Fime lab fisica

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Problema a Investigar

Objetivo:
Establecer experimentalmente la dependencia entre la aceleración que adquiere un cuerpo y alguna de sus características, así como las interacciones (fuerzas) que actúan sobre el mismo.

Introducción:
En muchos casos de la vida real es necesario aplicar una fuerza a un cuerpo para moverlo con determinada aceleración.

Pensemos en algunos ejemplos:
*Una grúa eleva un cuerpo a cierta altura
* Un portaviones con su dispositivo de catapulta, hace ascender a un avión.
* Un camión arrastra a otro que se descompuso.
La pregunta en cualquiera de estos casos es: ¿Qué fuerza se necesita aplicar a un cuerpo para que se mueva con cierta aceleración?
Esta pregunta puede formularse en otras formas: conociendo la fuerza aplicada a un cuerpo,¿cuál será el valor de la aceleración que este adquiera?, ¿de qué características del cuerpo y de la fuerza depende el valor de la aceleración? ¿Cómo depende?

Desarrollo
Proponer de qué factores depende la aceleración que adquiere un cuerpo, para cual puede hay que realizar investigación.

Segunda ley de Newton
La expresión de la Segunda ley de Newton que hemos dado es válida para cuerpos cuyamasa sea constante. Si la masa varia, como por ejemplo un cohete que va quemando combustible, no es válida la relación F = m · a. Vamos a generalizar la Segunda ley de Newton para que incluya el caso de sistemas en los que pueda variar la masa.
Para ello primero vamos a definir una magnitud física nueva. Esta magnitud física es la cantidad de movimiento que se representa por la letra p y que sedefine como el producto de la masa de un cuerpo por su velocidad, es decir:
p = m · v
La cantidad de movimiento también se conoce como momento lineal. Es una magnitud vectorial y, en el Sistema Internacional se mide en Kg·m/s. En términos de esta nueva magnitud física, la Segunda ley de Newton se expresa de la siguiente manera:
La Fuerza que actúa sobre un cuerpo es igual a la variacióntemporal de la cantidad de movimiento de dicho cuerpo, es decir,
F = dp/dt
De esta forma incluimos también el caso de cuerpos cuya masa no sea constante. Para el caso de que la masa sea constante, recordando la definición de cantidad de movimiento y que como se deriva un producto tenemos:
F = d(m·v)/dt = m·dv/dt + dm/dt ·v
Como la masa es constante
dm/dt = 0
y recordando la definición deaceleración, nos queda
F = m a
tal y como habíamos visto anteriormente.
Otra consecuencia de expresar la Segunda ley de Newton usando la cantidad de movimiento es lo que se conoce como Principio de conservación de la cantidad de movimiento. Si la fuerza total que actúa sobre un cuerpo es cero, la Segunda ley de Newton nos dice que:
es decir, que la derivada de la cantidad de movimientocon respecto al tiempo es cero. Esto significa que la cantidad de movimiento debe ser constante en el tiempo (la derivada de una constante es cero). Esto es el Principio de conservación de la cantidad de movimiento: si la fuerza total que actúa sobre un cuerpo es nula, la cantidad de movimiento del cuerpo permanece constante en el tiempo.
Hipótesis de Trabajo

Realizar cálculos teóricos, yefectuar las mediciones experimentales. Los resultados de los cálculos teóricos se compararan con los resultados que se obtengan en la instalación experimental y se discutirán las diferencias.

Aplicando el Método Científico Experimental cada resultado de sus cálculos será una hipótesis obtenida a partir de la relación del movimiento de traslación con el movimiento de rotación.

Realizarla prueba con el equipo de experimentación hacer las mediciones correspondientes para llegar a las conclusiones.









Desarrollo de la práctica

Realizar las pruebas con el riel de flotación y los pesos y contrapesos indicado

Peso del carro de flotación: 153 gr
Peso 1 sobre el carro: 44.2 gr
Peso 2 sobre el carro: 72.8 gr
Peso 3 sobre el carro: 117.0...
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