informe 5 - dinamica

Laboratorio Automatizado de Física UNMSM ________________________ ____________________________________ _________________________ _________________________ _______________ ___

ÍNDICE I.

Índ Ín dice. ice... .. ……………………………………………………………………………….…1

II. II.

Intr In trod oduc ucció ción. n... .. ………………………………………………………………….…..2

III.

Objetivos……………… Objetivos……………………………… ……………………………… ……………………………… ……………………… ……… ……...3

IV. IV.

Experimento…………… Experimento…………………………… …………………………… …………………………… ……………………… ……… ……….3 a.) Modelo Físico……………………………………………....3 b.) Diseño……………………………………………………...... 9 c.) Materiales… Materiales………………… ……………………………… ……………………………. …………….…… …… 9 d.) Variables Independientes……………………….....…11 Independientes……………………….....…11 e.) Variables Dependientes……………………………....11 Dependientes……………………………....11 f.) f.) Rangos Rangos de trabaj trabajo o ……………… ……………………… ……………… ………….… ….…… … 11 g.) rocedi!iento……………………………………….. …...11 ".) #n$lisis……………………………………….…..…. ……....1%

1

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i.) &'estiona &'estionario…… rio…………………… ……………………………… ………………………. ………. …..13

V.

Conclusiones………………… Conclusiones……………………………… …………………………… ……………………………… ………………… … ........1

VI.

!iblio"r#$%#………………… !iblio"r#$%#……………………………… …………………………… …………………………….. ……………........ ...... ........1&








Introducción Hasta Hasta este este moment momento o hemos hemos descr descrito ito al movimi movimient ento o de una partícula sin preguntarnos que lo causa. Este problema fue un tema central para la denominada Filosofía Filosofía Natural que sostenía la necesaria inu inuen enci cia a exter xterna na (una (una fuer fuerza za par para mant manten ener er un cuer cuerpo po en movimiento. !uando esta fuerza se acababa creían que el cuerpo se detenía volviendo a lo que consideraban su estado natural. "e esta suposici#n se desprendía que un cuerpo m$s pesado (ma%or fuerza interior debía caer m$s de prisa que un cuerpo liviano. Fue &alileo &alilei (')* + ')*, el primero en darse cuenta de lo falso de esta hip#tesis. "esde lo alto de la -orre de isa de/# caer0 desde la misma altura0 dos esferas de igual tama1o pero de diferente peso0 ambas ca%e ca%erron el mism mismo o tiem tiempo po.. (2i (2i no lo cree crees s toma toma dos dos ob/e ob/eto tos s de diferente peso % d3/alos caer desde una misma altura &alileo estudi# las causas del movimiento pero fue Ne4ton (')*' 5 '6,6 qui3n les dio forma % las compil# en tres principios a los que ho% llamamos principios de Ne4ton.








'#bor#torio N) *& DIN+,ICI.

II. II.

O!E/ E/IVO IVO. 

7eri8car la 2egunda 9e% de Ne4ton.



Establecer la relaci#n entre la fuerza % la aceleraci#n0 % la relaci#n que existe entre la masa del m#vil con respecto a la aceleraci#n.

E0E E0EI I,E ,EN/ N/O O -. 1.

,ODE ,O DE' 'O I4IC I4ICO O CONCE CONCE/O /O4 4 EV EVIO4 IO4 5 :!E9E;:!<=N. 9a acelerac aceleraci#n i#n es la magnitud física que física que mide la tasa de vari variac aci# i#n n de la velocidad respe espect cto o del tiempo. tiempo. Es una magn magnit itud ud vect vector oria iall con dimensiones de espacio>tiempo? espacio>tiempo? (en unidades del sistema internacional internacional se usa generalmente @m>s?A. No debe confundirse la 7elocidad con con la acel aceler erac aci# i#n0 n0 pues pues son son conc concep epto tos s dist distin into tos0 s0 acel aceler erar ar no sign signi8 i8ca ca ir m$s m$s r$pi r$pido do00 sino sino cambiar de velocidad a un ritmo dado.

5 FBE;C:. 2e le llama fuerza a cualquier acci#n o inuencia capaz de modi8car el estado de movimiento o de reposo de un cuer cuerp po0 es deci decirr0 de imp imprimir imirle le una una aceleraci#n modi8cando su velocidad. velocidad.

