Resumen: Para la práctica “Leyes de Newton”
Enviado por lucy02 • 10 de Octubre de 2015 • Ensayos • 2.707 Palabras (11 Páginas) • 178 Visitas
Resumen: Para la práctica “Leyes de Newton” se pretende conocer y aplicar las leyes de newton para un sistema de fuerzas. Primeramente utilizamos dos rieles y colocamos en la orilla una polea la cual sujetaba un hilo atado, en uno de sus extremos sostenía unas pesas mientras que en el otro una barra de madera, medimos distancia y el tiempo y así obtuvimos su aceleración. Para el segundo sistema solo inclinamos el riel a 11° aproximadamente y realizamos las mismas lecturas para ahora obtener la aceleración y el coeficiente de fricción. Enseguida y como último sistema colocamos la polea solo sujetada al soporte universal y las pesas y la barra de madera pendiendo de cada uno de los extremos del hilo sujeto a la polea, debíamos de encontrar la fuerza adecuada para que el sistema quedara en equilibrio y también realizamos las mismas operaciones para obtener su aceleración.
Introducción: Cualquier sistema de fuerzas se rige por las 3 leyes de newton que enseguida de citan, para cada una de ellas existen diferentes casos a los cuales se les pueden aplicar distintas acciones. En esta práctica se estudian parte de algunos de estos principios que en el laboratorio no se observan a simple vista, pero que son parte muy importante de cada sistema estudiado. Cuando a un objeto se le aplica una fuerza constituye una reacción de igual magnitud pero sentido opuesto, esto se puede apreciar en el primer experimento ya que las pesas ejercen una fuerza y la fricción entre el riel y el bloque de madera seria la fuerza opuesta. A continuación se explican cada una de estas leyes. 1era ley de Newton: Un cuerpo permanecerá en un estado de reposo o de movimiento uniforme, a menos de que una fuerza externa actúe sobre él. La primera ley de Newton, conocida también como Ley de inercia, nos dice que si sobre un cuerpo no actúa ningún otro, este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero). Como sabemos, el movimiento es relativo, es decir, depende de cual sea el observador que describa el movimiento. Así, ejemplo, para un pasajero de un tren, el interventor viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andén de una estación, el interventor se está moviendo a una gran velocidad. Se necesita, por tanto, un sistema de referencia al cual referir el movimiento. La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referencia conocidos como Sistemas de referencia inerciales, que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante. Es imposible encontrar un sistema de referencia inercial, puesto que siempre hay algún tipo de fuerzas actuando sobre los cuerpos, pero siempre es posible encontrar un sistema de referencia en el que el problema que estemos estudiando se pueda tratar como si estuviésemos en un sistema inercial. En muchos casos, por ejemplo, suponer a un observador fijo en la Tierra es una buena aproximación de sistema inercial. 2da ley de Newton: Siempre que una fuerza actúe sobre un cuerpo produce una aceleración en la dirección de la fuerza que es directamente proporcional a la fuerza pero inversamente proporcional a la masa. La ley nos dice que para que un cuerpo altere su movimiento es necesario que exista algo que provoque dicho cambio. Ese algo es lo que conocemos como fuerzas. Estas son el resultado de la acción de unos cuerpos sobre otros. La Segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. Nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relación de la siguiente manera: F = m a Tanto la fuerza como la aceleración son magnitudes vectoriales, es decir, tienen, además de un valor, una dirección y un sentido. De esta manera, la Segunda ley de Newton debe expresarse como: F = m a. La unidad de fuerza en el Sistema Internacional es el Newton y se representa por N. Un Newton es la fuerza que hay que ejercer sobre un cuerpo de un kilogramo de masa para que adquiera una aceleración de 1 m/s2, o sea, 1 N = 1 Kg · 1 m/s2 La expresión de la Segunda ley de Newton que hemos dado es válida para cuerpos cuya masa sea constante. Si la masa varia, como por ejemplo un cohete que va quemando combustible, no es válida la relación F = m · a. Vamos a generalizar la Segunda ley de Newton para que incluya el caso de sistemas en los que pueda variar la masa. Para ello primero vamos a definir una magnitud física nueva. Esta magnitud física es la cantidad de movimiento que se representa por la letra p y que se define como el producto de la masa de un cuerpo por su velocidad, es decir: p = m · v La cantidad de movimiento también se conoce como momento lineal. Es una magnitud vectorial y, en el Sistema Internacional se mide en Kg·m/s . En términos de esta nueva magnitud física, la Segunda ley de Newton se expresa de la siguiente manera: La Fuerza que actúa sobre un cuerpo es igual a la variación temporal de la cantidad de movimiento de dicho cuerpo, es decir, F = dp/dtDe esta forma incluimos también el caso de cuerpos cuya masa no sea constante. Para el caso de que la masa sea constante, recordando la definición de cantidad de movimiento y que como se deriva un producto tenemos: F = d(m·v)/dt = m·dv/dt + dm/dt ·v Como la masa es constante dm/dt = 0 Y recordando la definición de aceleración, nos queda: F = m a Tal y como habíamos visto anteriormente. Otra consecuencia de expresar la Segunda ley de Newton usando la cantidad de movimiento es lo que se conoce como Principio de conservación de la cantidad de movimiento. Si la fuerza total que actúa sobre un cuerpo es cero, la Segunda ley de Newton nos dice que: 0 = dp/dt
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