RESUMEN
SEGUNDA LEY DE NEWTONOrlando Alba Polo
Roberto Caraballo Pacheco
Jos Moreno lvarez
Kevin Ricardo Sejn
UNIVERSIDAD DE CORDOBA
FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS E INGENIERAS
DEPARTAMENTO DE INGENIERA DE SISTEMAS
McS. RAFAEL COGOLLO
RESUMENEn la experimentacin de este laboratorio, tomamos las
medidas de espacio entre las barreras opticas que registraban las
medidas de tiempo de dichas distancias, empezamos un paso 1 donde
la masa del carrito que tambien hacia parte del montaje era de 211
gr y empezamos a toarr las medidas de tiempo con distintas masas
aceleradoras ( 13gr, 15gr, 17gr, 19gr ), luego pasamos a un segundo
paso donde slo utilizamos una sola masa aceleradora ( 14gr ) y
tomamos las medidas de tiempo con distintas masas del carrito (
211gr, 231gr, 251gr, 271gr, 291gr ).
TEORIA RELACIONADA
Segunda ley del newton del movimiento : cuando un cuerpo esta
bajo la accin de una fuerza constante, la aceleracin producida es
proporcional a la fuerza inversamente proporcional a la masa, esta
ley del movimiento nos conduce a la llamada ecuacin de la
fuerza.
F = m.a ( ecuacin 1 ) [1]OBJETIVOS
Determinar la relacin funcional existente entre aceleracin,
fuerza y masa de un cuerpo.
MATERIALES
Riel de aire
Soplador
Deslizador para riel de aire
Diafragma L = 100mm
Sistema de arranque
Imn de retencin con enchufe
Barrera ptica compacta
Contador 4 4
Tripode
MONTAJE Y PROCEDIMIENTO
Figura 1.
Figura 2.Coloque el diafragma en la posicin de salida y fijelo
con el sistema magntico, el peso (fuerza aceleradora) debe ser
colocado adyacente a la polea de la barrera ptica. Posicine el
retenedor de tal manera que el diafragma se detenga justo antes de
que el porta pesas llegue al suelo.
Paso 1
Para determinar la aceleracin como una funcin de la fuerza, la
masa del deslizador permanece constante y sucesivamente se colocan
masas de 2g en el porta pesas. Anote los resultados de posicin
contra tiempo para cada masa usando las tablas adjuntas PASO1.
Observacin : La masa aceleradora no debe sobre pasar los 20 gr
!Paso 2
Para determinar la celeracin como una funcin de la masa, se
aumenta progresivamente la masa del deslizador con pesas de 20gr (
10gr a cada lado ). Use una masa de 10 gr para acelerar el sistema.
Anote los resultados de posicin contra tiempo para cada masa usando
las tablas adjuntas PASO2.
RESULTADOS
Tablas De Datos.
PASO 1.
Masa del carrito constante: 211 gr.
TABLA N 1
Masa PESA13 gr
X ( cm )026.441.554.180.0
t ( s )01.0551.3531.5321.910
TABLA N 2Masa PESA14 gr
X ( cm )026.441.554.180.0
t ( s )00.8331.0721.2321.521
TABLA N 3Masa PESA15 gr
X ( cm )026.441.554.180.0
t ( s )00.8091.0421.1971.471
TABLA N 4Masa PESA17 gr
X ( cm )026.441.554.180.0
t ( s )00.7640.9841.1301.395
TABLA N 5Masa PESA19 gr
X ( cm )026.441.554.180.0
t ( s )00.7350.9441.0841.336
PASO 2.
Masa aceleradora constante: 14 gr.