5 D:2:. 9a masa es la medida de la inercia de un cuerpo cuerpo.. :unque es frecuente que se de8na como la cantidad de








5 !:N-<":" "E D=7s m>s que0 en mec$nica mec$nica cl$sica cl$sica00 se de8ne como el prod produc ucto to de la masa masa del cuerpo multiplicada por su velocidad en un instan instante te deter determin minado ado.. En cuanto cuanto al Disc'r 'rso sos s sobr sobre e dos dos nombre &alile &alileo o &alile &alileii en su Disc n'e(as n'e(as cienci ciencias as usa el t3rmino italiano i!peto0 mientras que
5 9:N=
2.

6-'I 6-'I'E 'EO O 6-'I 6-'I'E 'EII &alileo &alilei (isa (isa00 ' de febrero de febrero de ')* + ')* + Florencia0 Florencia 0 J de enero de ')*,0 ')*,0 fue un astr#nomo0 astr#nomo 0 8l#sofo0 8l#sofo0 matem$tico % físico que que estu estuvo vo relac elacio iona nado do estr estrec echa hame ment nte e con con la revoluci#n cientí8ca. cientí8ca. Emin Eminen ente te homb hombrre del del ;enacimiento0 ;enacimiento0 mostr# mostr# inter3s inter3s por casi todas todas las ciencias % artes (msica0 msica0 literatura0 literatura0 pintura. pintura. 2us logr logro os incl inclu% u%en en la me/or e/ora a del telescopio0 telescopio0 gran variedad de observaciones astron#micas0 astron#micas0 la primera le% del movimiento % movimiento % un apo%o determinante para el copernicanismo. copernicanismo. Ha sido considerado como el Kpadre de la astronomía modernaK0 modernaK0 el Kpadre de la física modernaK % el Kpadre de la cienciaK. 2u traba/o experimental es considerado complementario a los los escr scritos itos de Francis rancis Lacon Lacon en el establ estableci ecimie miento nto del moderno m3todo m3todo cientí cientí8co 8co % su carr arrera era cien cienttí8ca í8ca es comp comple leme ment ntar aria ia a la de Mohannes epler epler.. 2u trab traba/ a/o o se considera una ruptura de las asentadas ideas aristot3licas % aristot3licas % su enfr enfren enta tami mien ento to con con la







2ir
.

DIN+ IN+,I ,IC C9a din$ din$m mica ica es la par parte de la físi física ca que que descr escrib ibe e la evoluci#n en el tiempo de un sistema físico en relaci#n a las caus causas as que que prov provoc ocan an los los camb cambio ios s de estado estado físico físico %>o esta estado do de movi movimi mien ento to.. El ob/e ob/eti tivo vo de la din$ din$mi mica ca es describir los factores capaces de producir alteraciones de un sistem sistema a físico físico00 cuanti cuanti8ca 8carlo rlos s % plante plantear ar ecuaciones de










la termodin$mica % electrodin$mica. electrodin$mica. En esta esta ocas ocasi# i#n n se desar desarro rollar llaran an los aspect aspectos os princi principal pales es de la din$mi din$mica ca en sistem sistemas as mec$ni mec$nicos cos00 de/$nd de/$ndose ose de lado lado el estudi estudio o de la din$mica en sistemas no+mec$nicos. Hasta este momento se ha descrito al movimiento de una partícula sin preguntarse que lo causa. Este problema fue un tema central para la denominada Filosofía Natural que sostenía la necesaria inuencia externa (una fuerza para mantener un cuerpo en movimiento. !uando esta fuerza se acababa creían que el cuerpo se detenía volviendo a lo que consid considera eraban ban su estado estado natur natural. al. "e esta esta supos suposici ici#n #n se desp desprrendí endía a que que un cuer cuerpo po m$s m$s pesa pesado do (ma% (ma%or or fuer fuerza za interior debía caer m$s de prisa que un cuerpo liviano. Fue &alileo &alilei (')* + ')*, el primero en darse cuenta de lo falso de esta hip#tesis. "esde lo alto de la -orre de isa de/# de/# caer caer00 desd desde e la mism misma a altu altura ra00 dos dos esfe esfera ras s de igua iguall tama1o pero de diferente peso0 ambas ca%eron el mismo tiempo. (2i no lo crees toma dos ob/etos de diferente peso % d3/alos caer desde una misma altura &alileo estudi# las causas del movimiento pero fue Ne4ton (')*' 5 '6,6 qui3n les dio forma % las compil# en tres principios a los que ho% llamamos rincipios de Ne4ton o 9e%es de Ne4ton. 9as le%es de la din$mica de Ne4ton sonG

5 9ER "E 9:






Laboratorio Automatizado de Física UNMSM ________________________ ____________________________________ _________________________ _________________________ _______________ ___ p mv G m0 masa del m#vil v 0 velocidad

