UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (UNIVERSIDAD DEL PERU, DECANA DE AMERICA)
CURSO: LABORATORIO DE FISICA I
“
”
TEMA: DINÁMICA Y LAS LEYES DE NEWTON
“
”
PROFESOR: EMILIO MEDRANO
INTEGRANTES:
HORARIO: MARTES, 10-12 !"
LIMA (CIUDAD UNIVERSITARIA), 10 DE #UNIO DE 201$"
Laboratorio de física 1
1
I" OB OB#E #ETI TIVO VOS: S: •
Reafrmar Reafrmar la existencia de las leyes de Newton.
II" II" E%PERI E%P ERIMEN MENTO: TO: ) MODELO FISICO FISI CO O FUNDAMENTO FUNDA MENTO TEORICO: TEORIC O: A la masa y la uerza se le considera como principales inuyentes en el exterior de un cuerpo. Las leyes del movimiento que ueron dadas acia tres si!los antes y que ueron dadas por "saac Newton# expresan expresan una relaci$n entre la masa de un cuerpo y la uerza que se le aplica. %rimero daremos unos conceptos previos& 1" 'uerza& es la interacci$n con un o()eto a trav*s de una actividad muscular y producen al!+n cam(io de velocidad# aunque no necesariamente producen movimiento. Las uerzas se pueden clasifcar se!+n el si!uiente !r,fco&
Laboratorio de física 1
2
2" asa& es una propiedad inerente que indica que tan suscepti(le es un o()eto al cam(io de velocidad. La masa se distin!ue del peso de modo que este +ltimo es la ma!nitud de la uerza !ravitacional. L/0/ / LA "NA"3A / N/456N&
1" PRIMERA LEY DE NEWTON O LEY DE LA INERCIA: 78u* es inercia9 La inercia es la capacidad que posee un cuerpo de resistir a cualquier intento en cam(iar su velocidad. La %rimera Ley de Newton se resume as:& ;si la sumatorio de uerzas <uerza resultante= es i!ual a cero> entonces su aceleraci$n es cero?. 3on lo cual se puede afrmar que si un o()eto est, en reposo estar, en reposo# pero si se mueve tendr, velocidad constante <.R.@=. 2" SEGUNDA LEY DE NEWTON O LEY DE LA FUER&A Y ACELERACION: La se!unda ley de Newton dice& ;sila fuerza resultante sobre un cuerpo es diferente de cero, entonces producirá una aclaración”. /l valor de la aceleraci$n se o(tendr, de la si!uiente relaci$n “F=ma” donde la masa es una constante. /n el caso de que le masa no uera constante no se cumplir:a la relaci$n# por lo que tendr:amos que !eneralizar la se!unda ley de Newton. %ara el cual tendr:amos que introducir el concepto de momento lineal o cantidad de movimiento (p).
onde '!" y las unidades de ' serian kg·m/s " 3on estos conceptos la se!unda ley de Newton se defne as:& ;La uerza que act+a so(re un cuerpo es i!ual a la variaci$n temporal de la cantidad de movimiento de dico cuerpo?> me)or dico& dp F = dt
/n el cual& d ( m. v ) F = dt
por derivada de un producto F =
dm dv . v + . m … … … ( 1 ) dt dt
Aora lle!aremos al caso particular ya conocido. 3omo la masa es constante entonces& dm = 0 dt
Reemplazando en <1= y recordando la defnici$n de aceleraci$n& F =
dv . m=m. a dt
Laboratorio de física 1
-
*" TERCERA LEY DE NEWTON O LEY DE ACCION Y REACCION: i dos o()etos interact+an# y el o()eto 1 e)erce una uerza so(re el o()eto 2> entonces la uerza que e)erce o()eto 1 al 2 ser, la misma uerza le e)erza el o()eto 2 al 1 con la dierencia que tendr,n direcci$n opuesta.
Laboratorio de física 1
+) DISEO:
Laboratorio de física 1
B
) MATERIALES: 3arro de madera Laboratorio de física 1
C
%rensas Eue!o de pesas %rensa porta polea Re!la oportes universales %esas de dos !ancos 3ronometro Farilla List$n de madera inam$metro cordelitos
.) RANGO DE TRABA#O: inam$metro
vea que la cuida ten!a la lon!itud apropiada desde el carro pe!ado al paracoques asta el piso cuyo extremo tiene al porta pesas vertical . B. 3oloque cuatro masas de BG! so(re el carro y ate el porta pesas al extremo de la cuerda despu*s de la pole# tal como indica la f!. D.2# considere todas las masas y la masa del portapesas como parte de la masa total del sistema.