TABLA N 6Masa CARRO211 gr
X ( cm )026.441.554.180.0
t ( s )00.8481.0881.2481.538
TABLA N 7Masa CARRO231 gr
X ( cm )026.441.554.180.0
t ( s )00.8781.1281.2951.598
TABLA N 8
Masa CARRO251 gr
X ( cm )026.441.554.180.0
t ( s )00.9091.1641.3431.658
TABLA N 9
Masa CARRO271 gr
X ( cm )026.441.554.180.0
t ( s )00.9411.2111.3911.718
TABLA N 10Masa CARRO291 gr
X ( cm )026.441.554.180.0
t ( s )00.9711.2501.4361.774
EVALUACIN
1. Realice una grafica de x vs t para cada valor de fuerza
aceleradora usando los valores de las tablas adjuntas del paso 1. A
partir de cada grafica obtenga el valor de la aceleracin del
sistema y construya la tabla de aceleracin en funcin de la fuerza
aceleradora ( Tabla N 16 ).TABLA N 11
Masa PESA13 gr
X ( cm )026.441.554.180.0
t ( s )01.111.832.403.60
Figura 3. Grafica de posicin (x) en funcin del tiempo (t2) de la
Tabla N 11.La pendiente De la teoria, la ecuacin que liga las
variables
y reemplazando m que es la pendiente nos queda que
( 1 )De la literatura, calculemos la aceleracin , de lo cual
sale
( 2 )Ahora comparando las ecuaciones ( 1 ) y ( 2 )
Ahora la m1 = masa del carrito y m2 = masa aceleradora
Luego F = m.a
m = m1 + m2
m = 211gr + 13gr = 224gr = 0.224kg
F = 0.224kg . 0.429 m/s = 0.096 NTABLA N 12
Masa PESA14 gr
X ( cm )026.441.554.180.0
t ( s )00.6931.1491.5172.313
Figura 4. Grafica de posicin (x) en funcin del tiempo (t2) de la
Tabla N 12.La pendiente De la teoria, la ecuacin que liga las
variables
y reemplazando m que es la pendiente nos queda que ( 3 )De la
literatura, calculemos la aceleracin de lo cual sale ( 4 )Ahora
comparando las ecuaciones ( 3 ) y ( 4 )
Ahora la m1 = masa del carrito y m2 = masa aceleradora
Luego F = m.a
m = m1 + m2
m = 211gr + 14gr = 225gr = 0.225kg
F = 0.225kg . 0.661 m/s = 0.148 N
TABLA N 13Masa pesa15 gr
X ( cm )026.441.554.180.0
t ( s )00.6541.0851.3952.181
Figura 5. Grafica de posicin (x) en funcin del tiempo (t2) de la
Tabla N 13.La pendiente De la teoria, la ecuacin que liga las
variables
y reemplazando m que es la pendiente nos queda que
( 5 )
De la literatura, calculemos la aceleracin de lo cual sale
( 6 )
Ahora comparando las ecuaciones ( 5 ) y ( 6 )
Ahora la m1 = masa del carrito y m2 = masa aceleradora
Luego F = m.a
m = m1 + m2
m = 211gr + 15gr = 226gr = 0.226kg
F = 0.226kg . 0.702 m/s = 0.158 N
TABLA N 14Masa PESA17 gr
X ( cm )026.441.554.180.0
t ( s )00.5830.9681.2761.946
Figura 6. Grafica de posicin (x) en funcin del tiempo (t2) de la
Tabla N 14.La pendiente De la teoria, la ecuacin que liga las
variables
y reemplazando m que es la pendiente nos queda que
( 7 )De la literatura, calculemos la aceleracin de lo cual
sale
( 8 )Ahora comparando las ecuaciones ( 7) y ( 8)
Ahora la m1 = masa del carrito y m2 = masa aceleradora
Luego F = m.a
m = m1 + m2
m = 211gr + 17gr = 228gr = 0.228kg
F = 0.228kg . 0.799 m/s = 0.182 N
TABLA N 15Masa PESA19 gr
X ( cm )026.441.554.180.0
t ( s )00.5400.8911.1751.784
Figura 7. Grafica de posicin (x) en funcin del tiempo (t2) de la
Tabla N 15.La pendiente D la teoria, la ecuacin que liga las
variables
y reemplazando m que es la pendiente nos queda que
( 9 )De la literatura, calculemos la aceleracin de lo cual sale
( 10 )Ahora comparando las ecuaciones ( 9 ) y ( 10 )
Ahora la m1 = masa del carrito y m2 = masa aceleradora
Luego F = m.a
m = m1 + m2
m = 211gr + 19gr = 230gr = 0.230kg
F = 0.230kg . 0.860 m/s = 0.197 NDe los anteriores datos
obtenidos podemos llenar la siguiente tabla:
TABLA N 16a (m/s)F ( N )
00
0.420.09
0.660.14
0.700.15
0.790.18
0.860.19
Ahora del paso dos podemos llenar la tabla de aceleracin (a) Vs.
