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4 Mecánica de Sólidos Práctica de laboratorio Nº 04 segunda ley de newtonINFORME Integrantes: Zambrano Pérez, Betzaeda Cardenas Atayupanqui Dany Grupo: C16-B Mesa Nº:01 Profesora: Garcés Córdova, Walmer Fecha de realización: 28 de marzo Fecha de entrega: 04 de abril 2015-I Laboratorio de Mecánica de Sólidos

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Dany Cardenas

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Mecánica de Sólidos

Práctica de laboratorio Nº 04

“segunda ley de newton”

INFORMEIntegrantes:

Zambrano Pérez, Betzaeda Cardenas Atayupanqui Dany

Grupo: C16-B

Mesa Nº:01

Profesora: Garcés Córdova, Walmer

Fecha de realización: 28 de marzo

Fecha de entrega: 04 de abril

2015-I

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I. INTRODUCCIÓN

En el presente laboratorio realizaremos la segunda ley de newton para lo cual cada estudiante debe tener con cocimientos previos de este tema las leyes de newton también conocidas como leyes del movimiento de Newton, son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la mecánica, en particular, aquellos relativos al movimiento de los cuerpos. Así, las leyes de Newton permiten explicar tanto el movimiento de los astros, como los movimientos de los proyectiles artificiales creados por el ser humano, así como toda la mecánica de funcionamiento de las máquinas.

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II. OBJETIVOS:

a. Verificar que cuando la fuerza resultante sobre un cuerpo no es nula, éste se mueve con un movimiento acelerado.b. Comprobar que la aceleración para una fuerza dada, depende de una propiedad del cuerpo llamada masa.c. Verificar que la aceleración de un cuerpo bajo la acción de una fuerza neta constante, es inversamente proporcional a su masa.III. FUNDAMENTO TEÓRICO:

Dinámica:

La DINÁMICA es parte de la mecánica que asimila las causas que originan el movimiento de los cuerpos, estas causas que producen movimiento son las FUERZAS.FUERZA es toda causa capaz de alterar el estado de reposo o de movimiento de los cuerpos o producir deformación. Se miden en NEWTONS (N ) La segunda ley de newton:

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, sin embargo, en el laboratorio observamos que algunas veces la fuerza se manifiesta de forma ligeramente distinta. Cuando actúa una fuerza sobre un cuerpo extenso éste puede acelerarse (y desplazarse) o simplemente deformarse. De esta forma podemos relacionar la fuerza y la masa de un objeto con el siguiente enunciado:

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Entonces 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 él. En realidad Newton no enuncio su segunda ley con la ecuación sino que lo formalizo de una manera más general:

F⃗=m d V⃗dt F⃗=dmV⃗

dt

(1) (2)

Como podemos ver estas dos ecuaciones llegan a coincidir si la masa de la partícula es constante, un ejemplo puede ser el caso de una bola de nieve que rueda por una ladera nevada y su tamaño va aumentando a transcurso que va moviéndose, en este caso la forma más simple para relacionar la fuerza que actúa sobre ella con una aceleración es con la ecuación (2), que es una generalización de la (1). En general la fuerza será igual al producto entre la aceleración y la masa.

Este imagen observado nos ayuda entender más sobre el experimentó en el laboratorio realizado, que, (como m’’) es mayor (que m'), se Laboratorio de Mecánica de Sólidos

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originará una fuerza peso (P2), mayor que la fuerza peso (P1) y por lo tanto la aceleración del sistema (a2) será mayor que (a1), comprobando con la siguiente ecuación. F⃗=m∗a Para la fuerza.

P=m∗g Para el peso.

IV. MATERIALES:

Computadora personal con programa Sensor de movimiento rotacionalData Studio instalado

Móvil PASCAR

Varillas

Bases de Soporte PoleaLaboratorio de Mecánica de Sólidos

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Pesas con porta pesas Cuerda

Regla Calculadora

V. PROCEDIMIENTOS:

Encender la computadoraLaboratorio de Mecánica de Sólidos

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Abrir el programa PASCO Elegir la opción texto y gráfica Armar el montaje Pesar las pesas Colocar el sensor de fuerzas y las cuerdas Una vez esté listo empezar con el experimento Insertar las pesas de uno hasta poder realizar una buena medición Coger el carrito y soltar para obtener los datos.

Figura 2. Montaje sugerido.