Laboratorio de física 1
D
C. %on!a el carro antes de la l:nea del partidor# sincronice el inicio del desplazamiento con el cronometro y tome la medida del tiempo. /l peso de la portapesas ser, llamada F . 1
D. Lu!o retire una de las masas de BG ! que se encuentra so(re el carro y col$quela so(re el portapesas. A este nuevo valor ser, llamada F 2 . No olvide de re!istrar los tiempos. 3ontin+e este procedimiento asta lle!ar a F . 5
J. 3onsi!ne las medidas en la ta(la 1.
AA /L "5/A1.BDB I! istancia a recorrer t 1
t 2
t 3
´t
t ´
2
2.DD
2.D
2..J
2.J
D.J
1.D1
1.BJ
1.C1
1.C-
2.CC
1.2J
1.1
1.-C
1.-B
1.J2
1.G
1.G
1.GC
1.GC
1.12
G.JJ
G.B
G.
G.
G.JJ
dG.JGm a =(
m s
2
)
G.J
m I! G.J1J
'
G.DJ
G.J21
1.11
1.CD
G.J1D
1.D12
1.BC
G.J1
2.-JJ-
2.B
G.J2G
2.JB-
LA R/LA3"6N AA 0 A3/L/RA3"6N. 1= Arme el sistema tal como indica la f!. D.-. coloqu* el portapesas# esta es la uerza constante que se aplicar, al coce para desplazar una distancia de G.Jm. 2= 5ome - veces el tiempo que demora el carro en cu(rir la distancia de G.JGm. -= Aumente la masa del m$vil colocando so(re el carro una car!a de 1GG! de masa proceda a medir tres veces el tiempo# prosi!a de i!ual manera aumentado la car!a de 1GG! y as: lle!ar a BGG!.
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J
'i!. D.-
Fuerza constante (portapesas) = 0.2 N Distancia a recorrer d =0.80 m t 1 ( s )
t 2 ( s )
t 3 ( s )
´t
´t 2
a
Carga de masa (g)
3.2 3.0# 2.#% 2.&2 2.# 2.!&
3.32 3.0& 2.## 2.$" 2.%% 2.!0
3.3! 3."2 2.#% 2.&! 2.%0 2.3$
3.30 3.0# 2.#& 2.& 2.%" 2.!"
"0.#" #.% $.$2 &.# %.$! .$!
0.!$3 0.0% 0.%3$ 0.%3&" 0.&32! 0.$%""
00 !00 300 200 "00 'in carga
´ allando t ´t 1= 3.25 + 3.32+ 3.34 =3.30 s 3
´t 2= 3.09 + 3.07 + 3.12 =3.09 s 3
´t = 2.96 + 2.99 + 2.96 =2.97 s 3
3
´t 4 = 2.72 + 2.81 + 2.74 =2.75 s 3
´t 5= 2.59 + 2.66 + 2.60 =2.61 s 3
Laboratorio de física 1
Masa del coche con carga M (Kg) ".0%# 0.#%# 0.$%# 0.&%# 0.%%# 0.%#
´t = 2.47 + 2.40 + 2.38 = 2.41 s 6
3
2 uego hallaremos ´t
´t =(3.30 ) =10.91 s 2
•
•
•
•
•
•
2
1
´t 22=(3.09 )2= 9.56 s 2 2 t´ 3=( 2.97 ) =8.82 s
´t 24=( 2.75 )2=7.59 s 2 2 t´ 5=( 2.61 ) =6.84 s
´t 26=( 2.41)2=5.84 s
allando la aceleraci*n
•
•
•
•
•
•
a 1=
0.49 1.069
F =m. a
=0.4583 m / s
a2 =
0.49 m = 0.5056 2 0.969 s
a3 =
0.49 = 0.5638 m2 0.869 s
a 4=
0.49 =0.6371 m2 0.769 s
a5 = a6 =
0.49 0.669 0.49 0.569
= 0.7324
m
= 0.8611
m
+ entonces
F a= m
2
2
s
