Experimento 8 de Fisica Mejoradp Apar El Miecoles

Experimento 8

SEGUNDA LEY DE NEWTON OBJETIVOS Verificar experimentalmente la e!"n#a le$ #e ne%ton &ATE'IALES

()ipero electr*nico $ +"ente #el c)ipero conexione para aire comprimi#o

.apel electr*nico tama/o A0

.apel ,on# tama/o A0

Un #ico #e 12cm #e #i3metro 1

Ta,lero Ta,lero con "perficie #e -i#rio $

Un ni-el #e ,"r,"4a Informe

Do reorte Una re!la #e

!ra#"a#a en mil5metro

 6 ,lo7"e #e peo #iferente

 MARCO TEORICO

SISTEMA DE REFERENCIA INERCIAL

2

Informe

1m

.ara enten#er me4or el i!nifica#o #e la e!"n#a le$ #e ne%ton e con-eniente tener  "na i#ea #e 7"e e "n itema #e referencia inercial a5 en mec3nica e #ice 7"e "n itema #e referencia e inercial i en l e c"mplen la le$e #e Ne%ton9 E encillo #emotrar 7"e #a#o "n itema inercial c"al7"ier otro en repoo relati-o o mo-in#oe repecto al primero con -eloci#a# "niforme e tam,in inercial9 .or el contrario: "n itema en rotaci*n o: m3 !eneralmente: mo-in#oe con aceleraci*n repecto a "n itema inercial neceariamente e "n itema no;inercial: $ en l la f"er
 SEGUNDA LEY DE NEWTON La e!"n#a le$ #el mo-imiento #e Ne%ton #ice 7"e el cam,io #e mo-imiento e proporcional a la f"erc"$a maa no tiene por 7" er contante? act=a "na f"er
Don#e e la canti#a# #e mo-imiento $ la f"erneta?9 Si "ponemo la maa contante $ no mane4amo con -eloci#a#e 7"e no 3

Informe

"peren la -eloci#a# #e la l"< po#emo reecri,ir la ec"aci*n anterior i!"ien#o lo i!"iente pao@ Sa,emo 7"e e la canti#a# #e mo-imiento: 7"e e p"e#e ecri,ir m9V #on#e m e la maa #el c"erpo $ V " -eloci#a#9

(oni#eramo a la maa contante $ po#emo ecri,ir aplican#o eta mo#ificacione a la ec"aci*n anterior@

"e e la ec"aci*n f"n#amental #e la #in3mica: #on#e la contante #e proporcionali#a#: #itinta para ca#a c"erpo: e " maa #e inercia9 Veamo lo i!"iente: i #epe4amo m #e la ec"aci*n anterior o,tenemo 7"e m e la relaci*n 7"e exite entre $ 9 E #ecir la relaci*n 7"e )a$ entre la f"er"na !ran maa? e #ice 7"e tiene m"c)a inercia9 E por eta ra<*n por la 7"e la maa e #efine como "na me#i#a #e la inercia #el c"erpo9 .or tanto: i la f"er
 

.'O(EDI&IENTO 4

Informe

 A9 o,tenci*n #e "na tra$ectoria ,i#imenional #el #ico 19 fi4amo lo reorte $ el #ico como e m"etra en la fi!"ra 19colocamo "na )o4a #e papel ,on#A0 o,re el papel elctrico C9 mar7"e lo p"nto fi4o #e ca#a reorte en A $ B 09 A,rimo la lla-e #el aire comprimi#o mo#era#amente 9 Un et"#iante manten#r3 fi4o el #ico aproxima#amente entre el centro #el ta,lero $ "na e7"ina #e ete9 S" compa/ero pren#era el c)ipero $ "n intante #ep" el primer et"#iante oltara le #ico 9el #ico )ar3 "na tra$ectoria 7"e e cr"
+i!"ra 1

+i!"ra C

5

fi4amo la poici*n #el #ico $ practicamo )ata encontrar la tra$ectoria #eea#a

tra$ectoria #ecrita por el #ico

Informe

B9 (ali,raci*n #e lo reorte F9 (on centro en A $ con ra#io i!"al a la lon!it"# nat"ral fi4amo en ee p"nto "na emi circ"nferencia en el papel ,on# #on#e eta re!itra#a la tra$ectoria $ repetimo el mimo proce#imiento para el reorte fi4o B9 89 &e#imo la elon!aci*n m3xima 7"e )a teni#o ca#a reorte #"rante el experimento9 9 Uan#o el mto#o #ecrito en el experimento NHC )allamo la c"r-a #ca#a reorte cali,raci*n9 Uamo la maa #e 12!: C2!: 62!: 122!: C22! )ata 7"e o,ten!amo la mima elon!aci*n m3xima 7"e el re!itro en la tra$ectoria (AL(ULOS Y ANALISIS DE 'ESULTADOS 19 preentamo la c"r-a #e cali,raci*n #e ca#a reorte 'ESO'TE A