Masa (m),
TABLA N 17Masa CARRO211 gr
X ( cm )026.441.554.180.0
t ( s )00.711.181.552.36
Figura 8. Grafica de posicin (x) en funcin del tiempo (t2) de la
Tabla N 17.La pendiente
TABLA N 18Masa CARRO231 gr
X ( cm )026.441.554.180.0
t ( s )00.771.271.672.55
Figura 9. Grafica de posicin (x) en funcin del tiempo (t2) de la
Tabla N 18.la pendiente TABLA N 19Masa CARRO251 gr
X ( cm )026.441.554.180.0
t ( s )00.821.361.802.74
Figura 10. Grafica de posicin (x) en funcin del tiempo (t2) de
la Tabla N 19.La pendiente TABLA N 20Masa CARRO271 gr
X ( cm )026.441.554.180.0
t ( s )00.881.461.982.95
Figura 11. Grafica de posicin (x) en funcin del tiempo (t2) de
la Tabla N 20.La pendiente TABLA N 21Masa CARRO291 gr
X ( cm )026.441.554.180.0
t ( s )00.941.562.063.14
Figura 12. Grafica de posicin (x) en funcin del tiempo (t2) de
la Tabla N 21.La pendiente De los anteriores datos obtenidos
podemos llenar la siguiente tabla:
TABLA N 22a (m/s)m ( kg )
0.310.225
0.290.245
0.270.265
0.250.285
0.230.305
2. Con los datos registrados en la tabla 16 realice la grafica
de aceleracin vs fuerza. Qu tipo de grafica obtiene ? Explique
detalladamente el comportamiento de esta grafica.
Figura 13. Grafica de aceleracin (a) en funcin de la fuerza (F)
de la Tabla N 16.El resultado es una linea recta y se demuestra que
la aceleracin es directamente proporcional a la fuerza pero como
tenemos un error porcentual de 0.19 nos da un poco curva como se
aprecia en la figura 3. Calcule la pendiente de esta grafica Qu
unidades posee? Qu significado fisico tiene ? A partir de de este
resultado, calcule el valor de la masa acelerada y comparelo con el
valor medido en el laboratorio. que concluye ?
R/ la pendiente
= 220 gr (Masa acelerada)Posee unidades de gr. Y nos da la masa
del del cuerpo.Al compaarar este valor con el valor medido en el
laboatorio nos damos cuenta que son aproximadamente iguales.4. Con
los datos registrados en la tabla 22 realice la grafica de a Vs. m
Que tipo de grafica obtiene ? Explique detalladamente el
comportamiento de esta grafica.
Figura 14. Grafica de aceleracin (a) en funcin de la masa (m) de
la Tabla N 22
Se obtiene una recta que va desendiendo.
Este comportamiento nos dice que la aceleracin es inversamente
proporcional a la masa.5. A continuacin grafique la aceleracin (a)
en funcin del inverso de la masa (1/m). Qu tipo de grafica
obtiene?Por qu? Calcue la pendiente de esta grafica. Qu unidades
posee? Qu significado fsico tiene?Compare el valor de la pendiente
con el valor de la fuerza aceleradora Qu concluye?R/. TABLA N
22a(m/s2)(1/m)kg.
0.314.44
0.294.08
0.273.77
0.253.50
0.233.27
Figura 15. Grafica de aceleracin (a) en funcin del inverso de la
masa (m1/m) de la Tabla N 23
Se obtiene una recta que va ascendiendo.
=14.625 N.
Posee unidades kg.m/s2 (Newton), es decir nos da la fuerza.6.
Compare las graficas de los puntos 2 y 4 describen ambas graficas
la misma situacin ?R/ Al comparar las gficas de los puntos dos y
cuatro, observamos que no describen la misma situacin, ya que en
una de demuestra que la aceleracin esdirectamente proporcional a la
fuerza y en la otra la aceleracin es inversamente proporcional a la
masa.7. A partir de los resultados de los puntos 3 y 5 que concluye
?
De los resultados del punto 3, el cual nos arroj aproximadamente
el valor de la masa acelerada y el punto 5 que nos dio el valor de
la fuerza aceleradora, podemos concluir que la fueza a plicada a un
cuerpo depende de la masa de dicho cuerpo (Masa acelerada).8.
Exprese la conclusin anterior mediante una relacin funcional
(matemtica).CONCLUSIN
A partir de los resultados obtenidos podemos decir que la fuerza
aplicada a un objeto es proporcional a la aceleracin y que la masa
de un cuerpo es inversamente proporcional a ella, de aqu cumple con
la segunda le de Newton
F = ma de donde las relaciones de proporcionalidad F m y a 1/m
se ven claramente en las graficas.BIBLOGRAFA
[1] ZALAMEA Eduardo, RODRIGUEZ Jairo, PARIS Roberto, FISICA 10
BOGOTA: EDUCAR EDITORES, 2001 2 EDICION.
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