Post on 26-Jun-2015
FACULTAD
DE INGENIERÍA INDUSTRIAL Y DE SISTEMAS
CURSO : LABORATORIO DE FISICA I
PROFESOR : ING. SANTACRUZ DELGADO, JOSE
TEMA : SEGUNDA LEY DE NEWTON
INTEGRANTES : HUARCAYA BAYLON, CARLOS
RODAS HUAMAN, EDGAR
VELAZCO MATOS, LUIS
AULA : C-401
CICLO : II
TURNO : NOCHE
OCTUBRE DEL 2009
INTRODUCCION
Las leyes del movimiento tienen un interés especial aquí; tanto el movimiento
orbital como la ley del movimiento de los cohetes se basan en ellas.
Newton planteó que todos los movimientos se atienen a tres leyes principales
formuladas en términos matemáticos y que implican conceptos que es
necesario primero definir con rigor. Un concepto es la fuerza, causa del
movimiento; otro es la masa, la medición de la cantidad de materia puesta en
movimiento; los dos son denominados habitualmente por las letras F y m.
“La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional a su
aceleración.”
SEGUNDA LEY DE NEWTON
OBJETIVOS
Analizar y comprobar las diferentes relaciones que tiene la fuerza
existente entre las masas y la aceleración.
Dar a conocer de que se trata la segunda ley de Newton.
Analizar en diversos tiempos el movimiento que realiza el carrito debido a
sus masas a través del Software Logger Pro.
Lograr un mejor desarrollo en el los laboratorios deben tomarse datos
precisos que se toman a través de unos aparatos electrónicos la cual nos
facilita obtener datos con precisión y dichas graficas.
EQUIPOS Y MATERIALES
Un riel de metal de precisión
Un carro dinámico
Una interface Vernier
Una PC. (Logger Pro)
Una Foto-puerta (sensor)
Una polea simple
Una balanza
Un porta masas
Un Juego de masas
Cordel o pita
MONTAJE DEL EXPERIMENTO:
MARCO TEORICO
LEYES DE NEWTON
Se denomina Leyes de Newton a tres leyes concernientes al movimiento de
los cuerpos. La formulación matemática fue publicada por Isaac Newton en
1687, en su obra Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. Las leyes de
Newton constituyen, junto con la transformación de Galileo, la base de la
mecánica clásica. En el tercer volumen de los Principia Newton mostró que,
combinando estas leyes con su Ley de la gravitación universal, se pueden
deducir y explicar las Leyes de Kepler sobre el movimiento planetario.
Debe aclararse que las leyes de Newton tal como comúnmente se exponen,
sólo valen para sistemas de referencia inerciales. En sistemas de referencia
no-inerciales junto con las fuerzas reales deben incluirse las llamadas fuerzas
ficticias o fuerzas de inercia que añaden términos suplementarios capaces de
explicar el movimiento de un sistema cerrado de partículas clásicas que
interactúan entre sí.
Segunda Ley de Newton o Ley de la Fuerza
La variación del momento lineal de un cuerpo es proporcional a la
resultante total de las fuerzas actuando sobre dicho cuerpo y se
produce en la dirección en que actúan las fuerzas.
Newton definió el momento lineal (momentum) o cantidad de movimiento
como una magnitud representativa de la resistencia de los cuerpos a alterar
su estado de movimiento definiendo matemáticamente el concepto coloquial
de inercia.
,
donde m se denomina masa inercial. La segunda ley se escribe por lo tanto:
Esta ecuación es válida en el marco de la teoría de la relatividad de Albert
Einstein si se considera que el momento de un cuerpo se define como:
Substituyendo en la ecuación de la fuerza, la definición de la cantidad de
movimiento clásica la segunda ley de Newton adquiere la forma más familiar
de:
.
Esta ley constituye la definición operacional del concepto de fuerza, ya que
tan sólo la aceleración puede medirse directamente. De una forma más
simple, se podría también decir lo siguiente:
La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional al
producto de su masa y su aceleración.
Donde F es la fuerza aplicada, m es la masa del cuerpo y a la aceleración.
ACTIVIDAD
TABLA N°1
(La actividad 1, 2, están presentes en esta tabla)
Masa(kg)
Masa
suspendi
da(g)
Masa total o
Masa del
sistema(kg)
Aceleración
Experimental
( m/s2)
Aceleración
teórica(m/s2)
Fuerza
Aceleradora
(N)
M Msusp
Mtotal=M+ms
usp
aexp
ateor=msusg/
M+msusp
Facel=msusp
g
492,5 9,5 0,502 0,1918 0,1854 0,0931
492,5 17,5 0,51 0,3976 0,33627 0,1715
492,5 25,5 0,518 0,5872 0,4824 0,2499
492,5 33,5 0,526 0,797 0,6241 0,3283
492,5 41,5 0,534 0,9847 0,7616 0,4067
Aceleración Fuerza Masa Masa Error Error
Experimental
( m/s2)
Aceleradora
(N)experimental teórica Absoluto Porcentual
0,1918 0,0931 0,48540146 0,502 -0,01659854 -1,66%
0,3976 0,1715 0,43133803 0,51 -0,07866197 -7,87%
0,5872 0,2499 0,42557902 0,518 -0,09242098 -9,24%
0,797 0,3283 0,4119197 0,526 -0,1140803 -11,41%
0,9847 0,4067 0,41301919 0,534 -0,12098081 -12,10%
Aceleración
Experimental
( m/s2)
Aceleración
teórica
(m/s2)
Error
Absoluto
Error
Porcentual
0,1918 0,1854 0,0064 0,64%
0,3976 0,33627 0,06133 6,13%
0,5872 0,4824 0,1048 10,48%
0,797 0,6241 0,1729 17,29%
0,9847 0,7616 0,2231 22,31%
CUESTIONARIO
1) ¿Qué relación existe entre las variables graficadas?
