SEGUNDA LEY DE NEWTON

SEGUNDA LEY DE NEWTON

OBJETIVO TEMATICO

Verificación experimental de la segunda ley de Newton

FUNDAMENTO TEORICO

Primera ley de Newton: para que un cuerpo altere su movimiento o estado de reposo es necesario que exista una fuerza resultante que provoque dicho cambio.

Segunda ley de Newton: la fuerza resultante que actúa en un cuerpo es proporcional a la aceleración de dicho cuerpo.

Las fuerzas producen aceleración, estas producen variación en la velocidad las cuales a su vez generan un cambio en el movimiento.

F → a → ∆v → ∆x

OBJETIVO ESPECIFICO:

Encontrar experimentalmente la relación entre la fuerza resultante aplicada a un cuerpo y la aceleración del mismo:

MATERIALES:

 Tablero con superficie de vidrio y conexiones para circulación de aire comprimido.

 Disco de metal.

 Chispero eléctrico de frecuencia constante.

 Un nivel de burbuja.

 Dos resortes.

 Pesas de 100g, 1kg y 2 kg.

 Un soporte para poner las pesas y engancharla con el resorte.

 Un papelógrafo.

PROCEDIMIENTO:

 Con las pesas suspendidas del resorte, medir las variaciones de longitudes de este con respecto a la inicial para hallar experimentalmente su constante de elasticidad.

 Fijar los resortes en dos puntos fijos y unidos al disco metálico.

 Encender el aire comprimido para que la fricción sea mínima.

 Alejar el disco de su posición inicial y encender el chispero

 Soltar el disco y apagar el chispero cuando haya hecho una parte de su recorrido.

 Analizar la trayectoria de los puntos obtenidos.

ANALISIS:

Para hallar la constante de elasticidad de ambos resortes mido la variación de longitud que presentan cada uno. Para ello coloco pesas en un soporte universal el cual en mi caso pesa 14.2g. La tabla siguiente muestra las variaciones con pesas de 100g, 1kg y 2 kg y los diferentes pesos que pueden formar juntas:

TABLA DEL PRIMER RESORTE:

L0 = 0.101m

Masa total (kg) peso (N) ∆X (m)

2.0142 19,759302 0,005

2.1142 20,740302 0,029

4.0142 39,379302 0,049

4.1142 40,360302 0,077

6.0142 58,999302 0,101

Cuya grafica es:

Y cuya ecuación la obtenemos mediante el ajuste de curvas:

x y xy X2

0,005 19,759302 0,09879651 0,000025

0,029 20,740302 0,60146876 0,000841

0,049 39,379302 1,9295858 0,002401

0,077 40,360302 3,10774325 0,005929

0,101 58,999302 5,9589295 0,010201

0,261 179,23851 11,6965238 0,019397

179.23851 = 5a0 + 0.261a1

11.6965238 = 0.261a0 + 0.019397a1

Resolviendo las dos ecuaciones con dos incógnitas se obtiene:

a1 = 405.4 a0 = 14.686

Entonces la ecuación de la recta es:

F(x) = 405.4x + 14.686

Con esta ecuaciones podremos determinar la constante de elasticidad del resorte el cual es la pendiente de la recta: k = 405.4(N/m)

TABLA DEL SEGUNDO RESORTE:

L0 = 0.11m

peso (N) ∆X (m)

19,759302 0,114

20,740302 0,125

39,379302 0,155

40,360302 0,180

58,999302 0,205

CUYA GRAFICA ES:

Y cuya ecuación la hallamos mediante el ajuste de curvas:

x y xy X2

0,004 19,759302 0,07903721 0,000016

0,015 20,740302 0,31110453 0,000225

0,045 39,379302 1,77206859 0,002025

0,07 40,360302 2,82522114 0,0049

0,095 58,999302 5,60493369 0,009025

0,229 179,23851 10,5923652 0,016191

179.23851 = 5a0 + 0.229 a1

10.5923652= 0.229a0 + 0.016191a1

Resolviendo las dos ecuaciones con dos incógnitas se obtiene:

a1 = 417.91 a0 = 16.708

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