INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO” EXTENSIÓN PUERTO ORDAZ CATEDRA: LABORATORIO DE FISICA
PRÁCTICA NRO.5: SEGUNDA LEY DE NETON
OB!ETIVO DE LA L A PRÁCTICA. PRÁCTICA. El propósito de esta práctica es, comprobar la segunda ley de Newton.
INTRODUCCIÓN. Sabemos que hay necesidad de aplicar una fuerza para poder mover un obeto en reposo, o para cambiar su velocidad si está en movimiento, pero no podemos predecir con certeza la relación cuantitativa que e!iste entre los cambios de la velocidad que e!perimenta el cuerpo y la fuerza que le aplicamos. Newton, a trav"s de su segunda #ey sobre movimiento, nos da la relación que e!iste entre los cambios de velocidad que e!perimenta un cuerpo y la fuerza que aplicamos. Esta ley, tambi"n es conocida como #ey $undamental de la %inámica, ya que determina una relación proporcional entre fuerza y variación de la cantidad de movimiento o momento lineal de un cuerpo. %icho de otra forma, la fuerza es directamente proporcional a la masa y a la aceleración de un cuerpo. #o cierto es que la segunda ley de Newton, se encarga de cuantificar el concepto de fuerza, es adaptable a un gran n&mero de fenómenos f'sicos, y como principio fundamental de la dinámica esta estudia la causa del movimiento.
PRE LABORATORIO. Fundamento Teóricos
(evisar en la bibliograf'a recomendada lo siguiente) *. . -. /. 0. 2. 4. 5.
+sa +saac newt ewton $uerza nid nidad ades es de $ue $uerz rzaa Sist Sistem emaa de uni unida dade dess 1asa 3cele celera raci ción ón Segu Segund ndaa ley ley de newt newton on 3plicació 3plicación n de la la segunda segunda ley de de newton newton en en la $'sica $'sica.. Preguntas
6onteste las siguientes 7reguntas) *. 8Es posible posible que que un cuerpo cuerpo permanezca permanezca en reposo reposo al actuar actuar una fuerza fuerza e!terna e!terna sobre sobre "l9
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PRÁCTICA NRO.5: SEGUNDA LEY DE NETON
. -. /. 0.
8Si un cuerpo cuerpo está está en movimie movimiento nto la fuerza fuerza que que act&a sobre sobre "l "l es diferente diferente de de cero9 8Si la fuerza total total sobre sobre un cuerpo cuerpo es cero 8esto 8esto indic indicaa que el el cuerpo cuerpo está en reposo9 reposo9 Enunci Enunciee la segund segundaa ley ley de de Newto Newton n 8E!plique 8E!plique la importa importancia ncia de la la segunda segunda ley de de Newton9 Newton9 Ejercicios
(esolver los siguientes problemas) *. :res :res fuerzas fuerzas act&an act&an sobre sobre un anillo, anillo, tal como como se muestra muestra en la la figura -40. -40. Si el anillo anillo se encuentra en equilibrio 8cuál es la magnitud de la fuerza9
. na caa que que pesa 5;; N, N, descansa descansa sobre sobre el piso de un elevado elevador. r. En un un determinado determinado instante, el elevador desciende a una velocidad de 0 m
a. b.
86uál debe debe ser ser el valor valor de = para imparti impartirr al sistem sistemaa una acelera aceleración ción de de 9 86uál es la tensión en la cuerda9 cuerda9
/. na fuerza fuerza $ se eerce eerce direct directame amente nte hacia hacia arriba arriba sobre sobre el ee de la polea polea sin masa. masa. 6onsidere que la polea y el cable carecen de masa. %os obetos, de masas m * > *,
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?g m > *,@ ?g, están unidos a los e!tremos opuestos del cable, el cual pasa por la polea. El obeto m está en contacto contacto con el piso. piso.
a. 86uá 86uáll es el valo valorr más grand grandee que la fuerza fuerza $ puede puede tene tenerr de modo que que m permanezca en reposo sobre sobre el piso9 b. 86uál es la tensión en el cable cuando la fuerza $ hacia arriba sea de **; N9 86uál es la aceleración de m * 9
E"UIPOS Y MATERIALES A USAR. *. . -. /. 0. 2. 4. 5.
Smar Smartt :im :imer er A1E A1EB5 B5@@-;C ;C.. $oto $otoco comp mpue uert rtaa A1EB A1EB@/ @/@5 @53C 3C.. %inámi %inámica ca de carr carros os A1EB@ A1EB@/-; /-; y 1EB@ 1EB@/0/ /0/C. C. Sosten Sostenedo edorr de $otoco $otocomp mpuer uerta ta A;;-B; A;;-B;/22 /22C. C. (iel (iel A1E A1EB@/ B@/@3 @3C. C. 7ortap 7ortapesa esass y Dit Dit de pesa pesass A1EB@ A1EB@-/5 -/5C. C. ala alanz nzaa ASEB ASEB54 54;4 ;4C. C. S&pe S&perr 7ol 7olea ea A1EB@ A1EB@/0 /0;C ;C..
