Física. Unidad 2

Actividad 4. Práctica 3. Segunda ley de Newton: Modelo de un cuerpo lanzado horizontalmente

Introducción

Utiliza el constructor de modelos de Tracker, aplicando la segunda ley de Newton con los parámetros adecuados.

Modelo teórico

La Segunda Ley de Newton establece lo siguiente:

La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa.

De esta forma podemos relacionar la fuerza y la masa de un objeto con el siguiente enunciado:

Una buena explicación para la misma es que establece que siempre que un cuerpo ejerce una fuerza sobre un segundo cuerpo, el segundo cuerpo ejerce una fuerza sobre el primero cuya magnitud es igual, pero en dirección contraria a la primera. También podemos decir que la segunda ley de Newton responde la pregunta de lo que le sucede a un objeto que tiene una fuerza resultante diferente de cero actuando sobre el.

Desarrollo

Utiliza el constructor de modelos de Tracker, aplicando la segunda ley de Newton con los parámetros adecuados. Realiza lo siguiente:

1. Descarga el video Movimiento del balón que se encuentra en el aula virtual.

1

Física. Unidad 2

Datos

Describe el movimiento del cuerpo:

Obtén los valores de las posiciones en x y y.

balon x y

-2.40 65.684.23 64.04

14.62 63.4920.40 59.4430.48 56.8736.92 51.3846.11 45.6552.83 38.4662.12 30.7868.14 21.6178.77 12.5085.93 -0.5690.37 -0.25

Análisis de datos

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Física. Unidad 2

Grafica los valores de y contra x para obtener la trayectoria del cuerpo.

Grafica la posición horizontal vs. el tiempo

Obtén la velocidad horizontal de la pendiente de la gráfica.

Ecuación X=A*t+B

Resultados:

Grafica los valores de la posición vertical vs. el tiempo y obtén la ecuación del movimiento.

Y=a*t^2+b*t+c3

Física. Unidad 2

Análisis de datos:

Obtén los valores de las velocidades y las aceleraciones de las componentes verticales y horizontales del movimiento.

balón t x y v_{y} a_{y}

0.00 -2.40 65.68

4

Física. Unidad 2

0.03 4.23 64.04 -32.77 0.07 14.62 63.49 -68.90 -687.740.10 20.40 59.44 -99.13 -1079.380.13 30.48 56.87 -120.84 -807.300.17 36.92 51.38 -168.21 -1217.220.20 46.11 45.65 -193.66 -746.400.23 52.83 38.46 -222.78 -945.870.27 62.12 30.78 -252.47 -684.590.30 68.14 21.61 -274.02 -1372.660.33 78.77 12.50 -332.13 1927.610.37 85.93 -0.56 -191.01 0.40 90.37 -0.25

Usa el teorema de Pitágoras con los valores de las velocidades horizontales y verticales para calcular la rapidez del cuerpo en cualquier posición o tiempo de su vuelo.

balón t x y v_{y} v a_{y}

0.00 -2.40 65.68 0.03 4.23 64.04 -32.77 257.20

5

Física. Unidad 2

0.07 14.62 63.49 -68.90 251.96 -687.740.10 20.40 59.44 -99.13 257.52 -1079.380.13 30.48 56.87 -120.84 275.43 -807.300.17 36.92 51.38 -168.21 288.35 -1217.220.20 46.11 45.65 -193.66 307.21 -746.400.23 52.83 38.46 -222.78 327.40 -945.870.27 62.12 30.78 -252.47 341.09 -684.590.30 68.14 21.61 -274.02 370.57 -1372.660.33 78.77 12.50 -332.13 425.89 1927.610.37 85.93 -0.56 -191.01 258.23 0.40 90.37 -0.25

Modela el movimiento del cuerpo:

Usa la segunda ley de Newton y los parámetros que obtuviste del paso anterior para modelar el movimiento del cuerpo.

modelo Balón t x y F

0.00 0.96 66.24

6

Física. Unidad 2

0.03 8.30 66.39 0.07 15.64 65.50 283962.320.10 22.98 63.58 283962.320.13 30.32 60.62 283962.320.17 37.67 56.62 283962.320.20 45.01 51.58 283962.320.23 52.35 45.51 283962.320.27 59.69 38.41 283962.320.30 67.03 30.26 283962.320.33 74.37 21.08 283962.320.37 81.71 10.87 0.40 89.05 -0.38

Compara los datos que obtienes del movimiento del modelo de tu partícula y los datos del movimiento real del cuerpo en el video.

Conclusiones:

En esta práctica pudimos observar como el balón viaja en tiro horizontal y como varia con respecto al tiempo, la fuerza con la que viaja el balón, con lo cual pudimos comprobar la segunda ley de newton.

Bibliografía:

Leyes de Newton tomado de:

http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/02/leyes.html

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Física. Unidad 2

Momento lineal tomado de:

http://www.gobiernodecanarias.org/educacion/3/Usrn/lentiscal/2-CD-Fiisca-TIC/1-3Dinamica/MomentoLineal.htm

Segunda ley de newton tomado de:

https://sites.google.com/site/timesolar/fuerza/segundaleydenewton

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