fisica prac 4

CENTRO UNIVERSITARIO MÉXICO
LABORATORIO DE FÍSICA
CURSO 2013-2014
PRÁCTICA No. 4
“Máquina de Atwood”
EQUIPO #15
Rodríguez Ascorve Yosef 102-41
Sánchez Pérez Daniel 102-47
Vázquez Gálan Agustín 102-53
PROFESOR TITULAR DE LA MATERIA:
JESÚS FLORES TELLEZ
PROFESORES DE LABORATORIO:
JORGE GABRIEL ZAHOUL
RICARDO OLVERA


Máquina de Atwood
Objetivo:Comprender cómo funciona la máquina de Atwood y poder determinar a través de éste el valor de la gravedad con el material dado en el laboratorio
Problema experimental:
¿Cuál será un método conveniente para medir la aceleración de la gravedad con un margen de error aceptable?
Hipótesis:
En la máquina de Atwood que consiste en un sistema de 2 bloques sujetos a una cuerda y una polea que lo sostiene sepuede determinar el valor de la gravedad a partir de la expresión:



Predicción:
Si construimos una máquina de Atwood, midiendo distancias y tiempos para determinar indirectamente la aceleración del sistema entonces podremos determinar la aceleración de la gravedad de 9.78 m/.
Marco Teórico:
La máquina de Atwood fue inventada en 1784 por George Atwood como un experimento de laboratoriopara verificar las leyes mecánicas del movimiento uniformemente acelerado. La máquina de Atwood es una demostración común en las aulas usada para ilustrar los principios de la Física, específicamente en Mecánica.
La máquina de Atwood consiste en dos masas, y , conectadas por una cuerda inelástica de masa despreciable con una polea ideal de masa despreciable.
Cuando, la máquina está en equilibrioneutral sin importar la posición de los pesos.
Cuando ambas masas experimentan una aceleración uniforme.

APLICACIONES:
Ecuación para la aceleración uniforme:
Podemos obtener una ecuación para la aceleración usando análisis de fuerzas. Puesto que estamos usando una cuerda inelástica con masa despreciable y una polea ideal con masa despreciable, las únicas fuerzas que tenemos que considerarson: la fuerza tensión (T) y el peso de las dos masas (mg). Para encontrar el tenemos que considerar la fuerzas que afectan a cada masa por separado
Fuerzas que afecten  :
Fuerzas que afectan  :

Usando la segunda Ley de Newton del movimiento podemos obtener una ecuación para la aceleración del sistema.





Ecuación para la tensión:
Puede ser útil obtener una ecuación para la tensión enla cuerda. Para evaluar la tensión sustituimos la ecuación por la aceleración en cualquiera de las dos ecuaciones de fuerza.



Por ejemplo sustituyendo en , obtenemos

La tensión puede obtenerse de una forma similar de
Ecuación para una polea no ideal:
Para diferencias muy pequeñas de masa y entre m1 y m2, el momento de inercia (I) sobre la polea de radio r no puede ser despreciada. Laaceleración angular de la polea viene dada por:

En este caso, el torque total del sistema se convierte en:

Implementaciones prácticas:
Las ilustraciones originales de Atwood muestran el eje de la polea principal descansando sobre el borde de otras cuatro ruedas, para minimizar las fuerzas de fricción de los cojinetes. Muchas implementaciones históricas de la máquina siguen este diseño.
Unascensor con un contrapeso se aproxima a una máquina de Atwood ideal y de ese modo alivia al motor conductor de la carga de aguantar la cabina del ascensor — tiene que vencer sólo la diferencia entre el peso y la inercia de las dos masas. El mismo principio se usa para ferrocarriles con dos vagones conectados en vías inclinadas.
Funcionamiento:
Se trata de un aparato ideado por el físico Atwood(catedrático de química en Cambridge a fines s. XVIII) y cuya finalidad es poner de manifiesto las leyes de la gravedad mediante la reproducción de la caída de los cuerpos al "ralentí" permitiendo la demostración de las leyes del movimiento uniformemente acelerado en estos movimientos, a saber: Los espacios recorridos son proporcionales a los cuadrados de los tiempos y las velocidades son...