Repblica Bolivariana De VenezuelaUniversidad Nacional Experimental Francisco de MirandaComplejo Acadmico SabinoSeccin: 31Docente: Fidias Gonzlez

Dinmica: Segunda Ley de Newton.

Integrantes:Bermdez, Katiusca C.I 25.333.886Petit, Jos C.I 21.157.701

Punto Fijo, marzo del 2015.Objetivos:

Verificar la segunda ley de newton. Diferenciar por medio de la experiencia la diferencia conceptual aplicada a experimentos tangibles de peso y masa. Comparar los resultados tericos de aceleracin con los obtenidos experimentalmente. Marco Terico.

De acuerdo con la segunda ley newton, donde:La masa se define como una medida cuantitativa de la inercia, cuanto mayor es la masa, ms se resiste un cuerpo a ser acelerado. Es fcil relacionar el concepto con las experiencias cotidianas. Si golpeamos una pelota de ping-pong y un baln de baloncesto con la misma fuerza, el baln tendr una aceleracin mucho menor porque su masa es mucho mayor. Si una fuerza causa una aceleracin grande, la masa del cuerpo es pequea; si la misma fuerza causa una aceleracin pequea, la masa es grande.La unidad de la masa para el sistema internacional es el Kg.Ser la sumatoria de las fuerzas que actan sobre algn objeto, donde fuerza se define como una accin que es capaz de cambiar el estado de movimiento de un cuerpo. El cambio se manifestara al haber una variacin en su velocidad, o que este cuerpo comience a acelerar por la accin de la fuerza aplicada.La unidad de la fuerza para el sistema internacional son los= N (newton)La aceleracin no es ms que la variacin de la velocidad con respecto al tiempo, decir que un cuerpo acelera es decir que su velocidad est en aumento, y si el cuerpo desacelera su velocidad est disminuyendo.La unidad de la aceleracin para el sistema internacional son los

Es importante destacar que el concepto de peso no es el mismo al de la masa, el peso se define como una fuerza, en este caso es la fuerza que soporta una masa cuando la aceleracin es la gravedad, as mismo se debe saber que el peso puede variar segn la gravedad con la que interacte la masa.}

Datos.

Experiencia #1 El objetivo de este ensayo era medir el tiempo entre dos sensores de foto puertas, y con este poder calcular la aceleracin, para realizar el montaje de esta prctica se deba colocar el riel sobre la mesa de trabajo, al riel se le acoplaban dos niveladores, para estabilizar y nivelar el riel con respecto a la mesa y que se encontrar totalmente recta, cada nivelador estara ubicado en cada extremo del riel, los sensores de foto puertas tambin iran acoplados al riel, sobre el riel se encontrara el carro dinmico que tendra la placa obturadora ensamblada, el carro dinmico en uno de sus extremos estara sujetado por un hilo que pasara por una polea , y al final del hilo estara amarrado el porta pesas.Una vez fuera conectado el Smart time era los sensores de foto puertas se poda dar inicio al experimento, se deba configurar el Smart timer seleccionando el modo tiempo y configurndolo para dos puertas con la opcin two Gates, es importante recalcar la ubicacin de los sensores de foto puerta sobre riel donde la puerta dos ira ubicada al menos 15 cm por detrs de un nivelador que estara por detrs de la polea , este nivelador servira como freno del mvil e impedira que el carro dinmico impactar contra la polea, este nivelador tambin estaba equipado con dos imanes que tenan polos opuestos a los imanes del carro dinmico provocando una repulsin por parte del carro dinmico y la barra. Para encontrar la ubicacin de la primera foto puerta se deba tomar el carro y llevarlo hasta atrs, el punto de inicio sera donde el porta pesas alcanzara a la polea, una vez encontradas y definidas las dos ubicaciones se poda proceder a pulsar el botn start, al hacerlo se poda soltar el carro dinmico, est sera arrastrado por la masa puesta en el porta pesas que era en este caso de .045 kg, se decidi trabajar con esta masa dado a que el carro realizaba un movimiento uniforme y facilitaba el estudio. El carro dinmico pasara por los dos sensores y gracias a la placa obturadora que cortaba el haz de luz quedara registrada el tiempo en la pantalla del Smart timer.Este proceso fue repetido 5 veces para cada ensayo. Una vez calculado el tiempo promedio se poda calcular la aceleracin, tomando en cuenta el que es la diferencia entre las dos ubicaciones del sensor y por lo tanto la distancia recorrida por el carro dinmico,Experiencia #2Para esta experiencia se utiliz el mismo montaje que en la experiencia anterior, slo que los sensores de foto puerta fueron removidos y para realizar las mediciones se necesitara el uso del software data studio.Se buscaba comprobar el aumento de crecimiento de la aceleracin segn el caso , para evaluar y analizar se deban tomar los datos de la velocidad con la que se desplazaba el carro dinmico sobre el riel, el encargado de tomar este valor sera el sensor de movimiento que se colocara a una distancia mayor de 20 cm por detrs del mvil, el sensor se conectara a la interfaz ScienceWorkshop 750 , en el primer experimento o parte A de esta experiencia se deba mantener la masa colgante constante y se variara la masa del carro agregando .050kg en cada caso, se aumentara la masa del carro tres veces y en cada masa se haran tres ensayos para determinar la velocidad promedio y aceleracin promedio.Se daba inicio a cada ensayo en el Smart timer y por ende se soltaba el carro dinmico, el fenmeno a estudiar sera la grfica de velocidad y tiempo, en esta se observara una pendiente que ascenda se realizaba un ajuste lineal y se tomaban algunos puntos de la pendiente, esta lnea que asciende no es ms que la variacin de la velocidad con respecto al tiempo, tambin conocida como aceleracin. Segn la teora si la masa del carro dinmico aumenta y la de la masa colgante se mantiene constante, la aceleracin debera disminuir a medida que la masa aumenta.Para la parte B de esta experiencia se realizo exactamente el mismo montaje a la parte A la nica diferencia es que ahora la masa del carro dinmico se mantendra constante y la masa colgante ira aumentado en .020kg segn cada experimento , tambin se utilizara el sensor de movimiento y se visualizaran las grficas de velocidad tiempo en el data studio , como en la parte anterior se realizara tres ensayos para cada masa y segn la teora en este caso la aceleracin debera ir en aumento.

