INFORME DE LABORATORIO
SEGUNDA LEY DE NEWTON
Abad Ramírez Amada Amada Mercedes, Acosta Acosta Otero Amarilis Amarilis Mabel, Morelo Correa Daniela, Perdomo Mendoza Daniela Sofía Facultad de ingenierías Universidad de córdoba _____________ ____________________ ______________ _____________ _____________ ______________ ______________ _____________ _____________ _________ __
RESUMEN En la práctica de la segunda ley de newton se tomaron diferentes masas, la masa 1, la masa del carrito y la masa que está sujeta al sistema masa 2, con el objetivo de comprobar la relación funcional entre la fuerza, la aceleración y la masa. Esto se izo aumentando la masa del carro para as! mirar el comportamiento que tomaba cuando se aumentó la masa , se logró ratificar que la fuerza es inversamente proporcional a la mas esto quiere decir que a medida que se aumenta la masa la fuerza disminuye, pero de la misma manera se logró comprobar la relación de la fuerza con el producto de la masa por la relación de esta manera se establece con los datos tomados y con el comportamiento de la gráfica la relación directamente proporcional entre estas logrando as! comprobar la segunda ley de newton e"perimentalmente. e"perimentalmente. _______________________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ______________
OBJETIVOS •
Determinar la relación fncional !e e"iste e"iste entre entre aceler aceleraci ación# ón# fer$ fer$a a % masa de n cer&o'
1. TEOR TEORÍA ÍA RELA RELACI CION ONAD ADA A La (e)nda Le% de Ne*ton establece lo si)iente+ La aceleración de n ob,eto es direct directame amente nte &ro&o &ro&orci rcion onal al a la fer$a fer$a neta !e act-a sobre .l e inversamente &ro&orcional a s masa' De esta esta forma forma &ode &odemos mos relac relacion ionar ar la fer$a % la masa de n ob,eto con el si)iente ennciado+
Una bena e"&licación &ara la misma es !e !e esta establ blec ece e !e !e siem siem&r &re e !e !e n cer cer&o &o e,er e,erce ce na na fer fer$a $a sobr sobre e n se) se)nd ndo o cer cer&o &o## el se) se)nd ndo o cer cer&o &o e,erce na fer$a sobre el &rimero c%a ma)n ma)nit itd d es i)a i)al# l# &ero &ero en dire direcc cció ión n contraria a la &rimera' Tambi.n Tambi.n &odemos deci decirr !e !e la se) se)nd nda a le% le% de Ne*t Ne*ton on res&onde la &re)nta de lo !e le scede a n ob,eto ,eto !e tie tiene na fer$a r$a reslt resltan ante te difer diferen ente te de cero cero acta actand ndo o [1] sobre el '
MATERIALES Y EQUIPOS Paso (
•
Riel de aire (o&lador
•
Desli$ador &ara riel de aire
•
Diafra)ma L/ 011mm
•
(istema de arran!e
•
Im2n de retención con enc3fe
•
•
To&e a,s a,sta tabl ble e 4or! 4or!i ill lla a enc3fe Barrera ó&tica com&acta
•
5ontador 676
•
Tr8&ode
con con
;ara ;ara determ determin inar ar la aceler aceleraci ación ón como como na fnción de la masa# se amenta &ro)resivamente la masa del desli$ador 9=1): con &esas de <1) 901) a cada lado:' Use na masa de 01 )ramos &ara acelerar el sistema' Anote los resltados de &osición contra tiem& tiem&o o &ara &ara cada cada masa masa sando sando las tablas tablas ad,ntas'
RESULTADOS TABLAS ADJUNTAS+ PASO 1.
MONTAJE Y PROCEDIMIENTO
La asa $"l !a##o ! a##o "s !o%s,a%,"- (11*.
