Segunda Ley De Newton

OBJETIVOS:

Describir física y matemáticamente la relación entre fuerza, aceleración y masa.

Conocer, entender y comprender las aplicaciones de la segunda Ley de Newton

Analizar el movimiento realizado por el cuerpo con el Software Logger Pro.

Comprobar e Interpretar la segunda ley de Newton

MATERIALES:

Un (01) riel de metal de precisión (1 m)

Un (01) carro dinámico

Una (01) interfase Vernier

Una (01) Pc. (con el Software Logger Pro)

Una (01) Foto-puerta (sensor)

Una (01) Polea Simple

Una (01) Balanza

Un (01) porta masas

Un (01) Juego de masas (pequeñas).

Un (01) metro de cuerda

FUNDAMENTO TEORICO:

Las leyes de Newton son muy importantes en la física mecánica; gracias a estas leyes podemos observar el comportamiento de los objetos en una determinada situación. El objetivo de la práctica es verificar la segunda ley, esta ley esta relacionada con la fuerza y la aceleración que experimenta un cuerpo. Es necesario llevar a cabo un experimento para comprobar la concordancia y significado de los datos obtenidos con la forma matemática de la ley propuesta por Newton.

Una ecuación importante en la física es la segunda ley de Newton,

F = ma

Donde F es la fuerza resultante aplicada sobre un cuerpo de masa m, y a, la aceleración que adquiere

por la aplicación de la fuerza. Note que F y a son vectores. Esta ley establece que la única causa de movimiento de un cuerpo es la aplicación de una fuerza externa neta. El propósito de este ejercicio de laboratorio es descubrir qué sucede con la aceleración de un objeto de masa m cuando se le aplica una fuerza externa neta. Utilizaremos un sensor para registrar el movimiento de un objeto mientras es acelerado por una fuerza neta. Determinaremos qué le sucede a la aceleración del carro cuando se aumenta la fuerza neta y la masa es constante. También debemos recordar que la aceleración es el cambio de velocidad, con respecto al tiempo, cuando este tiende a cero, o que la aceleración es la derivada de la velocidad con respecto al tiempo.

¿Qué le sucede a un objeto cuando usted le aplica una fuerza externa neta? ¿Cómo cambia su movimiento cuando usted cambia la magnitud de esa fuerza neta? La primera ley de Newton indica que si ninguna fuerza neta actúa sobre un objeto, entonces este se mantiene en reposo, o sigue viajando con rapidez constante, sin cambiar su dirección. La segunda ley establece que cuando actúa una fuerza externa neta sobre el objeto este acelera. Si se aumenta la fuerza, se produce una aceleración mayor. Si se duplica la fuerza también se duplica la aceleración, así que podemos decir que la fuerza neta es directamente proporcional a la aceleración.

F µ a

A menudo, varias fuerzas actúan simultáneamente sobre un objeto. En tales casos, se considera la resultante, o suma vectorial de todas las fuerzas que actúan. También la segunda ley de Newton indica que la aceleración es inversamente proporcional a la masa

a 1/m

PROCEDIMIENTO:

Montar el sistema que se muestra en la Figura.

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; girará la polea y nos permitirá recoger información sobre el movimiento de ellos utilizando la foto celda sujeta 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: qué datos precisa y cómo 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 seleccione Establecer distancia o longitud y ahí

Smart pulley (10 Spoke) Outside edge. De esta manera la polea podrá medirnos distancias, velocidades y aceleraciones

5. Mida y registre en la Tabla Nº 1 las masas M y susp. m

6. Posicione el carro en el extremo superior del riel. La medición empezará automáticamente cuando el haz de iluminación de la foto celda sea bloqueado por primera vez. Presione el botón para comenzar la 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 Nº 1. Para ello evalué 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 ( ) total carro suspendida M = M + m permanecerá constante.

Mida y registre los valores para M y susp. m . Repita los pasos anteriores.

10. Repita el procedimiento anterior para 6 o más valores distintos

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