Laboratio Fisica1

Abstract

Por medio del presente informe se pudo evidenciar que mediante la máquina de atwood las teorías de la física se correlacionan de una manera distinta; es así como las leyes de newton y la teoría de la conservación de energía permiten llegar a medir la fuerza de un movimiento dinamico de dos maneras diferentes que de manera ideal permiten el mismo resultado.

Resumen

El estudio del trabajo y la energía cinética parte principalmente de la indagación y análisis de un sistema dinámico, estructurado y ejecutado en una práctica de laboratorio. La interacción de dos cuerpos (Porta pesas 1 y porta pesas 2) se lleva a cabo por medio de la unión de los mismos a través de una cuerda ideal y teniendo como una polea con un sensor inteligente. La velocidad y posición en función del tiempo del porta pesas se ven ilustrados por medio de graficas en las cuales se refleja uno de los datos principales, como lo es la aceleración del sistema. Una vez se adquiere el valor de la aceleración, es posible proceder a realizar la sumatoria de fuerzas presentes en el sistema. Además de eso se permite obtener los valores del trabajo y de la energía cinética mediante valores como el largo del hilo, las masas de cada porta pesas, la velocidad obtenida por la gráfica, la gravedad. Todos estos datos mencionados con anterioridad nos permitieron obtener el trabajo realizado en el experimento.

Palabras Clave

Masa del porta pesas, trabajo, leyes de Newton, velocidad, energía cinética.

Introducción

La máquina de Atwood fue diseñada por George Atwood (1784) para demostrar las leyes del movimiento acelerado y medir g, la aceleración de la gravedad terrestre. El dispositivo está formado básicamente por dos masas m1 y m2 unidas por una cuerda que pasa por una polea. Haciendo la diferencia pequeña entre m1 y m2, es posible retardar el efecto de la caída libre y medir el movimiento del peso en caída con un reloj de péndulo, la manera más precisa de medir intervalos en aquella época.

1(a) máquina de atwood (b) y su equivalente estático

De la aplicación de la segunda ley de newton se llega a que la aceleración del sistema es: a= m1 – m2/ m1 + mg (g)

En el sentido del movimiento queda determinado por la magnitud relativa de m1 y m2 de tal forma, que a partir de este momento solo se considera las magnitudes de las aceleraciones de los diferentes cuerpos, tomando en cuenta el sentido de sus movimientos. [1]

El trabajo total realizado sobre una partícula por todas las fuerzas que actúan sobre ella es igual al cambio en su energía cinética: una cantidad relacionada con la rapidez de la partícula; por lo tanto, la Energía cinética es la energía asociada a los cuerpos que se encuentran en movimiento, depende de la masa y de la velocidad del cuerpo.

En el experimento realizado en el laboratorio de física se demuestra que a pesar de que el sistema va relacionado directamente con las fuerzas de newton también se puede llegar al mismo fin con la teoría de la conservación de la energía. Esta teoría nos ayuda a analizar los resultados del laboratorio para poder llegar a encontrar la fuerza dinámica del porta pesas, para lo anterior, se utilizaran las siguientes ecuaciones:

W=F ∆D

W= trabajo.

F= fuerza neta.

∆D= Cambio de posición del objeto.

La anterior ecuación nos permite identificar la fuerza dinámica del objeto por medio del trabajo que hace este mismo, pero para poder conseguir el trabajo y simplemente dejar una variable indefinida utilizamos la siguiente ecuación.

W= 1/2 m v^2

m= masa

v= velocidad

Al fusionar estas dos ecuaciones y despejar la fuerza nos queda como resultado lo siguiente:

F= (m v^2)/(2 ∆D)

Montaje experimental

A partir de una polea inteligente con sensor, varilla de conexión que se encuentra a través de una nuez y pinza de mesa que la soporta, esta polea está unida con un hilo que conecta dos porta pesas en sus extremos.

• Se buscó la longitud del hilo que permitiera que ambas masas recorran toda la

distancia entre la polea y el suelo (evitando que choque contra él).

• Se acomodó la detención con base en la medición de la posición.

• Se creó dos gráficos posición vs tiempo y velocidad vs tiempo.

• Se buscó equilibrar la máquina de atwood con 0.005kg en cada porta pesas.

• Se realiza la toma de datos en tres ensayos para los cuales al transcurrir

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