2
s
/ LA R/LA3"ON / LA '@/RMA /N LA A33"ON 0 R/A33"6N 1. Arme el sistema tal como indica la f!ura D.. conteste la pre!unta 7qu* si!nifca el valor que indica el dinam$metro9
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1G
Al realizar este experimento o(tuvimos que el dinam$metro indica(a G.B Iilo!ramos uerza. /P%L"3A3"6N& Qacemos el dia!rama correspondiente
/mpezando por la dereca T −mg=0 , entoncesT =mg 1
1
La f!ura si!uiente muestra la polea
'i!ura
%ara que el trozo de cuerda este en equili(rio Σ F =0 Laboratorio de física 1
11
escomponiendo las uerzas so(re el trozo de cuerda en los e)es x e y .3omo la cuerda se considera sin masa. La suma de uerzas a lo lar!o del e)e x es& T 1 cosθ −T 2 cosθ =0 ⟹ T 1=T 2
/n la polea de la izquierda# como el caso anterior se o(tendr:a& T 3 =T 4 /n la masa izquierda& T 4−mg =0 , entonces T 4 =mg
/l dinam$metro# consider,ndolo de masa desprecia(le. e la f!ura tenemos& T 2 −T 3= 0 T 2=T 3 ⟹
3omo conclusi$n todas las tensiones son i!uales. T 1 =T 2=T 3= T 4 3omo se o(serva en la f!ura el dinam$metro es tensionado por T 3 =T 1 . /ntonces la lectura del dinam$metro ser,& lectura = mg
/n el experimento mG.BI!# entonces la lectura del dinam$metro te$rico ser,& lecturadinamometro teorico ( g =9.8 )=0.6∗9.78 =5.88 N
/n el experimento la lectura ue G.CI!> allaremos el error experimental& Eexp=
valor teorico−valor experimental 0.588 −0.6 = =−0.020408 0.588 valor teorico
2. Arme el sistema tal como indica la f!. D.B. para evitar que la pesa cai!a al suelo su)*tela de la varilla superior con un cordel !rueso> lue!o )ale del extremo 3 de la cuerda fna de dos modos dierentes. i. e un tir$n normal en 3 con una uerza de m,s o menos 1SJ I! acia a(a)o 7en qu* punto de las cuerdas se rompe9 /xplique lo sucedido.
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Al tensar la cuerda normalmente las cuerdas y la pesa se convierten en solo sistema> por lo tanto se ra!menta en el punto K. ii. e un tir$n seco 3 con una uerza de m,s de o menos -SI! acia a(a)o. 7/n qu* punto de las cuerdas se rompe9 /xplique lo sucedido. Al dar un tir$n seco o me)or dico demasiado r,pido> entonces la cuerda y la pesa ya no se convierten en una sola> por lo tanto solo se considera la continuidad de la cuerda $sea del punto en el que se aplica la uerza asta el 3. /ntonces la cuerda se ra!menta en la cuerda A.