5olo!e el diafra)ma en la &osición de salida % f8,el f8,elo o con el sistem sistema a ma)n.t ma)n.tico ico## el &eso &eso 9fe 9fer$ r$a a acel aceler erad ador ora: a: debe debe ser ser colo coloca cado do ad%acente a la &olea de la barrera ó&tica' ;osicione el retenedor de tal manera !e el diafra)ma se deten)a ,sto antes de !e el &orta &esas lle)e al selo'
Paso 1 ;ara ;ara determ determina inarr la aceler aceleraci ación ón como como na fnción de la fer$a# la masa del desli$ador &erman &ermanece ece consta constante nte % scesi scesivam vament ente e se colo coloca can n masa masas s de <) en el &ort &orta a &esas &esas'' Anote los resltados de &osición contra tiem& tiem&o o &ara &ara cada cada masa masa sando sando las tablas tablas ad,ntas' Observación+ la asa a!"l"#a$o#a %o $"&"
so&#" 'asa# los ()*.
TABLAS TABLAS ADJUNTAS+ ADJ UNTAS+ PASO (.
La asa $" la '"sa "#a !o%s,a%,"- 1 *
t2(seg) X(mm) 0 0 0,643204 215 1,252161 385 2,019241 590 2,6896 763
R"sl,a$os 8 *#<20!a = ( 'a#a la asa $" 11*.
EVALUACI/N 1. R"al R"al0! 0!" " %a %a *#a2 *#a20! 0!a a $" 3 4s. 4s. ,( 'a#a !a$a !a$a 4al 4alo# o# $" 2"#5a 2"#5a a!" a!"l"# l"#a$o a$o#a #a sa%$o los 4alo#"s $" las ,a&las a$6%,as $"l 'aso 1. A 'a#,0# $" !a$a *#a20!a o&,"%*a "l 4alo# $" la a!"l"#a!07% $"l s0s,"a 8 !o%s,#8a la ,a&la $" a!"l"#a!07% "% 2%!07% $" la 2"#5a a!"l"#a$o#a 9Ta&la1:.
R-; R"sl,a$os 8 *#<20!a =1 'a#a la asa $" 1)*.
t2(seg) X(mm) 0 0 0,597529 215 1,159929 385 1,865956 590 2,483776 763
R"sl,a$os 8 *#<20!a = > 'a#a la asa $" 1>*.
t2(seg) X(mm) 0 0 0,512656 215 0,996004 385 1,605289 590 2,137444 763
R"sl,a$os 8 *#<20!a = ? 'a#a la asa $" 1*. t2(seg) X(mm) 0 0 0,455625 215 0,887364 385 1,432809 590 1,909924 763
t2(seg) X(mm) 0 0 0,410881 215 0,795664 385 1,279161 590 1,700416 763
La acelera leraci ció ón de cad cada )r2fi r2fic ca se obtiene a &artir de la &endiente de cada a =2 m )r2fica as8+ # % la fer$a se 3a%a mediante la si)iente ecación+ m2 F =m 1 ∗g . De esta forma se m1 + m2
(
)
&ede reali$ar la tabla de la aceleración vs fer$a' ♣
Aceleración+ Aceleración+ a =2 m
(
mm
(
mm
(
mm
a1= 2 290,67
a2= 2 314,54
R"sl,a$os 8 *#<20!a = 'a#a la asa $" 1@*.
