diseño y construcción de estructuras, edificios, etc. Para el arquitecto es vital tener en cuenta factores como la velocidad del viento, probables movimientos sísmicos u otros al momento de proyectar la forma o tamaño de una estructura, características en las cuales están implicadas la masa y fuerza.

Matemáticamente la segunda ley de Newton es la relación entre variables: aceleración (a), fuerza (F) y masa (m). La comprobación experimental resulta sencilla si reducimos las variables de tres a dos, esto supone que el experimento debe hacerse en dos fases. En la primera verificamos la dependencia entre a y F manteniendo la masa constante y en la segunda verificamos la dependencia entre a y m manteniendo la fuerza constante. En efecto, en la vida diaria se comprueba que al aplicar sobre el mismo cuerpo, fuerzas cada vez mayores, las aceleraciones producidas son respectivamente mayores. Esto es, debemos verificar:

(Aceleración directamente proporcional a la fuerza)

Y en forma de ecuación se escribe así:

Donde B1 es la constante de proporcionalidad. Al comparar las ecuaciones (3) y (1) vemos que:

Cuando aplicamos la misma fuerza a cuerpos de masas cada vez mayores, la ecuación (1)

Predice que las aceleraciones respectivas serán cada vez menores. Esto es, debemos verificar:

(Aceleración inversamente proporcional a la masa)

Y en forma de ecuación se escribe del siguiente modo:

Donde B2 es la constante de proporcionalidad. Al comparar las ecuaciones (5) y (1) vemos que:

3. EQUIPOS Y MATERIALES:

• 01 PC con el programa Logger pro

• 01 interface vernier

• 01 foto-puerta (sensor)

• 01 sensor de Fuerza

• Un carro dinámico de baja fricción

• Un riel de metal de precisión

• 01 PC con el programa Logger Pro 01 sensor de Fuerza

• 01 interface vernier • Un carro dinámico de baja fricción

• 01 foto-puerta (sensor) • Un riel de metal de precisión

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• 01 balanza • 01 bloque

4.- PROCEDIMIENTOS Y DATOS EXPERIMENTALES:

1) Conecta el sensor de fuerza intervalo Dual al Ch 1 en el interfaz Vernier para computador. Conecta el acelerómetro Baja-g al Ch 2 en la interfaz.

Sensor de fuerza Interfaz vernier

2) Fija el Sensor de Fuerza al carro dinámico de modo que puedas aplicar una fuerza horizontal al gancho, dirigida a lo largo del eje sensible de tu sensor de fuerza particular.

Sensor de fuerza fijado al carrito Carrito a lo largo de su eje

3) Determina la masa del carro con el sensor de fuerza y el acelerómetro unidos. Registra la masa en la tabla de datos.

Masa del carro con el sensor de fuerza Masa en la tabla de datos

4) Coloca el carro en una superficie nivelada.

Carro en una superficie plana Carro en una superficie plano en otro ángulo

ENSAYO I

5) Una vez listo empezamos con el ensayo para recolectar los datos de fuerzas y aceleración. Agarramos el gancho del sensor de fuerza y le damos tomar datos y movemos el carro hacia adelante y hacia atrás sobre la mesa por varios segundos con movimiento con fuerzas grandes y pequeñas.

Carro hacia adelante Carro hacia atrás

6) El grafico de fuerzas vs aceleración debe de tener la apariencia de

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