A
K 3
IV. CUESTIONARIO
1) T/ /34 1,5 F 6 5, 7 8 9/!; <'/=!>? '/ !@?. . '/ . ';>?6" ;@ / =>.= '>.=>? ; .>!=>/!6 k C; /// '/>?; !?=. > 1
/6'? !.=. .=/? . !6 . //" %ara sacar la ormula se necesita datos de la ta(la 1& 6rden 1 2 -
masa G.J1J G.J21 G.J1D
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1-
A3/L/RA3"6N G.J G.DJ 1.CD
'@/RMA G.BD 1.11 1.D12
B
G.J1 G.J2G
1.BC 2.B
2.-JJ2.JB-
2.B 2 1.B 1 G.B G G
G.B
1
1.B
2
2.B
-
-.B
'uerza
Aceleraci$n
() m s
2
Qallando las tan!entes por par de puntos& m= tgβm=
x 1− x 2 y 1− y 2
Qallando con los puntos 1 y 2. k i=
−0.489 k i =0.81896 1.1941 − 0.978
0.978
Qallando con los puntos 2 y -. k i=
1.467− 0.978 k i=0.81896 1.7912 −1.1941
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1
Qallando con los puntos -y . k i=
1.956−1.467 k i= 0.81896 2.3883 − 1.7912
Qallando con los puntos y B. k i=
2.445 − 1.956 k =0.81909 2.9853 − 2.3883 i
/n conclusi$n k i= 0.8189
ta(la 1 x i
xi
yi
G.J
G.DJ
1.CD
2
y i
G.BD
G.J
1.11
G.DJ<1.11=1. 1CDJ
1.D12
1.CD<1.D12=2. C2DD
xi
2.B
2.JB-
2.B<2.JB-=D. 21 ∑ x i yi =3.2116
i
∑ x ∑ y −∑ x ∑ x y b= p ∑ x − ( ∑ x ) 2
i
i
i
i
2
i
i
2
i
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1B
2
1.467
2
1.956
2
2.445
2
G.BC
2.1B
2 1.BC<2.-JJ-=. CD1B
∑ y =1.79118
0.978
G.2-
2.-JJ-
i
2
1
1.BC
∑ x =1.467
0.489
-.J2B
B.DJ
∑ x i =2.63 2
b=
(
)−1.467 ( 3.2116 ) b=−0.000558 5 ( 2.63 )−( 1.467 )
2.63 1.79118
2
/ntonces la ormula es& ' H 0.000558 U
Qallando el error porcentual d la masa& asa
G.BCJ
G.BCD
G.BD1
G.BDG
G.BC
n
X ∑ =
1
´ =i X
=
√
1
n
√
´= X
0.818 + 0.817 + 0.821 + 0.820 + 0.819 ´ X = 0.569 5
n
´ − x ) ( X ∑ =
2
i
T
i 1
5 2
2
2
2
2
( 0.819−0.820 ) +( 0.819−0.821 ) +( 0.819 −0.818 ) +( 0.819 −0.819 ) +( 0.819− 0.817 ) 5
Ea =
3
√ n −1
Ea =
3 ( 0.000002 )
√ 5−1
= 0.000002
E a=0.000003
E E 2 2 (¿¿ a ) +(¿ ¿ i ) conciderandoal Ei= 0.05 g ! x = √ ( 0.000003 )2+( 0.05 )2 ! x = 0.05
¿ ! x = √ ¿
/l error porcentual es& Er =
0.05 !x Er = Er ´ 0.569 X
G.GJDJD
E = Er ( 100 ) E =0.08787 ( 100 ) E =8.787
2) C! =>?/'/? .=>3!=!>? /=> . /.>.6 . /34 1 P./ .4>=/ !6 C!
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1C
La interpretaci$n es& cuando la uerza es de G.BD
*) T/ /34 2 /6;6 !5, 6= /? 9/! ;> 3>; !7/ ; 0 > ;;=/ /? '/ < ; =>?/'?, >67 /34 * . '/'/=>=.. .=/?"
6 M 1 G.J G.C
G.
Linear <=
G.2 G G.B
G.C
G.D
G.J
G.
1
1.1
M J
) alle la ormula experimental por par de puntos 78u* valor indica esta otra pendiente9 0 P
A< mSs2 G.BJ=
La ormula seria&
G.BGBC
G.BC-J
G.C-D1
G.D-2
G.JC11
G.C
G.JC
G.DC
G.CC
G.BC
y HG.DGJx U 1.2D
La pendiente seria& 0 P
A< mSs2 G.BJ= 1S G.-B
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1D
G.BGBC
G.BC-J
G.C-D1
G.D-2
G.JC11
1.G-1
1.1BGD
1.-GG-
1.D
1.DBD
Aplicando el m*todo de par de puntos& ! " =0.8611− 0.4583 =¿
G.G2J
! X =1.7574 − 0.9354 =0.8220
Qallando la pendiente
! " 0.4028 = =0 . 49 ! X 0.8220
! 0"$
Qallando la ecuaci$n experimental&
%or defnici$n tenemos ( " −" )=m ( X − X ) 0
0
5omando como punto de reerencia P G.-B y 0 G.BJ- # tenemos ( " −0.4583 )=0.49 ( X − 0.9354 )
( " −0.4583 )=0.49 X − 0.4583 " = 0.49 X
La ecuaci$n experimental es& a =0.49 (
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1J
1
)
#
6 1K M 1 G.J G.C
G.