a3 =2 365,66
2
s
2
s
2
s
)
581,34
)
629,08
)
732,32
=
=
=
mm s
2
mm s
2
mm 2
s
(
mm
a 4=2 409,55,
(
a5 =2 459,1 La
s
mm 2
s
2
)
)
=
acel aceler erac ació ión n
=
F 4=137,24
819,
F 5 =211 g
918,2
s
2
estar2 re&resentado en al tabla' ♣
211 g + 17 g
F 5 =154,18
. (e convierte de mm a m'
2
s
17 g
debe debe
m estar en
(
g .m
g . m 2
s
Las nidades de Fer$a
Fer$a
F =m 1
(
)
m2
∗
m1 +m2
F 1= 211 g
(
F 1= 93,56
F 2 =211 g
g
10 g 211 g + 10 g
)
9
∗
g . m
(
s
2
11 g 211 g + 11 g
F 2 =102.46
Kg . m
)
∗
9
deben ser
2
s
a(m/s2) 0,5813
F 3 =211 g
(
211 g + 13 g
)
9
∗
0, 6290 6290 0,7323
F 3 =120,006
F 4=211 g
(
0,8191
g . m 2
s
15 g 211 g + 15 g
# convertimos de )
a >)' >)' Estar Estar2n 2n re&re re&rese senta ntado dos s en la tabla'
g . m
13 g
2
s
0,9182
)
9
∗
F(N) 0,093 0,102 0,120 0,137 0,154
(. Co% Co% los $a,o $a,oss #"* #"*0s 0s,# ,#a$ a$os os "% la ,a&la 1 #"al0!" la *#<20!a a 4s. . Q ,0'o $" *#a20!a s" o&,0"%"
)
∗
9,8
m 2
s
E'l0F" $",alla$a"%," "l !o'o#,a0"%,o $" "s,a *#<20!a. )r2fica es R;- esta )r2fica de ti&o lineal# s com&ortamiento es !e es directamente &ro&orcional? a medida !e la aceleración amenta la fer$a amentara tambi.n'
>. Cal!l" la '"%$0"%," $" "s,a *#a2 *#a20! 0!aa Q Q %0$ %0$a$ a$"s "s 'os" 'os"" " Q Q s0*%02 s0*%020!a 0!a$o $o 2s0!o 2s0!o ,0"%" ,0"%" A 'a#,0# $" "s," #"sl,a$o !al!l" "l 4alo# $" la asa a!"l"#a$a 8 !o'<#"lo !o% "l 4alo# "$0$o "% "l la&o#a,o#0o Co%!ls0o%"s R;- La &endiente de la )r2fica de a 4s es+ H+( las nidades !e &osee son 0@>)' Es la constante &ro&orcional entre la fer$a % la aceleración'
R"sl,a$os 8 *#<20!a =( 'a#a la asa $" (>1* $"l !a##o. t^2( t^ 2(se seg) g) 0 0,4942 0,9604 1,5450 2,0564
X(mm X(mm)) 0 215 385 590 763
?. Co% los los $a,os a,os #"*0s #"*0s,,#a$ #a$os "% la ,a&la ( #"al0!" la *#<20!a a 4s. M. Q ,0'o $" *#a20!a s" o&,0"%" E'l0F" $",alla$a"%," "l !o'o#,a0"%,o $" "s,a *#<20!a. R;- reali$amos &rimero las )r2ficas &ara le)o 3allar la aceleración' La masa < es constante de 0=)'
R"sl,a$os 8 *#<20!a =1 'a#a la asa $" (11* $"l !a##o. t^2( t^ 2(se seg) g)
X(mm X(mm))
0
0 215
0,456 0,887 1,433 1,910
t^2( 2(se seg) g) 385 t^ 0 590 0,5300 763 1,0302 1,6589 2,2082
R"sl,a$os 8 *#<20!a => 'a#a la asa $" (1* $"l !a##o.