+@ .eo 7"e e4ercen la maa o,re el reorte; @ Elon!aci*n #el reorte AKL K L  L2 >cm? ENLOGA(I ON >? en cm 6966 C966 196 0966 96

+UE'MA> +? en N 19 19 29F 198 C9F

TABLA 1H ete c"a#ro no m"etra "na relaci*n #irecta #e la f"er
#eformaci*n  (U'VA DE (ALIB'A(ION DEL 'ESO'TE A

6

Informe

FUERZA VS ELONGACION 3 2.5 f(x) = 0.2 6x + 0.67

2

fuerxa (N) 1.5 1 0.5 0 1

2

3

4

5

6

7

 elongacion (cm)

+i!"ra NH0

la !r3fica no in#ica la f"er
La ec"aci*n #e la !r3fica + -9 x #el reorte A e@  y =0.262 x + 0.6746

Entonce: la pen#iente e i!"al a la contante > k ? #el reorte A@ k  A =00.262  N . cm

−1

+@ .eo 7"e e4ercen la maa o,re el reorte; @ Elon!aci*n #el reorte BKL K L  L2 >cm? 'ESO'TE B Elon!aci*n> +UE'MA>+ ? ? En cm  EN N 89C 19 9 19 C98 29F 691 198 89 C9F TABLA NHC #irecta #e la f"er
7

ete c"a#ro no m"etra "na relaci*n

Informe

(U'VA DE (ALIB'A(ION DEL 'ESO'TE B

FUERZA VS ELONGACION 3 2.5 f(x) = 0. 21x + 0.48

2

fuerza (N) 1.5 1 0.5 0 2

3

4

5

6

7

8

9

elong acion (cm)

+i!"ra H

la !r3fica no in#ica la f"er
La ec"aci*n #e la !r3fica + -9 x #el reorte B e@  y =0.2135 x + 0.4774

Entonce: la pen#iente e i!"al a la contante > k ? #el reorte B@ −1

k B=0.2135  N . cm

 C9Determinamo en Ne%ton el m*#"lo #e la f"erN? re"ltante 7"e lo reorte e4ercieron o,re el #ico en lo p"nto 8:10 $ 18 #e la tra$ectoria9 En el papelote

09 Di,"4amo a ecala o,re lo p"nto in#ica#o >en el papelote? #e la tra$ectoria: el repecti-o -ector re"ltante 9 Determinamo aproxima#amente el -ector -eloci#a# intant3nea en lo intante tK F96tic $ 896 tic 9 .ara ello efect"amo la i!"iente operaci*n -ectorial9 1

>(oni#eran#o 7"e "n 1 ticP1

8

40

 ?

Informe

.rimero proce#eremo a )allar la -eloci#a#e en #o p"nto #e " entorno@ V   >F96? K

r ( 8 )−r ( 7 ) 1 tick 

 K

( 10.7 ; 20.8 ) cm− (10.6 ; 22.2 ) c m =¿ >292 1 s / 40

;296?mQ V 

 >896? K

r ( 9 )−r ( 8)

K

1 tick 

( 10.8 −19.3 ) cm−( 10.7 ; 20.8 ) cm =¿ >2926;29 ?mQ 1 s / 40

69 Determine !eomtricamente la aceleraci*n intant3nea en el intante t K8 tic9  A)ora )allamo la aceleraci*n "tili
>8? K

V  ( 8.5 ) −V  (7.5 ) 1 tick 

 K

( 0.05 ; −0.6 ) m / s −( 0.04 ;− 0.56 ) m / s =¿ >29;19C?Q 1 s / 40 2

m/s

.or lo tanto@ I

a

⃗

 >8? I K19 mQC

9 "an#oel mimo criterio 7"e en lo pao  $ 6: #etermine la aceleraci*n en lo intante tK10 tic $ t K 18 tic9 En el p"nto t K 10 tic@ .rimero proce#eremo a )allar la -eloci#a#e en #o p"nto #e " entorno@ V 