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En el laboratorio realizado se obtuvo materiales para armar el montaje sugerido como se ve en la figura 2 y así continuar con el laboratorio. Continuando el recinto pesamos las 7 pesas y el móvil pascar, las cuales estaban en (gr) pasándolo así a (kg) y convertirlo en fuerza multiplicándolo por la gravedad según el laboratorio fue de 9.78 m/s2; los valores obtenidos se anotan en la tabla 1. Se puso el móvil pascar a una distancia aprox. 1 a 1.20 m de la polea, y por el sensor rotacional estaban colgadas las fuerzas de las pesas (F = m x g), lo que marcaba el sensor era la aceleración del móvil, así trabajamos varias veces variando la fuerza, esto nos daba la aceleración. Luego una vez obtenido las masas en kg del móvil así como de la pesas, se sumó los dos valores luego se multiplico por la aceleración (valor tomado gracias al programa Pasco) F2=(Mc+Mp)a ; de esta manera se calculó para las 7 fuerzas respectivamente con su aceleración esto nos daba la F2 de manera experimental, para luego poder hallar el error que ejercía dicho sistema; los valores obtenido se anotan en la tabla 1.

Tabla1: valores obtenidos en el laboratorio.

En la tabla uno se observa los valores de la aceleración obtenida gracias al programa Pasco, estos valores aumentan proporcionalmente a medida que se van aumentando las masas. De la misma forma la F1 va aumenta proporcionalmente a medida que se incrementa los valores de las masas.

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La masa de móvil pascar se mantiene constate en cada uno de las experiencias. La F2 toma valores similares a la fuerza lo cual se calcula los errores porcentuales existentes entre ambos; estos valores son anotados en la tabla 2.

Tabla 2. Valores calculados

En la tabla 2 se observa el error teórico entre los valores de la F1 y F2, que se encuentran entre los valore de 1.34% hasta 6.31%; lo cual los errores son mínimos y se encuentran entre los valores admisibles.

Gráfica Nº1: Aceleración vs tiempo.Fuente: Elaboración propia.

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Nota: La gráfica que nos brindo fue lineal, que nos decía que eran directamente proporcional, dándole un ajuste lineal nos brindó una pendiente la cual fue de 12.8.

Grafica 2: F1 vs F2Fuente: Elaboración propia.

Nota: Representamos gráficamente también las fuerzas, ya que ambas fuerzas deben ser cercanas, lo cual nos quiere decir que también son DP como nos muestra su gráfica lineal, y poder observar la pendiente la cual fue 1.04.

Evaluación de los resultados:

Posibles Errores Un posible error se da a la hora de realizar la medición u

obtención de dato con los materiales a usarse.

Posibles Soluciones

En el momento de soltar el carrito se hace con mucho cuidado y coger la polea para obtener un buen resultado.

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CONCLUSIONES:

Se consiguió verificar que en una fuerza resultante sobre un cuerpo no es nula, porque se mueve con un movimiento acelerado, tal como se vio a la hora de hallar la aceleración del móvil con el sensor de rotación, con varias fuerzas, obtuvo una aceleración que dependía de la fuerza. Ya que la fuerza y la aceleración son directamente proporcional teóricamente, en el laboratorio se observó que si se aplica una fuerza mayor y una aceleración que era medido por el sensor de rotación lo cual se representaba gráficamente, en aceleración vs tiempo a la gráfica se da un ajuste lineal luego se obtiene una pendiente como nos muestra en la tabla 1 y así sucesivamente para todos los valores dándole un mismo ajuste y verificar siempre la pendiente del grafico ya que el error que nos brindó fueron 1.20% a 6.50% ya que estaba en los valores admisibles Se demostró que la aceleración para una fuerza dada, depende de una propiedad del cuerpo llamada masa. Se confirmó que la aceleración de un cuerpo bajo la acción de una fuerza neta constante, es inversamente proporcional a su masa.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICOS

Instituto, C. (2008). Física II. Una visión analítica del movimiento. Perú, Lima: Editores Lumbreras. Alvarenga, B. y Antonio, M. (1983). Física general con experimentos sencillos. México: Harla. Resnick R, Halliday D, Krene K. (2008). Física, volumen 1. Grupo Editorial Patria. México. P.A. TIPLER. Física I, Tercera Edición, Editorial Reverte, S.A., 1994.

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