SEGUNDA LEY DE NEWTON

PRACTICA N0 8 SEGUNDA LEY DE NEWTON

OBJETIVOS

• Desarrollar los conceptos de fuerza, masa y aceleración.

• Verificar el cumplimiento de que la fuerza es igual a la masa por la aceleración.

• Estudiar los conceptos básicos de la dinámica.

• Analizar las diferentes graficas que nos ayuden a entender el movimiento

MARCO TEORICO

La dinámica es parte de la mecánica y se encarga de estudiar las fuerzas que intervienen en un movimiento y las leyes que lo rigen a diferencia de la cinemática.

Segunda Ley de Newton

La aceleración que un cuerpo adquiere es directamente proporcional a la resultante de las fuerzas que actúan en él, y tiene la misma dirección y el mismo sentido que dicha resultante.

R = m a, o bien, å F = m a.

Consideremos un cuerpo sometido a la acción de varias fuerzas (F1, F2, F3, etc.). Sabemos que al suceder esto, es posible sustituir el sistema de fuerzas por una fuerza única, la resultante R del sistema.

La aceleración que el cuerpo vaya a adquirir por la acción del sistema de fuerza, se obtendrá como si el cuerpo estuviese sometido a la acción de una fuerza única, igual a R. La ecuación F = m a será en este caso, sustituida por R = m a, y el vector a tendrá la misma dirección y el mismo sentido que el vector R. La ecuación R = m a es la expresión matemática de la Segunda Ley de Newton en su forma más general.

La Segunda Ley de Newton es una de las leyes básicas de la mecánica, se utiliza en el análisis de los movimientos próximos a la superficie de la tierra y también en el estudio de los cuerpos celestes.

El mismo Newton la aplicó al estudiar los movimientos de los planetas, y el gran éxito logrado constituyó una de las primeras confirmaciones de esta ley.

La masa de un cuerpo es el cociente entre la fuerza que actúa en el mismo, y la aceleración que produce en él, o sea:

m = F / a.

Cuanto mayor sea la masa de un cuerpo, tanto mayor será su inercia; es decir, la masa de un cuerpo es una medida de la inercia del mismo.

COMPETENCIA

El estudiante demostrara experiencia la segunda ley de newton partiendo da las relaciones:

• Aceleración en función de la fuerza

• Aceleración en función de la masa

MATERIALES

• Carril con colchón de aire con soplador

• Sensor de polea

• Juego de masas

• Deslizador

• Panel de control con interface

• Hilo

• Balanza

• Electroimán

PROCEDIMIENTO.

F c = mc*g

m s = m d + m c

as = aceleración del sistema

m d = masa del deslizador

m c = masa que cuelga

F c = fuerza que cuelga

T = tensión

g = gravedad = 980 cm/s2

m s = masa del sistema = md + mc

Aceleración directamente proporcional la Fuerza

a s ∞ F c ; m s = constante

Colocar mc = 5 g de masa que cuelga del hilo y 10g sobre el deslizador (md+10g). Sujetar el

Deslizador al electroimán. Elegir la aplicación de MRUA en el programa. Encender el

Soplador, activar el sensor de polea y realizar la corrida. Tabular los datos desplegados por

El programa. Repetir el procedimiento con mc =10 g y mc =15 g que cuelguen del hilo y

M d+5 g y md+0 g en el deslizador para mantener la masa del sistema constante

Aceleración inversamente proporcional a la Masa.

as ∞ 1/m s ; F c = constant

Para mantener la fuerza constante, debemos colocar mc = 10g. de masa que cuelga

En las tres corridas

Colocar md+0 g en el deslizador para la primer corrida. Sujetar el deslizador al electroimán.

Elegir la aplicación de MRUA en el programa. Encender el soplador, activar el sensor de polea y realizar la corrida. Tabular los datos desplegados por el programa. Repetir el procedimiento con md+50 y md+100 g de masa en el deslizador.

CONCLUSIONES

• Teóricamente el objeto debe seguir una trayectoria vertical dada por la ecuación.

• Dada las variables recogidas en la práctica pudimos establecer los tiempos de lanzamiento y la altura en la cual fue lanzado.

0 Ts Xcm Lnx Vcm Lnt (s)

1 0,2 0,1 -2,30 0,5 -1,09

2 0,4 1,3 0,26 3,25 -0,916

3 0,6 4,2 1,43 7 -0,5108

4 0,8 8,6 2,151 10,75 -0,2231

5 1 14,7 2,6878 14,7 0

6 1,2 22,4 3,109 18,67 0,182

7 1,4 31,8 3,459 22,71 0,33640

8 1,6 42,7 3,754 26,68 0,47000

Xcm ACELERACION Vf

0 0 32,81 0

1 7 32,81 6,56

2 37 32,81 13,12

3 90 32,81 19,69

4 166 32,81 26,25

5 265 32,81 32,81

6 387 32,81 39,37

7 532 32,81 45,93

8 700 32,81 52,49

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