"onde

=

2i la masa es constante la f#rmula quedaG F

=

m d dt v

5 9ER "E :!!<=N R ;E:!!<=N. S9a interacci#n mutua que se e/ercen dos cuerpos son dos fuerzas simultaneas iguales % dirigidas en sentido contrarioT.
DI#2R#M# D &4R5 6I7R

!on el 8n de tener buenos resultados al aplicar la segunda le% del movimiento a un sistema mec$nico0 se debe ser capaz primero de saber % reconocer todas fuerzas que actan sobre el sistema. Es decir0 decir0 debemo debemos s poder poder constr construir uir el diagr diagrama ama de cuerp cuerpo o libre correcto. !uando se hace un diagrama de cuerpo libre se deben de tomar en cuenta cada elemento que interacta en el sistema. : continuaci#n se muestran algunos e/emplos de diagramas de cuerpo libre0 para eso se debe saber queG F denota cierta fuer fuerza za apli aplica cada da00 4 U mg es la fuer fuerza za de la grav graved edad ad00 n denota una fuerza normal0 f es la fuerza de fricci#n0 % - es la fuerza de la cuerda sobre el ob/eto(-ensi#n. 7arios arios sistem sistemas as mec$ni mec$nicos cos (izqui (izquier erda da % los diagra diagramas mas de cuerpo libre (derecha. El t3rmino rugoso aquí signi8ca s#lo que la super8cie tiene fricci#n.








7eamos el "!9 del presente experimento experimento para hallar la aceleraci#n0 tensi#n % normalG








Verticalme nte para M :

N = Mg ............(1)

Horizontal mente para M : T = Ma .............( 2) Verticalme nte para m :

mg − T = ma .....(3)

de ( 2) en (3) : a

=

gm m + M

............( 4), donde : m, M ( kg ), a, g ( m / s 2 ), N , T ( m.kg / s 2 )

!. DI4E8O








Fig. 02

!.

,-/E ,-/EI I-' -'E4 E4 5
5 Bna computadora >tbnI.google.com>imagesV qUtbnGoC4CN7D4JOFWDGhttpG>>444.laptop4orld.d >assets>images>n%hedsbilleder>''J)O6./p >assets>images>n%hedsbilleder>''J)O6./pgK gK XY

DE;&EF=;D:5 2ensor de movimiento

5 Bn carro de madera(m#vil 5 Bn /uego de pesasG I(* gr.0 'II(* gr. % IIgr. 5 Bn portapesas










5 Bna regla de 'm.

5 !arril de aire

C.

V-I-! -I-!'E4 'E4 INDE INDEEN ENDIE DIEN/ N/E4 E4 9as 9as vari variab able les s inde indepe pend ndie ient ntes es de la exper xperie ienc ncia ia son son aquellas que no est$n su/etas a ningn tipo de dependencia con otras variablesG En esta ocasi#n se presentan dos casosG 5 Dasa constanteG En este caso la variable variable independiente ser$ la








.

OC OCED EDI, I,IE IEN/ N/O O nstale ale el sens ensor de movim ovimie ient nto o cone conect ct$n $ndo dolo lo a la 5
5 !onecte la bomba de aire con el carril aire para permitir el movimiento del carro carro de madera madera (m#vil % ponga la polea polea a un extremo del carril. :te un extremo de la soga a en el carro de madera % haga pasar el resto de la soga por la poleaQ en el otro extremo extremo se colocara el portapesas.

Dasa del portapesas Dp U *.', gr

5








mp Z I.O U .*,

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D:ND: N-EN EN
,-4- 9"r: mpZD U ,6.) gr mpZDZm' U ,,.OO gr mpZDZm'Zm, U OI.I) gr mpZDZm'Zm,ZmO U O,.6 gr mpZDZm'Zm,ZmOZm* U O*,., gr

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-CE'E-CIO N 9m;s2:

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-N+'I4I4 !on la a%uda del sensor de movimiento0 obtendremos el








O. *. .

"e la la gr gra8ca a8ca acele celera raci ci# #n vs vs. ma masa ?Wu3 obtiene@ !ompare con lo que usted midi# % calcule el error relativo. relativo. "iga "iga o men menci cion one e los los err errores ores que que deb deber ería ía cor corrregir egir en en el experimento. odrí odría a llama llamarr a la velo veloci cida dad d inst instan ant$ t$ne nea0 a0 velo veloci cida dad d punt puntua uall ?porque@








I.

.

CON CONC'<4 C'<4IO ION NE4

!I!'IO6-I!I!'IO6-I5 httpG>>soo.com.ar>Fisica>"inamica.htm 5 httpG>>es.4iipedia.org>4ii>"in\!O\:'mica](f

informe 5 - dinamica

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