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2016-2
0 Informe de laboratorio de física N° 3: Segunda ley de Newton
2016-2
Informe de laboratorio de física N° 3: Segunda ley de Newton
Integrantes:
Boris Hermes Seminario Arista
Diego Martín Borja Fonseca
Manuel A. Rondán Espinoza
Profesora: Alejandra Altamirano
Código
20141076H
20152641C
20150306B
1 Informe de laboratorio de física N° 3: Segunda ley de Newton
2016-2
OBJETIVO PRINCIPAL
Verificar experimentalmente la segunda ley de Newton y relacionar
fuerza, masa y aceleración.
OBJETIVOS SECUNDARIOS
Calcular la constante de elasticidad de un resorte usando la ley de
Hooke.
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MAPA CONCEPTUAL
3 Informe de laboratorio de física N° 3: Segunda ley de Newton
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PROCEDIMIENTO
A. OBTENCIÓN DEUNA TRAYECTORIA BIDIMENSIONAL DEL DISCO
EQUIPO
1. Chispero electrónico
2. Fuente del chispero
3. Tablero con superficie de vidrio y conexiones para el aire comprimido
4. Papel eléctrico A3
5. Papel bond A3
6. Un disco de 10 cm de diámetro
7. Un nivel de burbuja
8. Dos resortes
9. Una regla de 1m graduada en milímetros
MONTAJE Y PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
1. Fijar un extremo de cada resorte en el tablero en los puntos fijados para
eso. El otro extremo se colocará en el mango del disco.
2. Colocar la hoja del papel bond sobre el papel eléctrico.
3. Marcar los puntos fijos de cada resorte A y B en el papel bond.
4. Abrir la llave del aire para minimizar los efectos de la fricción.
5. Un integrante del grupo mantendrá fijo el disco entre el centro del
tablero y una esquina de este. Otro integrante encenderá y apagará el
chispero.
6. El primer integrante soltará el disco y el segundo encenderá el chispero
apenas se suelte el disco y lo apagará al cruzarse la trayectoria por
primera vez
B. CALIBRACIÓN DE LOS RESORTES 1. Medir la longitud natural de los resortes
2. Combinando las masas, colocarlas en los resortes y calcular su
longitud, anotar en las tablas.
4 Informe de laboratorio de física N° 3: Segunda ley de Newton
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CÁLCULOS Y RESULTADOS
1. Curvas de calibración de los resortes
Cuadro de las masas usadas en el experimento
Resorte A
Longitud natural del resorte: 9.6cm
A continuación, se muestra la tabla obtenida según las mediciones
directas realizadas en el laboratorio.
5 Informe de laboratorio de física N° 3: Segunda ley de Newton
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La magnitud fuerza elástica está dada por el peso, en este experimento está
dada por: 𝐹𝑒⃗⃗ ⃗ = −𝑚𝑔 ⃗⃗ ⃗ (𝑁)
En la siguiente tabla se muestran los datos de elongación y la fuerza elástica del
resorte A
De la tabla obtenida anteriormente, se elabora el siguiente gráfico haciendo uso
de una hoja de cálculo en Excel, y así se calcula la ecuación de Fuerza vs elongación para
el resorte A.
La constante de elasticidad del resorte es:
K = 0.2917 N/cm=29.17 N/m
y = 0,2917x + 1,4944
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
0 2 4 6 8 10 12
Fuer
za (
N)
ΔX (cm)
Resorte A
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Resorte B
Longitud natural del resorte: 9.6cm
A continuación, se muestra la tabla obtenida según las mediciones
directas realizadas en el laboratorio.
La magnitud fuerza elástica está dada por el peso, en este experimento está
dada por: 𝐹𝑒⃗⃗ ⃗ = −𝑚𝑔 ⃗⃗ ⃗ (𝑁)
En la siguiente tabla se muestran los datos de elongación y la fuerza elástica del
resorte A
Tabla de datos obtenidos
Masas Longitud total (cm) Masa (gr)
A 12,1 204,7
BC 13,7 252,5
AC 15,5 305,9
AB 16,9 356
ABC 20,7 457,2
ABCD 22,4 508,7
Tabla de datos obtenidos
Masas Longitud total (cm) Masa (gr)
A 12,1 204,7
BC 13,7 252,5
AC 15,5 305,9
AB 16,9 356
ABC 20,7 457,2
ABCD 22,4 508,7
ELONGACION FUERZA(N)
2,65 2,008107
4,25 2,477025
6,05 3,000879
7,45 3,49236
11,25 4,485132
12,95 4,990347
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De la tabla obtenida anteriormente, se elabora el siguiente gráfico haciendo uso
de una hoja de cálculo en Excel, y así se calcula la ecuación de Fuerza vs elongación para
el resorte B.
La constante de elasticidad del resorte es:
K = 0.2886 N/cm=28.86 N/m
2. Módulos de fuerza en los puntos indicados
Instante (tick) módulo de a
(m/s²) Módulo de F (N)
Ángulo q (grados sexagesimales)
F/a (kg)
8 26,08 5,7 10 0,218558282
13 22,56 3,85 9 0,170656028
18 72,16 5,7 35 0,078991131
y = 0,2886x + 1,264
0
1
2
3
4
5
6
0 2 4 6 8 10 12 14
Fuer
za (
New
ton
)
Elongación (cm)
Resorte B
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CONCLUSIONES
A partir de los resultados se puede corroborar la segunda ley de newton
así: 𝐹
𝑚= 𝑎
OBSERVACIONES
Se debe tener cuidado mientras el chispero esté encendido, evitando el contacto
con las partes metálicas.
Según la guía de laboratorio, los cálculos de la suma de los vectores
componentes de la fuerza se realizan geométricamente, sin embargo, también
pueden calcularse considerando los vectores y el ángulo entre ellos.
Se necesitó realizar algunas pruebas para lograr la trayectoria deseada del disco.
