Atwood

Laboratorio de Física con Ordenador
Experiencia P10: Máquina de Atwood

Student Workbook
012-06100C

Experiencia P10: Máquina de Atwood
Célula fotoeléctrica / Sistema de poleas

Tema
Leyes de Newton

DataStudio
P10 Atwood’s.DS

ScienceWorkshop (Mac)
P13 Atwood's Machine

Equipo necesario
Célula fotoeléctrica y Sistema de poleas
(ME-6838)
Masa y soporte (ME-8967)

Cant.
11

ScienceWorkshop (Win)
P13_ATWD.SWS

Equipo necesario
Hilo (SE-8050)

Cant.
1
1

Abrazadera universal (ME-9376B)

IDEAS PREVIAS

El objetivo de esta experiencia es estudiar la relación entre fuerza, masa y aceleración
empleando una máquina de Atwood. ¿Qué aplicación tendría la máquina de Atwood en la
vida real?

FUNDAMENTO TEÓRICO

En la máquina de Atwood, la diferencia depeso entre dos masas colgantes determina la
fuerza que actúa sobre el sistema formado por ambas masas. Esta fuerza neta acelera ambas
masas, la más pesada acelera hacia abajo y la más ligera hacia arriba.
Polea
T

T

M1

Masa 2

Masa 1

M1g

M2

M2g

Basándose en el diagrama anterior, T es la tensión del hilo, M2 > M1, y g es la aceleración de
la gravedad. Si consideramos elmovimiento ascendente como positivo y el movimiento
descendente como negativo, las ecuaciones de la fuerza neta para M1 y M2 son:

T1

M1g

Fneta

M 1a

T2

M2g

Fneta

M2

a

© 1999 PASCO scientific

P10.1

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Considerando que la polea no tiene masa, que no existefricción y que el hilo no tiene masa y
no se estira, se cumple que: T 1 = T 2. Despejando ‘a’, la aceleración del sistema formado por
ambas masas, se tiene que, la aceleración teórica es igual a ‘g’ veces la diferencia de las
masas dividida por la masa total del sistema:

a

g x (M 2 M 1
M total

RECUERDE
Siga las instrucciones de utilización del equipo.

PROCEDIMIENTO

Utilice la célulafotoeléctrica y el sistema de polea para medir el movimiento de ambas masas
mientras una sube y la otra baja. Utilice el DataStudio o el ScienceWorkshop para registrar el
cambio en la velocidad de las masas mientras se mueven. La pendiente de la curva de la
gráfica de velocidad frente a tiempo corresponde a la aceleración del sistema.

PARTE I: CONFIGURACIÓN DEL ORDENADOR

1.

Conecte elinterfaz de ScienceWorkshop al ordenador, encienda el interfaz y el
ordenador.

2.

Conecte la clavija digital de la Célula fotoeléctrica en el Canal digital 1 del interfaz.

3.

Abra el archivo titulado:
DataStudio
P10 Atwood’s.DS

ScienceWorkshop (Mac)
P13 Atwood's Machine

ScienceWorkshop (Win)
P13_ATWD.SWS

El archivo DataStudio contiene el Workbook. Lea las instruccionesen el Workbook.
El archivo ScienceWorkshop contiene una gráfica de velocidad frente a tiempo.
NOTA: La longitud del radio del arco de la polea debe ser 0,015m. Si utiliza una polea
diferente, cambie la longitud del radio del arco en la ventana del Sensor haciendo doble
clic en el icono del sensor en la ventana de configuración del experimento.

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PARTE II: CALIBRADO DEL SENSOR Y MONTAJE DEL EQUIPO

•

No se necesita calibrar el Sensor.

1.

Monte la abrazadera en el borde de una mesa.

2.

Utilice el soporte de la polea para enganchar la
polea en la ranura de la célula fotoeléctrica.

3.

Sitúe la célula y la polea en laabrazadera de forma
horizontal.

4.

Utilice un trozo de hilo unos 10 cm más largo que la distancia que hay desde la polea al
suelo. Ponga el hilo dentro de la ranura de la polea.

5.

Ate un soporte en cada extremo del hilo.
Para atar el hilo a los soportes, haga un nudo corredizo o de unas cinco vueltas
alrededor de las muescas del soporte.

6.

Coloque cinco o seis masas (unos 100...