Máquina de Atwood – Trabajo y Energía Cinética

Máquina de Atwood – Trabajo y Energía Cinética

1Ingenieria Industrial, Facultad de Ingenieria, UniversidadAutonoma de Occidente, CaliColombia

2Ingenieria Electrica, Facultad de Ingenieria, Universidad Autonoma de Occidente, Cali  Colombia

3Ingenieria Industrial, Facultad de Ingenieria, UniversidadAutonoma de Occidente, Cali  Colombia

4Ingenieria Industrial, Facultad de Ingenieria, Universidad Autonoma de Occidente, Cali  Colombia

Julio 6 de 2015

RESUMEN

En la práctica de laboratorio se trabajo sobre la maquina de atwood que consistía en introducir por una polea  un hilo en cuyos extremos lleva colgado  dos cuerpos de igual masa  que se pesaron antes de empezar la practica se les llamo portapesas 1 y portapesas 2  cuyo peso eran de 5 g y 5.12 g , luego se le ponen una pesa de 5 gramos a cada uno para un total de 10 g y 10.12 g se mide la longitud hilo esto con el fin de saber cual será el recorrido total, el portapesas 1 se le anañe dos gramos y se procede a realizar la toma de datos con el programa capstone, se realizan 4 ensayos  de los cuales se le agrego 2 gramos mas en cada uno. Después de sacar las graficas de posisicon vs tiempo y velocidad vs tiempo se procede a sacar la grafica de Energia Cinetica vs Posicion Usando la ecuación de la energía cinetica  y asi identificar la Fuerza (F) y compararla con la fuerza hallada usando la segunda ley de newton con ayuda de la grafica Velocidad Vs tiempo.

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INTRODUCCIÓN

En la vida cotidiana vemos que la tierra ejerce una atracción sobre todo lo que está encima de ella. Y que los cuerpos más grandes tienen más atracción que los pequeños. Al colocar dos masas diferentes en una polea unidas por un hilo inextensible vemos que la mayor ejerce una fuerza sobre la menor y además que las dos sufren una aceleración una hacia el suelo y la otra se aleja del suelo con aceleraciones iguales. A esto se le denominó maquina de Atwood. En el año 1784, el físico inglés George Atwood ideó este modelo cuyo propósito era efectuar medidas de precisión de la aceleración debida a la gravedad y estudiar la relación entre las magnitudes de fuerza, masa y aceleración. En este método supondremos inicialmente que la masa de la polea es muy pequeña comparada con la de los cuerpos que componen el sistema y que gira libre sin rozamiento. Igualmente, supondremos despreciable el rozamiento de las masas con el aire.

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METODOLOGIA:

Implementos:

• Interfaz 850 Universal                  • Sensor “polea inteligente”
•  2 Portapesas                         • Juego de pesas de 1, 2, 5 y 10 g
•  Balanza                         • Regla
• Soporte universal y nuez

Figura 0.1. Método de instalación de la máquina de Atwood.

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Procedimiento:

1. se instaló el montaje de la máquina de Atwood y se conectó la polea inteligente a la interfaz 850 universal.
2. Se midió la masa de los portapesas y se identificó cada uno con el portapesas 1 y 2.
3. se ejecutó el programa capstone y en el botón de configuración de hardware se seleccionó el sensor fotopuerta con polea.
4. Al seleccionarlo se genera un icono llamado configuración del temporizador, en donde se configuro el sensor activando solo las medidas de posición y velocidad.
5. Luego de configurar el programa capston, se abrió dos gráficos uno de posición Vs. Tiempo y otro de velocidad Vs. Tiempo.
6. Se colocó 5 g en ambos portapesas, y se adiciono 2 g másal portapesas que consideró como el portapesas 1.
7. El portapesas 1 ubíquelo en la parte superior (junto a la polea) y se soltó para que inicie su recorrido, en donde al mismo tiempo se empezó a grabar en el programa su recorrido.
8. Luego se realizó el paso 6 y 7 dos veces, para hacer un total de ensayos de practica de 3.

RESULTADOS Y ANALISIS:

Una vez realizado la toma de datos por el programa capstone obtuvimos los siguientes resultados:

Figura No 1

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 En la Figura No 1 se podrán analizar las graficas de posición Vs. Tiempo y de velocidad Vs. Tiempo. De cada uno de los ensayos que se realizo con diferentes masas en el portapesas 1

En el ensayo 1 se obtuvo una masa de 0.012 Kg en donde fue la masa menor de los tres ensayos y donde se muestra que esta se tardó más en realizar su recorrido, en el ensayo 2 se obtuvo una masa de 0.014 Kg, en el ensayo 3 la masa fue de 0.016Kg y en el ensayo 4 la masa fue de 0.018 Kg por lo cual esta realizo su movimiento a una velocidad mayor que el de las otras tres. Por lo cual se puede concluir de las gráficas, que la masa hace que varié la posición dependiendo al tiempo y así mismo con la velocidad.

Al analizar estas graficas se pudo observar que es un movimiento uniformemente acelerado.

Para calcular  la energía cinetica del portapesas 2  usando nuevamente el programa capstone  donde se indrodujo la siguiente formula y pudimos obtener la Figura No 2

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Dónde:          -m (Kg): masa de cada ensayo

                -v (m/s): la velocidad de la gráfica de velocidad Vs tiempo (Figura No 1)

Figura No 2

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En la Figura No 2 se puede observar la graficia de Energia Cinetica vs Posición de los 4 ensayos  la cual podemos afirmar que la pendiente de cada una de las rectas es la Fuerza  Neta del portapesas 2

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