>1C96? K

r ( 13 )−r ( 12 ) 1 tick 

( 15.2 ; 0.13 .7) cm−( 13.6 ; 014.8 ) cm =¿ >29;  K 1 s / 40 29?mQ

V 

 >1096? K

r ( 14 )−r ( 13) 1 tick 

K

( 16.7 ; 13.1 ) cm−( 15.2 ; 13.7 ) cm =¿ >292;29C?mQ 1 s / 40

 A)ora )allamo la aceleraci*n "tili
 >10? K

V  ( 13.5 )−V  ( 12.5) 1 tick 

( 0.96 ; −0.16 ) m / s −( 0.72 ; −0.70 ) m / s =¿ >99C? K 1 / 40 2

m/s

.or lo tanto@

9

Informe

I

a

⃗

 >10? I =C9C mQC

En el p"nto t K 18 tic : .rimero proce#eremo a )allar la -eloci#a#e en #o p"nto #e " entorno@ V 

 >1F96? K V  ⃗

r ( 18 )−r ( 17 ) 1 tick 

 >1896? K

 K

r ( 19)− r ( 18 ) 1 tick 

( 25.6 ; .12 .7) cm−( 23.20 ; 12.3 ) cm =¿ >29 291?mQ 1 s / 40 ( 27.4 ; 13.40 ) cm −( 25.60 ; 12.70 ) cm =¿ >29FC  K 1 s / 40 ;29F2?mQ

 A)ora )allamo la aceleraci*n "tili
 >18? K

V  ( 18.5 )−V  ( 17.5)

 K

1 tick 

( 0.96 ; −0.16 ) m / s− ( 0.72 ; −0.70 ) m / s =¿ >92 1 s / 40 9C1?mQ s

2

.or lo tanto@ I a  >18? IK109C8 mQ C ⃗

89 Determine la relaci*n entre lo m*#"lo #el -ector f"er
INSTANTE >TI(R?

&*#"lo #e mQC 19 C9C 109C

692 6962 91

⃗

8 10 18 9 Definien#o la i!"iente

a

&*#"lo #e  F  >N?

θ

 An!"lo θ >!ra#o exa!eimale 

+Qa >R!?

091 C90 290

como el 3n!"lo entre lo -ectore + $ a en ca#a intante: llene

ta,la NH0 el c"a#ro anterior no m"etra la la f"er
10

Informe

CONCLUSIONES

Si lo experimento er5an reali
S"!erencia El #e!ate f5ico #e lo materiale "a#o: como lo reorte 7"e $a no e p"e#en coni#erar i#eale9  Tener c"i#a#o al manip"lar el #ico p"e po#r5a li,erare #e lo reorte: ca"an#o #a/o a lo 7"e lo manip"lan &ientra ma$or ea la #itancia 7"e recorra la part5c"la en et"#io: tanto m3 exacto er3n lo c3lc"lo #e -eloci#a# $ aceleraci*n intant3nea &ientra el c)ipero electr*nico ete operati-o e-ite tocar el papel elctrico: $ el #ico met3lico: para poner el #ico en mo-imiento t*melo #el man!o #e ma#era En el experimento e )a "a#o !ra-e#a# ! K 981mQC ai como l a frec"encia − "a#a #el c)ipero f"e #e 2 
OBSE'VA(IONES

11

Informe

No e coni#er* la maa #e lo reorte para el c3lc"lo #e la contante #e lo reorte por er #eprecia,le9 .ara o,tener el -alor #e la contante con ma$or exactit"# e #epreci* " peo a5 como la reitencia #e ete9 De,i#o a 7"e la f"er
UNIVE'SIDAD NA(IONAL DE INGENIE'A + A(ULTAD DE INGENIE'A EL(T'I(A: ELE(T'NI(A Y TELE(O&UNI(A(IONES IN+O'&E DE LABO'ATO'IO NH (U'SO@ +SI(A I (DIGO@ C21100CJ SE((IN &X (I(LO 1 12

Informe

INTEG'ANTE@ ('DENAS &O'AN . AUL LESTE'

.'O+ESO'ES@

LIMA – PERÚ 

Bi,lio!raf5a  Alono: &arcelo Y +inn: E#%ar# J9 >12?9 +5ica@ &ec3nica9 EE9UU9@ E#it9 +EISA Ser%a$9 +5ica9 E#itorial &cGra%;ill >1C?9 &an"al #e la,oratorio #e f5ica !eneral  UNI 9C211;C 5ica I9 (inem3tica: Din3mica $ Ener!5a9 Jo Vicente (aa: Jo" Geral# onton Intro#"cci*n a lo concepto $ teor5a #e la ciencia f5ica e#itorial re-ert: S9A9

13

Informe