Resultados.

Experiencia #1

Tabla 1: Ensayos de la experiencia #1Masa del carro dinmico Masa colganteEnsayo 1Ensayo 2Ensayo 3 Ensayo 4Ensayo 5Tiempo promedio

.500kg.045kg1.2927s1.2556s1.3355s1.3678s1.3369s1.32188s

Para la experiencia se requeran los siguientes datos: Posicin inicial de partida = 1.39mPosicin Final = 2.13m*En donde la posicin inicial ser la misma para todos los ensayos. Primero fue necesario calcular el promedio de los tiempos:

Con el tiempo promedio es posible calcular la aceleracin terica, donde d es igual a la diferencia de las distancias:

Luego era necesario calcular:

Donde y ; tomando la aceleracin terica previamente calculada:

Tambin era necesario calcular la fuera neta:

0.46Nw

Para as compara los resultados:

Tabla 2: Resultados de la Experiencia #1.Masa del carro dinmicoAceleracin ()(m1 +m2) a = m2 g% diferencial

0.500kg0.84m.s^-20.47Nw0.45Nw2.2%

Experiencia #2. Parte A.Tabla 3: Ensayos de la Experiencia #2 Parte A.Masa colgante Masa del carro dinmico Ensayo 1Ensayo 2Ensayo 3 Valor promedio

50g.550 kg.669.669.645.671

50g.600 kg.609.63.63.623

50g.650kg.581.566.570.572

Era necesario comparar los promedios obtenidos de aceleracin experimental con el clculo de su aceleracin terica respectiva, por medio de la frmula:

Para .550 Kg:

Para .600 Kg:

Para .650 Kg

Una vez obtenidos los valores tericos y experimentales se procede a compararlos por medio del clculo de error:

Donde para .550 Kg:Aceleracin experimental: .671 Aceleracin terica: .816

Para .600 Kg;Aceleracin experimental: .623 Aceleracin terica: .75

Para .650 Kg:Aceleracin experimental: .572 Aceleracin terica: .70

Parte B. Tabla 4: Ensayos de la Experiencia #2 Parte B.Masa colgante Masa del carro dinmico Ensayo 1Ensayo 2Ensayo 3 Valor promedio

.020 kg.550 kg.20.21.20.20

.040 kg.550 kg.530.527.527.528

.060 kg.550 kg.827.825.826.826

Al igual que en la experiencia pasada, los resultados de los ensayos se usaron para comparar cada una de las aceleraciones experimentales con la calculada tericamente:

Para .020 Kg:

Para .040 Kg:

Para .060 Kg:

Al igual que la Parte A, fue necesaria la misma comparacin por medio de la misma forma: Donde para .020 Kg:Aceleracin experimental: .20 Aceleracin terica: .34

Para .040 Kg;Aceleracin experimental: .528 Aceleracin terica: .66

Para .060 Kg:Aceleracin experimental: .826 Aceleracin terica: .96

Conclusin.