Linear <=
G.2 G G.J
1
1.2
1.
1.C
1.J
2
1KM
+) Qalle el error experimental cometido. "ndique las causas de este error y como lo minimizar:a. Qallando el error porcentual de la masa& asa
1.GC
G.C
G.JC
G.DC
G.CC
G.BC
n
´= X
=
X ∑ =
1
i 1
√
n
´= X
1.069 + 0.969 + 0.869 + 0.769 + 0.669 + 0.569 ´ X = 0.819 6
n
´ − x ) ( X ∑ =
2
i
i 1
5
T
√
2
2
2
2
2
2
( 0.819−1.069 ) +(0.819 −0.969 ) +( 0.819 −0.869 ) +( 0.819 −0.769 ) +( 0.819− 0.669 ) +( 0.819 −0.569 )
=¿
6
G.1DGD
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1
Ea =
3
√ n −1
Ea =
3 ( 0.1707 )
√ 6 −1
Ea=¿
G.22
E E (¿¿ a )2 +(¿ ¿ i )2 conciderandoal Ei= 0.05 g ! x = √ ( 0.229 )2+( 0.05 )2 ! x =0.223
¿ = ! x √ ¿
/l error porcentual es& Er =
0.223 !x Er = Er ´ 0.819 X
G.2D2
E = Er ( 100 ) E =0.272 ( 100 ) E =27.22
C;66 . 6? /// 7 ! !=>=!=/ R'?: e les puede atri(uir a los diversos actores presentes como lo son por e)emplo la ricci$n en las ruedas del m$vil# la ricci$n en la polea# el rozamiento con el aire# errores cometidos al momento de tomar los tiempos# etc. Los errores se minimizar:an si recudi*ramos la ricci$n tanto de la mesa# ruedas y poleas del sistema# tam(i*n minimizar:a si tom,ramos el tiempo con mayor exactitud.
$) E<'/6 6 >;>=.6 . 6 76 . N?> . ?/ !>/" %R"/RA L/0 / N/456N 6 "N/R3"A La primera ley de Newton# conocida tam(i*n como Ley de inercia# nos dice que si so(re un cuerpo no act+a nin!+n otro# este permanecer, indefnidamente movi*ndose en l:nea recta con velocidad constante = =>/=6# que son aquellos sistemas de reerencia desde los que se o(serva que un cuerpo so(re el que no act+a nin!una uerza neta se mueve con velocidad constante. Laboratorio de física 1
2G
/n realidad# es imposi(le encontrar un sistema de reerencia inercial# puesto que siempre ay al!+n tipo de uerzas actuando so(re los cuerpos# pero siempre es posi(le encontrar un sistema de reerencia en el que el pro(lema que estemos estudiando se pueda tratar como si estuvi*semos en un sistema inercial. /n mucos casos# suponer a un o(servador f)o en la 5ierra es una (uena aproximaci$n de sistema inercial. /W@NA L/0 6 %R"N3"%"6 '@NA/N5AL / LA "NA"3A La e!unda ley de Newton se encar!a de cuantifcar el concepto de uerza. Nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración ue aduiere dic!o cuerpo. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo# de manera que podemos expresar la relaci$n de la si!uiente manera& F=ma
La unidad de uerza en el "istema #nternacional es el Newton y se representa por N. @n $e%ton es la uerza que ay que e)ercer so(re un cuerpo de un kilogramo de masa para que adquiera una aceleraci$n de 1 m/s2# o sea#
1 N 1 1 !K6 2 La expresi$n de la e!unda ley de Newton que emos dado es v,lida para cuerpos cuya masa sea constante. i la masa varia# como por e)emplo un coete que va quemando com(usti(le# no es v,lida la relaci$n F m X . Famos a !eneralizar la e!unda ley de Newton para que incluya el caso de sistemas en los que pueda variar la masa. %ara ello primero vamos a defnir una ma!nitud :sica nueva. /sta ma!nitud :sica es la >?=.. . !=!=>? que se representa por la letra ' y que se defne como el producto de la masa de un cuerpo por su velocidad# es decir&
