Física 1 Laboratorio de máquina de atwood trabajo y energía Profesora: Gladis Miriam Aaricio A!AL"#"# $% &! M'("M"%!)' *%+)"L%!%' &!"F'*M%M%!)% A+%L%*A$' APL"+A$A!$' %L )%'*%MA )*A,A-'.%!%*G"A Laura Melissa toro Millán/ camilo Andr0s marino/ ugo Fernando camo 2l3are4/ Manuel castillo 'ctubre 15 del 6718
Resumen Mediante Mediante el desarrollo desarrollo de la práctica práctica se estudia y se analiza un movimiento movimiento recti rectilín líneo eo unifor uniformem mement ente e aceler acelerado ado,, el trabaj trabajo o ejerc ejercido ido por la fuerza fuerzas s que actúan actúan sobre sobre cada cada una una de las las masas, masas, a partir partir del del teor teorema ema del del traba trabajo jo y ener energí gía a , por por medi medio o de la máqu máquin ina a de atwoo atwoon, n, la cual cual es un disp dispos osit itiv ivo o mecánico compuesto por dos masas y una polea, se estudia el movimiento movimiento de diferentes masas M1 y M2 , en la que M1 tendrá mayor peso que M2 , posteriormente se producirá producirá una aceleracin !acia !acia abajo por M1, el efecto del roza ozamie miento nto de la cuer uerda y la polea olea ,de igua iguall mane manera ra se anal naliza iza su comp compor orta tami mien entto cinemá nemáti tico co y dinámi námico co " segu segund nda a ley de new newton# ton#$$ %denti&caremos las fuerzas netas sobre unos de los porta pesas por medio de conceptos de trabajo y energía$
Introducción: 'ara realizar el e(perimento de la máquina de atwood el equipo trabajo con los conceptos del teorema del trabajo)energía, la energía cin*tica "
Ec =
1 2
m ×v
2
#,
así mismo se relacion con los análisis cinemático y dinámico "segunda ley de +ewton -ma# para llevar acabo el procedimiento de !allar la energía cin*tica de la masa suspendida en uno de los portapesas y la fuerza neta sobre la masa total usando dos m*todos "teorema del trabajo)energía y la segunda ley de newton newton## y por por ultimo ultimo compar comparar ar ambos ambos resul resultad tados$ os$ .l &n del anális análisis is de la práctica es entender el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado$
METODOS Desarrollo experimental 1. material utilizado / %nterfaz 0 3niversal
/ 4ensor 5polea inteligente6
/ 2 'orta pesas / 7uego de pesas de 1, 2, y 1 g / 8alanza / 9egla
1.1
Procedimiento experimental
'ara la instalacin del sensor de polea inteligente coloque la polea en el soporte universal junto con los porta pesas y sus respectivas masas de la siguiente manera$
:l &nal del recorrido del porta pesas que baja, debemos colocar una almo!adilla para que evite que se c!oque con el suelo$ ;espu*s conectamos la polea al %nterfaz 0 3niversal para que registre los datos y encendemos la interfaz$ 3na vez encendida proceda a abrir capstone y a abrir las grá&cas de velocidad <4 tiempo y posicin <4 tiempo las que le arrojaran datos cuando introduzca las masas de los porta pesas y !aga su respectivo ajuste lineal$
. !n"lisis # resultado : continuacin se presentan la grá&ca de posicin vs tiempo y velocidad vs tiempo, que se obtuvo en la práctica, con su respectivo análisis$
=a grá&ca posición $s tiempo describe una curva cncava !acia arriba, esto indica que el movimiento descrito es uniformemente acelerado, el ajuste realizado en esta gra&ca fue la ecuacin cuadrática
Y = A x
2
+
Bx + C . :sí
2
mismo se plantea la en el sentido físico
x =a t + vt + x 0 .