X(mm X(mm)) 0 215 385 590 763
R"sl,a$os 8 *#<20!a =? 'a#a la asa $" (@1* $"l !a##o. t^2( t^ 2(se seg) g) 0 0,5700 1,1067 1,7822 2,3747
X(mm X(mm)) 0 215 385 590 763
R"sl,a$os 8 *#<20!a = 'a#a la asa $" (1* $"l !a##o. t^2( t^ 2(se seg) g) 0 0,6037 1,1729 1,8906 2,5186
X(mm X(mm)) 0 2 15 3 85 5 90 7 63
La acelera leraci ció ón de cad cada )r2fi r2fic ca se obtiene a &artir de la &endiente de cada a =2 m )r2fica as8+ # % la masa en >) es la masa masa del del carro carro &ero &ero esta esta 3a% 3a% !e !e &asarla a >) %a !e se encentra en )'
♣
Aceleración+ Aceleración+ a =2 m
(
mm
(
mm
(
mm
a1= 2 409,55
a2= 2 379,91
a3 =2 353,85
2
s
s
s
2
2
)
819,1
)
759,82
=
=
mm s
2
mm s
)
=
707,7
2
mm 2
s
(
mm
(
mm
a 4=2 329,18
a5 =2 310,39
La
s
s
acel aceler erac ació ión n
2
2
) )
=
=
658,3
620,7
debe debe
m estar en
s
2
. (e convierte de mm a m'
estar2 re&resentado en al tabla'
m1=211 211 g
(
m2=231 g
(
m3=251 g
m4= 271 g
m5=291 g
a(m/s2) 0,8191 0,7598 0,7077 0,6583 0,6207
( ( (
1 Kg 1000 g
1 Kg 1000 g
1 Kg 1000 g
1 Kg 1000 g
1 Kg 1000 g
)
=
)
0,211
=
)
=
)
=
)
=
0,231
0,251
0,271
0,291
m(Kg) 0,211 0,231 0,251 0,271 0,291
. A !o%,0%a!07% *#a20F" la a!"l a!"l"# "#a! a!07 07% % 9a: 9a: "% 2%! 2%!07 07% % $"l $"l
0%4"#so $" la asa 91;:. Q ,0'o $" *#a2 *#a20! 0!aa o&,0 o&,0"% "%" " Po# Po#F F" " Cal!l" la '"%$0"%," $" "s,a *#a2 *#a20! 0!aa Q Q %0$ %0$a$ a$"s "s 'os" 'os"" " Q Q s0 s0*% *%02 020! 0!a$ a$o o 2s0 2s0!o !o ,0"% ,0"%" " Co'a#" "l 4alo# $" la '"%$0"%," !o% "l 4alo# $" la 2"#5a a!"l"#a$o#a Q !o%!l8" 1/m( 1/m(Kg Kg)) 4,739336 49 4,329004 33 3,984063 75 3,690036 9 3,436426 12
a(m/ a(m/s s2) 0,8191 0,7598 0,7077 0,6583 0,6207
. Co'a#" las *#<20!as $" los '%, '%,os os ( 8 ? D"s! D"s!#0 #0&" &"% % a&a a&ass *#<20!as la 0sa s0,a!07%
BIBLIOGRAÍA •
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•
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Estas dos )r2ficas )r2ficas R;- Estas no describen la misma sitación# %a !e la &rimera
avs F
es directam directamente ente
&ro&orcional# a medida !e amenta la aceleración la fer$a tambi.n amenta? % la se)nda
avsm
es inversame inversamente nte
&ro &ro&orc &orcio iona nal# l# %a !e !e a medi medida da !e !e amenta la aceleración la masa dismin%e'
@. A 'a#, 'a#,0# 0# $" los los #"s #"sl, l,a$ a$os os $" los '%,os > 8 F" !o%!l8" rva !e R;- se observa estas estas dos )r2ficas )r2ficas son &ro&orci &ro&orcional onales# es# tienen similar com&ortamiento'
CONCLUSI/N Anali$amos Anali$amos como la masa % las distancia al vari variar arla las s nos nos arro arro,a ,aro ron n res reslt ltad ados os difere diferente ntes# s# mante mantenie niendo ndo n e!il e!ilibr ibrio io masa vs re)istro tiem&o# lo !e lleva a conclir !e se establece na &ro&orcionalidad entre las dos' 5onc 5oncl lim imos os !e !e la acel aceler erac ació ión n !e !e mostró el carro es inversamente &ro&orcional a la masa del ob,eto# % en ocasiones las mestras scesivas# daban como mar)en m2s de 0 s considerando !e !e fe fe n tra% tra%ec ecto to cort corto o' Esto Esto nos nos demestra# na ve$ m2s# !e los errores sist sistem em2t 2tic icos os est2 est2n n &res &resen ente tes s en los los e"&erimentos de laboratorio' Observamos Observamos como ambas fer$as# masa % aceleración son directamente &ro&orcionales# e inversas al tiem&o'