CONFIGURACIÓN DEL E"UIPO. *. Nivele Nivele la pista pista colocando colocando el carro carro sobre sobre está, está, para ver en qu" qu" dirección dirección se gira. gira. 3ust 3ustee el tornillo de nivelación en el e!tremo de la pista para subir o baar, hasta que el carro estacionado en la pista no se mueva hacia los e!tremos. . 6oloque 6oloque la S&per S&per 7olea 7olea al final final de la pista pista como como se muestra muestra en la la figura figura ,*. -. 6onectar 6onectar el fotocom fotocompuert puertaa al smart timer timer,, y auste auste la misma, misma, de modo que que cuando cuando la polea gira, los rayos de la polea polea puedan bloquear el haz haz de la fotocompuerta /. 6oloque 6oloque el carro carro en la pista, pista, aduntar aduntar la la cuerda cuerda en el aguero aguero del del e!tremo e!tremo del carro, carro, y ligue un gancho de masa en el otro e!tremo de la misma. #a cuerda debe tener el tiempo suficiente para que el carro llegue a la parada final antes de una suspensión de masas por el suelo.
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PRÁCTICA NRO.5: SEGUNDA LEY DE NETON
PROCEDIMIENTO DE LA PRÁCTICA. Procedimiento A: Segunda ley de Newton
*. sar la balanza balanza para para encontrar encontrar la masa masa del carro y registra registra la masa masa en la :ab :abla la .*. . :ire :ire del carro carro hacia atrás atrás hasta hasta que la masa masa logre alcanz alcanzar ar el gancho gancho de la polea. polea. Facer una prueba para determinar determinar la cantidad cantidad de masa que se requiere requiere en la percha para que el carro le tome unos segundos para completar la carrera. (egistre la masa que cuelga en la tabla .*. -. 6onfigure 6onfigure el temporizad temporizador or inteligen inteligente te para grabar grabar 3celerac 3celeración) ión) 7olea 7olea #ineal. #ineal. Nota: tilice las masas de entre 0; y *;; g, y aseg&rese de que las carreras no sean de más de segundos. /. :ire :ire del carro carro hacia atrás atrás hasta hasta que la masa masa logre alcanz alcanzar ar el gancho gancho de la polea. polea. Suelte el carro desde el reposo, y active el temporizador inteligente una vez que el coche ha empezado a moverse. (epita esta medición - veces con las mismas masas. 3note todos los valores de la :abla .*. 6alcular las aceleraciones medias y anótela en la tabla .*. 0. 3umentar 3umentar la masa masa del carro carro usando usando las las pesas y repetir repetir el procedim procedimiento iento..
T#$%# &.' M#( # )*'+
P,(# ( )*&+
A-,%,#-/0 1 A'
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fuerzateorica fuerza teorica −fuerzamedida fuerza medida fuerzateorioca
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∗100
POST LABORATORIO. Análisis Procedimiento Procedimiento A
*. 6alcular 6alcular la la fuerza fuerza medida medida $ > Am* G mCHa y un regis registro tro de de la :abla :abla .*. .*. . 6alcular 6alcular la fuerza fuerza $ > mg mg teórica teórica y registr registro o en la tabla tabla .*. -. 6alcul 6alculee la diferen diferencia cia porcen porcentua tuall de la fuerza fuerza teórica teórica frente frente a la fuerza fuerza medida medida y registro de la :abla .*. /. #os datos datos del del e!perime e!perimento, nto, 8verifican 8verifican que $ > ma9 0. 6onsideran 6onsiderando do las fuerzas fuerzas de roce, roce, 8qu" fuerza fuerza esperar'a esperar'a d. d. que fuese mayor) mayor) el peso peso colgan colgante te o la masa masa total total result resultan ante, te, cuya cuya aceler aceleraci ación ón se mide9. mide9. 8 1uestr 1uestran an los resultados de este e!perimento, que una es mayor que la otra9. 2. 87or qu" qu" la masa en $ > ma no es igual igual a la masa masa del del carro9 carro9 4. 6uando 6uando se calcula calcula la fuerza fuerza sobre sobre el carro, carro, se hace el product producto o masa por graveda gravedad, d, 8por qu" no está incluida la masa del carro9 5. E!plique E!plique el impacto impacto en los los resultad resultados os de asumir asumir que la fuerza fuerza de fricción fricción es cero. cero.
BIBLIOGRAFIA. • • • • • • • • • •
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