Las experiencias realizadas pudieron confirmar mediante demostraciones sencillas unas de las leyes que rigen este universo, el principio fundamental de la dinmica, es decir el porqu la masa se mueve, el porqu una masa que est quieta de repente cambia de posicin, realizando lo denominado as movimiento. Y esto solo puede ser logrado aplicando alguna fuerza sobre ella que la haga perder en equilibrio pues poseera una magnitud y sentido distinto; fuerza que puede ser cuantificada solo conociendo la masa del cuerpo y la aceleracin experimentada; y la masa del sistema vendr determinada sobre aquella a la que se le aplica un peso y su dependencia de la aceleracin de la gravedad. As como tambin puede afirmarse que mientras ms masa se le agrega a un sistema para un determinado instante menor ser su aceleracin, si su fuerza neta permanece constante. Si por el contrario esta vara y aumenta, manteniendo su masa constante, su aceleracin aumentar. Todos estos fenmenos fsicos quedan contemplados en la segunda ley de newton, habiendo entonces concluido la verificacin de dicha ley, el cual se presentaba como objetivo principal.

Preguntas al Estudiante. Experiencia #1.1. Los datos experimentales, verifican que ?R: S los verifican, debido a que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleracin que adquiere dicho cuerpo; y de ambas maneras en las que fue comprobado, la fuerza tuvo un margen de error tan pequeo que podra decirse que, ya sea que se tome una aceleracin terica con la suma de las masas usadas, o la masa 2 por la aceleracin de la gravedad; el resultado es el mismo y comprueba la segunda Ley de Newton. 2. Considerando la fuerza de roce, qu fuerza esperara Ud. que fuese mayor, el peso colgante o la masa total resultante, cuya aceleracin se mide? Muestran los resultados de este experimento, que una es mayor que la otra?R: No esperara que fuesen distintas porque para ambas se observan sistemas en los cuales se les distribuye la tensin y fuerzas de aceleracin de manera distinta, sin embargo para todo el sistema sin importar desde qu cuerpo se estudie, la fuerza es la misma; y los resultados demuestran la igualdad.3. Por qu la masa en no es igual a la masa del carro?R: Porque para la fuerza neta se toma en cuenta el masa sobre la que se aplica un peso, y el peso del sistema est donde se encuentre actuando la aceleracin de la gravedad (razn que hace mover la masa 1), que es la masa 2. 4. Cuando se calcula la fuerza sobre el carro, se hace el producto masa por gravedad, por qu no est incluida la masa del carro?R: Debido a que la fuerza que acte sobre el carro no est determinada por el carro en s, si no por las fuerzas que se notan que actan sobre l, que son la masa 2 y la aceleracin de la gravedad.5. Cmo vara el grfico Velocidad Vs Tiempo a medida que la masa aumenta y la fuerza neta permanece constante? Cmo interpreta fsicamente este hecho?R: Mientras ms masa tiene un cuerpo menos aceleracin puede experimentar, por lo tanto el grfico se mostraba como una desaceleracin en el que los valores de la velocidad disminuan a medida que aumentaba el tiempo.Experiencia #2.1. Qu pasa con la pendiente del grfico velocidad vs tiempo a medida que la masa permanece constante y la fuerza neta aumenta? Cmo interpreta este hecho?R: La pendiente del grfico, que es la aceleracin, aumenta; debido a que se est provocando ms tensin en la masa 1 hacindola mover ms rpido, la aceleracin que experimenta la masa 1 es mayor, pero al serlo tambin la masa 2, los resultados seran proporcionales confirmando que se necesita mayor fuerza para arrastrar mayor masa. 2. Los resultados experimentales confirman la 2da Ley de Newton? Justifica respuesta.R: S, debido a que la Fuerza es igual a la masa por la aceleracin del cuerpo; al tener ya la masa y su aceleracin era posible calcular la fuerza de su sistema. 3. Son compatibles los resultados experimentales con los calculados a partir del modelo?R: Se presenta un margen de error, sin embargo los resultados se encuentran compatibles dentro de un rango aceptable. 4. Mientras el carrito es arrastrado, la tensin en el hilo es mayor, igual o menor que el peso del cuerpo suspendido? Justificar la respuesta.R: La tensin es mayor porque solo ese incremento puede vencer la resistencia de la masa 1 a ser movida de su posicin inicial. 5. Segn el modelo terico utilizado, la aceleracin es constante o variable con el tiempo?R: La aceleracin con respecto al tiempo es constante, sin embargo ella puede variar si se hace un cambio de masa. 6. Comentarios.Este clculo de fuerzas solo es vlido para sistemas en el que la masa es constante si la masa varia, como por ejemplo un cohete que va quemando combustible, no es vlida la relacin; tendra entonces que hablarse entonces de cantidad de movimiento, lo que incluira entonces nuevos factores relacionales para calcularlo como su velocidad.

Bibliografa.

Pgina Web: Thales.cica.es Leyes de Newton[http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/02/leyes.html] Consulta: [14-03-15]