ClubEnsayos.com - Ensayos de Calidad, Tareas y Monografias
Buscar

Segunda Ley Newton


Enviado por   •  8 de Septiembre de 2019  •  Informes  •  6.898 Palabras (28 Páginas)  •  458 Visitas

Página 1 de 28

COMPROBAR EXPERIMENTALMENTE LA RELACIÓN ENTRE FUERZA, MASA Y ACELERACION, CONOCIDA COMO LA SEGUNDA LEY DE NEWTON

J. C. Muñoz 1, M. S. Escamilla 2

1 Ingeniería Ambiental. Universidad Central. Grupo 12


[pic 1]

ResumenEl objetivo de esta práctica es deducir la relación entre fuerza, masa y aceleración, en otras palabras, el objetivo consiste en comprobar la segunda ley de Newton. En el desarrollo de la actividad se ha hecho un montaje en dónde una partícula se mueve sobre un riel que posee baja fricción con la superficie, el montaje consta de tres magnitudes físicas en relación las cuales son fuerza, masa y aceleración, se debe dejar una magnitud fija y varias las otras dos, por lo que se tendrán tres posibilidades de variación, la fuerza y la masa son directamente proporcionales, de igual manera fuerza y aceleración, sin embargo aceleración y masa son inversas entre sí. Al variar la fuerza y aceleración se ha obtenido un error de 4.01% con masa constante y la regresión de tipo lineal, al varias la fuerza y la masa, la aceleración es constante representando una regresión lineal, con un error de 3.89%, y por último varia la aceleración y la masa manteniendo una fuerza constante, esta última representa una regresión inversa con un error de 5.37%.

Palabras claves— Masa, aceleración, fuerza, Segunda Ley de Newton.

[pic 2]

  1. INTRODUCCION

Esta práctica deduce la relación entre las magnitudes físicas que componen la segunda ley de Newton para una masa constante F=ma, para llevarlo a cabo se crea un montaje en dónde una partícula (la masa) se mueve a lo largo de un riel que posee baja fricción, de esta forma se podrán medir las tres variables mediante tres actividades, en cada actividad una de las variables se mantendrá constante.

En la primera actividad varían fuerza y masa aumentando la masa del carrito bajo un mismo ángulo dentro del sistema, por lo que la aceleración se mantiene constante. En la segunda actividad se varían fuerza y aceleración cambiando de posición el ángulo sobre el riel, la masa será constante. Y en la tercera actividad la fuerza será constante por lo que varía la aceleración cambiando el ángulo y la masa del carrito.

Para llevar a cabo la práctica se debe tener ayuda del dinamómetro, es un dispositivo transparente que consta de un resorte en la parte interna que al deformarse ejerce un movimiento al interno del aro que permite medir la fuerza ejercida por un objeto (el carrito), también se utiliza el riel anclado a un soporte universal, para poder variar el ángulo de inclinación, lo que permite variar la aceleración del carrito. Otro instrumento es el kit de pesas, las cuales contienen pesos entre 5-10-15-20-50-100 gramos y un cronometro con el que se miden los tiempos de desplazamiento del carrito sobre el riel.

Al llevar a cabo la práctica surgen algunas incógnitas las cuales se plantean de la siguiente manera: ¿Cuál es la relación entre fuerza, masa y aceleración?, ¿Cuál es la relación entre fuerza y masa cuando la aceleración es constante?, ¿Cuál es la relación entre fuerza y aceleración cuando la masa es constante?, ¿Cuál es la relación entre masa y aceleración cuando la fuerza es constante? Se estima que la aceleración se produce cuando una fuerza actúa sobre un cuerpo y su masa por tanto la aceleración de un cuerpo está dada por la fuerza que actúa sobre él dividida en su masa; también se estima que cuanto mayor sea la fuerza que se aplique sobre un cuerpo con masa constante, mayor será su aceleración por lo que la relación entre masa y aceleración es inversa.

Aparte de lo anteriormente expuesto se plantea el realizar las tablas y gráficas de la fuerza en función de aceleración cuando su masa es constante, así mismo de la fuerza en función de la masa con aceleración constante y por último de aceleración en función de la masa cuando la fuerza es constante.

  1. MARCO TEÓRICO

Segunda Ley de Newton: Es la que determina la relación proporcional entre fuerza y variación de la cantidad de movimiento lineal de un cuerpo, en otras palabras, la fuerza es directamente proporcional a masa y aceleración de un cuerpo {1}. En la figura 1 se puede ver como la fuerza neta es la suma de las fuerzas que actúan sobre el objeto en movimiento, entonces es claro que la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él, e inversamente proporcional a su masa:

                                                                                   (1)[pic 3]

[pic 4]

Figura 1. Segunda Ley de Newton. Fuente: http://www.ecured.cu/Segunda_Ley_de_Newton

Si se elige una constante de proporcionalidad, se relaciona la masa, aceleración y fuerza por medio de la siguiente ecuación de la segunda ley de Newton

                                                                             (2)[pic 5]

En la ecuación (2) se expresa uno de los métodos para hallar la fuerza ejercida en una partícula, dónde m es la masa de la partícula y  es su aceleración. Esta ecuación es válida solo cuando la rapidez del objeto es menor que la rapidez de la luz. [pic 6]

Fuerza Neta: Es la suma vectorial de todas las fuerzas que actúan sobre un objeto. Al desarrollar un problema con la segunda ley de Newton, es necesario determinar la fuerza neta ejercida sobre el objeto.

                               (3)[pic 7][pic 8][pic 9]

La ecuación (3) es una expresión vectorial, por lo tanto, es equivalente a tres ecuaciones componentes.

Masa: Es la propiedad de un objeto que permite resistir los cambios de velocidad, la unidad de media en el sistema inglés es kilogramo.

Aceleración: Es la magnitud vectorial que indica el cambio de velocidad por unidad de tiempo. La unidad de medida en el sistema inglés es m/s2.

...

Descargar como (para miembros actualizados)  txt (32 Kb)   pdf (620.5 Kb)   docx (1.3 Mb)  
Leer 27 páginas más »
Disponible sólo en Clubensayos.com