=a gra&ca $elocidad $s tiempo describe una línea recta positiva$ =a ecuacin de una línea recta en t*rminos matemáticos es y =mx + b . ;nde % es la variable independiente "velocidad#, m es la pendiente que da como dato la aceleracin del sistema y & es el intercepto con el eje y, el cual nos determina la velocidad inicial de la partícula$ >on los datos obtenidos por capstone, se calcul la energía cin*tica que se de&ne como ?- 1@2mv 2 de la siguiente maneraA 1$ 4e abri la calculadora del programa$
2$ 4e introdujo la ecuacin de la energía cin*tica$ B$ 4e escribi el valor de la masa en ?g y la velocidad obtenida por capstone$ : partir de estos datos se cre el gra&co .nergía cin*tica vs 'osicin$
.l valor de la masa del porta pesas 2 esA ,?g 4e adiciono ,?g al porta pesas 2 m2-,1?g ;e acuerdo con la grá&ca de energía cin*tica vs posicin se encontr la fuerza neta "# sobre la M1 que equivale a la pendiente de cada recta de la grá&ca$ 4e calcul la incertidumbre absoluta, con la incertidumbre de la fuerza sobre la fuerza neta, y se registraron estos resultados en la tabla +o1$
Ta&la '( 1 fuerza !allada mediante la grá&ca .nergía >in*tica vs 'osicin .nsayo +C 1
m1"?g # ,12
"+#
2
,1H
,F 0 1,B
B
,1F
1,HG
D@ "E# ,1G E ,1H E ,1BF E
'ara calcular la fuerza neta din sobre la masa total suspendida en el portapesas 2, se us la segunda ley de newton "-ma#$
Ta&la '(2 fuerza !allada usando la segunda ley de newton .nsayo +C 1
m2"?g # ,1
"+#
din "+#
,F ,GF 0 2 ,1 1,B ,1B0 B ,1 1,HG ,1IF =a fuerza neta calculada con el teorema del trabajo)energía resulto mayor en comparacin con la !allada por la segunda ley de newton "-ma#, la fuerza se !all mediante la grá&ca energía cin*tica vs posicin, y la din de forma manual usando la masa m2 y la aceleracin correspondiente de cada ensayo$ =a masa del portapesas 1
)ausas de error: : la !ora de !acer el e(perimento !ay muc!os factores que afectan la e(actitud de los datos como$ •
Mala calibracin de los sensores
•
.rrores en la toma de datos
•
Mala con&guracin del programa capstone
Discusión 4e !a cumplido un análisis y procedimiento de determinar el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado del e(perimento, gracias al análisis del teorema del trabajo y la energía, se relacionaron los datos obtenidos desde un análisis cinemático y dinámico$ =os implementos de laboratorio y una buena asesoría, la práctica se !izo y se construy a menudamente interesante y se enfoc en el análisis del movimiento generado por la máquina de :twood, así mismo resulto practico para todos los compaJeros poder medir las fuerzas que interactuaban sobre este e(perimento, es bien tener en cuenta claramente conceptos de física para tener mayor visualizacin del tema, en este caso las fuerzas que actúan en las dos masas, principalmente en el M2, determina por medio del teorema del Krabajo, la magnitud del trabajo, y cada una de la fuerzas ejercidas$ :demás de todo es preciso decir que se conoce las distancia de desplazamiento, la energía cin*tica del trabajo total realizado$
4e obtuvo la grá&ca de energía cin*tica de las masas por cada posicin$ .n la que esto nos permite deducir los valores de energía cin*tica para determinar los resultados del trabajo total y al contrario$
)O')*+SIO'ES 1# .l movimiento de las masas de menor peso es muc!o más lento comparada con las de mayor masa, así mismo su aceleracin$ :demás vemos que la velocidad es lineal y para las masas de mayor peso la pendiente de la recta es de mayor inclinacin que las de menor masa$ 2# >omo la Kensin es igual a la masa por la aceleracin, podemos decir que si la cuerda sufre un cambio en la K el movimiento del planeador podría acelerar o desacelerar$ B# .l planeador presenta un movimiento uniformemente acelerado$ H# =os diagramas de cuerpo libre permiten identi&car las fuerzas que actúan sobre el objeto
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Loung,ug! ;N 9oyer :$reedman, ísica universitaria 1$;ecimotercera edicin,M*(ico,.ditorial 'earson educacin,2I$
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$ O$ 4ears, M$ O$ Pemans?y, $ ;$ Loung, 9$ :$ reedman$ Física Universitaria, volumen 1$ ;*cimo primera edicin, 'earson .ducacin, M*(ico, 2H$ ':4>Q Qnline '!ysics .(periments$ Motion Challenge$ Riancoli$ >$ ;ouglas$ isica para universitarios,
