Dinamica

Dinámica: segunda ley de newton
Objetivo:
* Verificación experimental de la segunda ley de newton.
* Comprobar experimentalmente la relación que existe entre la fuerza, aceleración y la masa.
Equipo:
* Tablero con superficie de vidrio y conexiones para circulación de aire comprimido.

* Disco de metal (puck).

* Chispero eléctrico de frecuencia constante.

* Papelbond tamaño A3.

* Pesas de 20, 50y 100 grs.

* Una polea, cuerda y canastilla.
* Un nivel de burbuja.

Fundamento teórico:

Isaac Newton demostró que la velocidad de los objetos que caen aumenta continuamente durante su caída. Esta aceleración es la misma para objetos ligeros y pesados, siempre que no se tenga en cuenta la resistencia del aire. Newton mejoró este análisis aldefinir la fuerza y la masa y relacionadas con la aceleración.
* Segunda le de newton o ley de la interacción y la fuerza
Esta ley se encarga de cuantificar el concepto de fuerza. Nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo, y la podemos expresar la relación de la siguiente manera:
F = m a
Tanto la fuerza como la aceleraciónson magnitudes vectoriales, es decir, tienen además de un valor, una dirección y un sentido.
La expresión de la segunda ley de Newton es válida para cuerpos cuya masa sea constante. Si la masa varia, no es válida la relación F = m a.
Procedimiento
1. Nivelar el tablero horizontalmente y poner encima la mitad de un papelógrafo.
2. Fijar el disco con hilo que pase por la polea y en cuyoextremo se sostenga la canastilla en donde se pondrán las pesas.
3. Abrir lentamente la llave de aire comprimido, para que el disco se desplace sin fricción cuando se mueva sobre el tablero y el papelógrafo.
4. Encender el chispero y simultáneamente soltar el disco, el disco realizara aproximadamente una trayectoria recta, el chispero dibujara puntos sobre el papelógrafo cada 1/40 desegundo (frecuencia del chispero 40HZ).
5. Medir la distancia entre los puntos y apuntarlos en una tabla para luego medir su aceleración.


Datos de laboratorio, gráficas y resultados

Graficas velocidad vs tiempo
Masa 50g
tiempo(s) | | Posición(cm) |
0,25 | | 1,3 |
0,5 | | 2,8 |
0,75 | | 5 |
1 | | 7 |
1,25 | | 10,1 |
1,5 || 14 |
1,75 | | 17,9 |
2 | | 22,2 |
2,25 | | 27 |
2,5 | | 32,4 |
2,75 | | 38,1 |

Masa de 100g
tiempo(s) | posición(cm) |
0,25 | 1,2 |
0,5 | 2,8 |
0,75 | 5,4 |
1 | 8,9 |
1,25 | 13,3 |
1,5 | 18,2 |
1,75 | 24,1 |
2 | 30,8 |
2,25 | 38,5 |Masa 200g

tiempo(s) | posición(cm) |
0,25 | 1,6 |
0,5 | 3,3 |
0,75 | 7,7 |
1 | 12 |
1,25 | 15,9 |
1,5 | 21,2 |
1,75 | 26,7 |
2 | 34,3 |

Grafica posición tiempo de 50g ,100g, 200g
tiempo(s) | posición(cm) | posición(cm) | posición(cm) |
0,25 | 1,3 | 1,2 | 1,6 |
0,5 | 2,8 | 2,8 | 3,3 |0,75 | 5 | 5,4 | 7,7 |
1 | 7 | 8,9 | 12 |
1,25 | 10,1 | 13,3 | 15,9 |
1,5 | 14 | 18,2 | 21,2 |
1,75 | 17,9 | 24,1 | 26,7 |
2 | 22,2 | 30,8 | 34,3 |
2,25 | 27 | 38,5 | |
2,5 | 32,4 | | |
2,75 | 38,1 | | |

masa (gramos) | | 1/m | | aceleración |
50g | | 0,02 | | 7,571 |
100g | | 0,01 | | 13,3022 |
200g | | 0,005 | | 10,4952 |Grafica 1/m vs aceleración

masa(kg) | aceleración(cm/s2) | | gravedad (cm/s2) | | g - a (cm/s2) | | g - a (m/s2) | | fuerza (N) |
0,05 | 7,571 | | 981 | | 973,429 | | 9,734 | | 0,4867 |
0,1 | 13,3022 | | 981 | | 967,698 | | 9,677 | | 0,9677 |
0,2 | 10,4952 | | 981 | | 970,5048 | | 9,705 | | 1,941 |

Grafica aceleración vs fuerza

Grafica posición vs...