' m X La cantidad de movimiento tam(i*n se conoce como momento lineal. /s una ma!nitud vectorial y# en el "istema #nternacional se mide en !K6 . /n t*rminos de esta nueva ma!nitud :sica# la e!unda ley de Newton se expresa de la si!uiente manera& La 'uerza que act+a so(re un cuerpo es i!ual a la variaci$n temporal de la cantidad de movimiento de dico cuerpo# es decir#
F d'Sdt e esta orma incluimos tam(i*n el caso de cuerpos cuya masa no sea constante. %ara el caso de que la masa sea constante# recordando la defnici$n de cantidad de movimiento y que como se deriva un producto tenemos&
F d
21
3omo la masa es constante& dmSdt G y recordando la defnici$n de aceleraci$n# nos queda
F m 5al y como a(:amos visto anteriormente. 6tra consecuencia de expresar la e!unda ley de Newton es el P/=>='= . >6/=> . >?=.. . !=!=>?. La e!unda ley de Newton nos dice que& G d'Sdt /s decir# que la derivada de la cantidad de movimiento con respecto al tiempo es cero. . 5/R3/RA L/0 6 %R"N3"%"6 / A3"6N 0 R/A33"ON 5al como comentamos en al principio de la e!unda ley de Newton las uerzas son el resultado de la acci$n de unos cuerpos so(re otros. La tercera ley # tam(i*n conocida como P/=>='= . => 7 /=> nos dice que si un cuerpo & e'erce una acción sobre otro cuerpo , ste realiza sobre & otra acción i*ual y de sentido contrario . /sto es al!o que podemos compro(ar a diario en numerosas ocasiones. %or e)emplo# cuando queremos dar un salto acia arri(a# empu)amos el suelo para impulsarnos. La reacci$n del suelo es la que nos ace saltar acia arri(a. 3uando estamos en una piscina y empu)amos a al!uien# nosotros tam(i*n nos movemos en sentido contrario. /sto se de(e a la reacci$n que la otra persona ace so(re nosotros# aunue no !a*a el intento de empu'arnos a nosotros .
) E6 '/6 >?;/ R;/. !'6: . !, !6, 6 '?6 7 !>?Q . 6 9?6 ; <'/=!>? ;> '/6> ;>. = '/. > ;> !>=+;6"
( * ) /l
e)emplo del truco del ma!o se puede explicar as:&
La ricci$n est,tica y la ricci$n din,mica cumplen un papel importante en este truco. Recordemos que la ricci$n est,tica por lo !eneral es mayor que la din,mica ./ntre un plato muy fno y el mantel# durante el reposo# existe una ricci$n est,tica muy !rande. 3uando )alamos el mantel r,pidamente# se rompe tal ricci$n en un intervalo de tiempo que no de)a que el plato se mueva muco. /l plato es sometido a una uerza de ricci$n en un intervalo de milise!undos. Lue!o entra la ricci$n din,mica
22
urante el movimiento del mantel# el plato se somete a una aceleraci$n que es i!ual a su masa x la uerza de ricci$n din,mica en am(os casos la persona tiene tendencia a mantener su estado de reposo o de movimiento
) D4> ! /=> . !66 . 6 .6 ;/'6 /='/ . 6;6 /=>6 '/.;=.6 6+/ 6?6 ;/'6 '/ !=6! 9;/5" D@ ;> =>?/'/?=>" ;3 . 6 !=6 ?=> !7/ =>/= 7 ;3 6 6; /
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2-
upon!amos que a2
Z
a1
[[..