Entre la fuerza y la aceleración hay una relación
directamente proporcional, ya que a mayor ”a”
hay mayor fuerza, por la tanto su grafica se
asemeja idealmente a un Y=X
2) En qué porcentaje cree usted que se comprobó la Segunda Ley de Newton.
Analizando la tabla n°1 se observa que existe una diferencia entre la
aceleración experimental y teórica, ya que no se considera la fuerza de
fricción del carril con respecto al carro de prueba
Ahora para saber el porcentaje que se comprobó la Segunda Ley de
Newton se hará lo siguiente:
3) ¿A qué atribuye el error experimental de la aceleración y masa total? Explique.
Según los datos obtenidos y los análisis respectivos, los errores en la
experimentación se deben a lo siguiente:
Que cada instrumento de medida tiene un pequeño porcentaje de error
No se considera la fuerza de fricción
La percepción Visual a la hora de pesar
Al momento de terminar la toma de datos, LOGGER PRO puede haber
considerado como movimiento el choque del carrito.
4) En base a las preguntas anteriores, responda lo siguiente:
Una pelota de hule y una de golf tienen la misma masa, pero la de hule
tiene mayor radio. ¿Por qué, si se aceleran de manera idéntica con la
misma fuerza inicial, la pelota de golf debería ir más lejos?
Ra
6aaire
ra
4aaire
La pelota de golf irá más lejos ya que presenta una menor oposición del
aire, ya que a mayor volumen mayor oposición, Ahora para la pelota de
hule se observa que:
Aceleración hule=a-6aire<a-4aire, por lo tanto la fuerza, por ende el desplazamiento
será mayor al que tenga mayor aceleración.
5) Hacer un diagrama de cuerpo libre del sistema y aplique la Segunda Ley
de Newton, en este caso suponga que existe fricción entre el carro y el
riel, y determine la aceleración del cuerpo. (Sugerencias: tome μ como
coeficiente de fricción entre el carro y el riel)
M2
FG=m1
g
NFr
F
FR
M1
OBSERVACIONES
La segunda ley de Newton es válida para cuerpos cuya masa es
constante.
Cuando tenemos fuerzas y aceleraciones muy grandes ya no cumple la
ley pero cuando son muy pequeñas sigue siendo válida la segunda ley de
Newton.
Hemos podido notar que el software (Logger Pro) usado en nuestra
práctica de laboratorio es muy eficaz en su desempeño, cuando uno lo
usa de manera correcta.
La aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza neta
aplicada sobre el e inversamente proporcional a su masa.
CONCLUSIONES
Teóricamente el objeto debe seguir una trayectoria vertical dada por la
ecuación.
Nosotros creemos que la mejor conclusión que se puede sacar de un
trabajo como este es que la fuerza está presente en nuestras vidas a cada
momento aunque nunca pensemos en ello o simplemente no nos demos
cuenta. Además con este trabajo nosotros pudimos aprender mejor, lo que
es una fuerza, aprendimos desde el concepto mismo hasta como
medirlas, y exactamente de qué maneras actúan las fuerzas en nuestra
vida diaria, hasta en las cosas más simples, la fuerza está presente en
toda situación que presente movimiento.
Damos a concluir que cada aparato electrónico que hemos utilizado hasta
ahora en nuestras prácticas de laboratorio de física I, ha sido de mucha
importancia para la mejor aplicación en la parte teórica.
RECOMENDACIONES
Una buena ubicación de los instrumentos que usamos en nuestras
prácticas de laboratorio hará que estas se desarrollen de manera eficaz y
la toma de datos sea de mejor valor para nuestros resultados.
Un mayor espacio para el desarrollo de la práctica sería conveniente para
una mejor y mayor participación de cada integrante de grupo.
El trabajo a conciencia, el interés en la práctica y la colaboración de cada
integrante del grupo hará que los resultados que deseamos obtener sean
los mejores para el desarrollo y la elaboración de la misma.
BIBLIOGRAFIA
http://www.fisicanet.com.ar/fisica/dinamica/ap01_leyes_de_newton.php
http://www.monografias.com/trabajos18/leyes-newton/leyes-newton.shtml
http://es.wikipedia.org/wiki/Leyes_de_Newton
http://fisicayeducacion.wikispaces.com/4-+Segunda+ley+de+Newton
http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/02/leyes.html