Laboratorio De Fisica

Laboratorio 05:
SEGUNDA LEY DE NEWTON
1. OBJETIVO
* Verificar que cuando la fuerza resultante sobre un cuerpo no es nula, éste se mueve con un movimiento acelerado.
* Comprobar que la aceleración para una fuerza dada, depende de una propiedad del cuerpo llamada masa.
* Verificar que la aceleración de un cuerpo bajo la acción de una fuerza neta constante, es inversamenteproporcional a su masa.
2. MATERIALES
* Computadora personal con programa Data Studio instalado
* Sensor de movimiento rotacional
* Móvil PASCAR
* Pesas con porta pesas
* Cuerda
* Regla (ANEXO 1)
3. FUNDAMENTO TEÓRICO
Se denomina dinámica a la parte de la Física que estudia conjuntamente el movimiento y las fuerzas que lo originan. En su sentido más amplio, la dinámica abarcacasi toda la mecánica.
Sabemos por experiencia que un objeto en reposo jamás comenzara' a moverse por si mismo, sino que será necesario que otro cuerpo ejerza sobre él una tracción o un empuje; es también familiar el hecho que para retardar el movimiento de un cuerpo o para detenerlo es necesaria una fuerza y que cuando la trayectoria es rectilínea, es preciso que esta fuerza sea lateral paradesviarla. Todos los procesos anteriores (aceleración, retardo 0 cambio de dirección) implican un cambio de valor o en la dirección de la velocidad del cuerpo, en otras palabras, en todos los casos el cuerpo es acelerado y ha de actuar una fuerza exterior para producir esta aceleración. Considerando esto se realizaron diversos experimentos a lo largo del tiempo cuyos resultados fueron:
* Ladirección de la aceleración es la misma que la de la fuerza neta; esto es cierto, bien se encuentre el cuerpo inicialmente en reposo 0 bien moviéndose en cualquier dirección y con cualquier velocidad.

* Para un cuerpo dado, la razón del valor de la fuerza al de la aceleración es siempre la misma, es decir, es constante.
F /a = constante (para un cuerpo dado) (1)A esta razón constante de la fuerza a la aceleración puede considerarse como una propiedad del cuerpo denominada masa y denotada con la letra (m), donde:

m = Fa (2)

La masa de un cuerpo es la magnitud escalar, numéricamente igual a la fuerza necesaria para comunicarle ia unidad de aceleración.
En conclusión diremos que la segunda Ley deNewton, expresada por la ecuación (2), es la más importante en cuanto nos permite establecer una relación numérica entre las magnitudes fuerza y aceleración, se podría enunciar como:

“La aceleración que toma un cuerpo es proporcional a la fuerza neta externa que se le aplica, pero inversamente proporcional a su masa".

a = Fm

Donde:
a, es laaceleración
F, es la fuerza neta externa,
rn, masa del cuerpo

La consecuencia de (3) es que el resultado que produce una fuerza o una combinación de ellas sobre un cuerpo es que se acelera en la misma dirección y sentido que la fuerza resultante (suma de fuerzas) 0 la fuerza neta.
4. PROCEDIMIENTO

Masa del móvil constante
Ingrese al programa Data Studio, haga clic sobre el ícono crearexperimento y seguidamente reconocerá el sensor de movimiento rotacional previamente insertado a la interfase Power Link.
Seguidamente procedemos a configurar dicho sensor, para lo cual hacemos doble clic sobre el ícono respectivo, ya seleccionado e instalado, y lo configuramos para que registre 50 lecturas por segundo.
Una vez calibrado el sensor arrastramos el ícono Gráfico sobre el icono sensorde movimiento y seleccionamos la velocidad aceleración vs tiempo, luego hacemos el montaje de la figura 1. (ANEXO 2)

Ahora coloque el móvil en la posición inicial (a 1 m de la polea), empiece las mediciones con la masa de 20 gramos suspendida del hilo.
Inicie la toma de datos soltando el móvil y oprimiendo el botón INICIO en la barra de configuración principal de Data Studio. Utilice las...