e la se!unda ley de Newton se tiene
a2=
F n
7
a1=
F m
de la relaci$n 1 se tiene& a2 > a 1 F F > n m
!>
/sto era de esperarse# pues el se!undo cuerpo al tener menor masa tiene una menor inercia> es decir# tiene una menor tendencia de oponerse al cam(io en su estado mec,nico> por ende #es trasladado ,cilmente por la uerza ? F5" /n cam(io# el primer cuerpo al tener una mayor masa tiene mas inercia >por lo tanto la uerza ; F5 es al!o d*(il para causarle un mayor movimiento >esto es # una menor aceleraci$n. Aora & la se!unda ley de Newton nos dice que las uerzas que aectan a los cuerpos son proporcionales a sus respectivas aceleraciones # siendo constantes las masas .?A mayor modula ten!a la uerza que aecte al movimiento del cuerpo mayor ser, la aceleraci$n que provoca en el?. /ntonces& %ara nuestra interro!ante se tiene & 3omo las uerzas son las mismas F = F
e la se!unda ley de Newton
Laboratorio de física 1
2
F =m∗a
1
%ero al ser las nuevas aceleraciones
a1
parael primer movil y
1
a2
parael segundo ,
se
tiene de la relaci$n de masas& que la aceleraci$n del primer cuerpo para este caso es mayor que la aceleraci$n del se!undo m$vil pues
a2
Z
a1
> esto quiere decir que para
esta nueva relaci$n las masa del primer cuerpo tiene que ser menor que la masa del se!undo# para que as: el primer m$vil ten!a una mayor aceleraci$n esto es> para una uerza constante. %ara esta nueva situaci$n se dir:a que el se!undo m$vil tiene una mayor inercia
cuerpo tiene una inercia equivalente a ]Z
F 1 a2
inercia = F ∗a 2 $g
) A>= 6 ///6 '/>?;6 7 6 ;66 //6'>.=>?6" E>;>= 6;6 >;6=>6" C> 6 .?6 +?>=.6 <'/=!>?!>? 6 ;!'> 6 76 . .=>3!= SOLUCION: Los errores porcentuales respecto a la masa en cada una de las ta(las son los si!uientes& E =6.105
[[[[[[.. en la ta(la 1
E =27.22
[[[[[[[..en la ta(la 2
/stos errores se an o(tenido usando los datos experimentales# si la experiencia uera ideal entonces am(os serian nulos o menores que 1. Aun as: en pr,ctica no se puede lle!ar a eso> y a pesar de ello se cumplen todas las leyes de din,mica.
) E<'/6 =?/!>?, > /34 7 > 6!+ 6 .4>==>6 . >?>, .=> 7 J=/!-9;/" A.!36 . 6 ;=>=6 >?/ 6" S;/>= '/ 6 .4>==>6 . 6 ;>=..6 9;/:
Laboratorio de física 1
2B
F
Resolución:
= A partir de la relación: F ma <= efnici$n del newton& /l newton es la unidad de medida de la uerza en el sistema \3.
/l s:m(olo de esta unidad de medida de la uerza es ;N? equivale a&
N = kg .
m 2
s
e la ecuaci$n anterior se deduce que el newton es la uerza que se aplica a un
cuerpo cuya masa es de 1\W# provocando as: una aceleraci$n de cuerpo.
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2C
1
m 2
s
en dico
<=efnici$n del dina& /l dina es la unidad de medida de la uerza en el sistema 3W. /l s:m(olo de esta unidad de medida de la uerza es ; dyn?
cm 2
s
/l dina se defne como la uerza necesaria que se le aplica aun cuerpo de masa
i!ual a 1g para causarle una aceleraci$n de
1
cm s
2
.
<=efnici$n del Iilo!ramoHuerza& /l Iilo!ramo uerza <+*F) es una unidad de medida de la uerza muy usada en in!enier:a. /l Iilo!ramo uerza <+*F) se de-ne como la fuerza i*ual al peso de una masa i*ual a /*
<= EUIVALENCIAS:
1 N =kg .
m s
2
=( 102 cm ) ( 103 g ) s−2
5
1 N =10 dinas
Laboratorio de física 1
2D
<=65RA /8@"FAL/N3"A&
V" CONCLUSIONES • • • •
Profundizamos teórica y experimentalmente las Leyes de Newton. Analizamos experimentos novedosos como el del carro y el porta pesas. Experimentamos la tensión y sus reacciones. Experimentamos la relación estrecha entre fuerza y aceleración.
VI" o o o o
BIBLIOGRAFA: ':sica 1 s*ptima edici$nY erway ec,nica " H Qalliday anual de la(oratorio de :sica 1 Y @N 'isca 1 Y editorial lum(reras.
Laboratorio de física 1
2J
ÍNDICE
I. O!etivo""""""""""""""""""""""..# II. Experimento"""""""""""""""""""".# III. Procedimiento""""""""""""""""""".$ I%. &uestionario"""""""""""""""""""...'( %. &onclusiones"""""""""""""""""""..#) %I. *ilio+raf,a"""""""""""""""""............#)
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