LABORATORIO SEGUNDA LEY DE NEWTON



INTRODUCCIÓN



Las leyes del movimiento tienen un interés especial aquí; tanto el movimiento orbital como la ley del movimiento de los cohetes se basan en ellas.
Newton planteó que todos los movimientos se atienen a tres leyes principales formuladas en términos matemáticos y que implican conceptos que es necesario primero definir con rigor. Un concepto es la fuerza, causa del movimiento; otroes la masa, la medición de la cantidad de materia puesta en movimiento; los dos son denominados habitualmente por las letras F y m.
La Segunda ley de Newton 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. La constante de proporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemosexpresar la relación de la siguiente manera: F = m a




OBJETIVOS


Verificar experimentalmente la segunda ley de Newton; mediante el análisis y la relación de la fuerza resultante aplicada a un cuerpo y tomando en cuenta las variantes que afectan dicha fuerza.
Analizar cómo afecta la segunda ley de newton en el experimento, en cada instante de su recorrido.

FUNDAMENTO TEÓRICO


Para comprender elsignificado de la segunda ley de Newton es conveniente tener una idea de que es un sistema de referencia inercial. Estrictamente hablando un sistema inercial es un sistema sobre el cual no actúa ninguna fuerza o la suma de fuerzas es cero. En este sistema un observador O describe sus observaciones en un sistema de coordenadas cartesianas (tres ejes mutuamente perpendiculares). Cualquierobservador O’, puede también construir su propio sistema de referencia inercial.
En la práctica para muchos fenómenos puede decirse que un sistema de referencia fijo a tierra es un sistema aproximadamente inercial.

Concepto de fuerza
En muchos casos se observa el movimiento de una sola partícula, ya sea porque no tenemos manera de observar las otras partículas con las cuales interactúa o porque lasignoramos a propósito. En esta situación es algo difícil usar el principio de la conservación del momentum. Sin embargo, hay una manera práctica de resolver esta dificultad, introduciendo el concepto de fuerza. La teoría matemática correspondiente se denomina dinámica de una partícula.
Designaremos el cambio con respecto al tiempo del momentum de una partícula con el nombre de “fuerza”. Esto es, lafuerza que “actúa” sobre una partícula es: …()
La palabra “actúa” no es apropiada ya que surgiere la idea de algo aplicado a la partícula. La fuerza es un concepto matemático el cual, por definición, es igual a la derivada con respecto al tiempo del momentum de una partícula dada, cuyo valor a su vez depende de su interacción con otras partículas.
Por consiguiente, físicamente, podemos considerar lafuerza como la expresión de una interacción.
Si la partícula es libre, p = constante y F = dp/ dt = 0. Por lo tanto, podemos decir que no actúan fuerzas sobre una partícula libre.

Segunda ley de Newton
La expresión (α) es la segunda ley de movimiento de Newton, pero como podemos ver es más una definición que una ley y es una consecuencia directa del principio de conservación del momentum.Recordando la definición del momentum, podemos escribir la ecuación (α) en la forma.
Y si m es constante, tenemos
Se puede expresar la ecuación (δ) en palabras diciendo:
“La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre el e inversamente proporcional a su masa”.

En este caso se puede notar que la fuerza tiene la misma dirección que la aceleración. Por laecuación (δ) apreciamos que si la fuerza es constante la aceleración, a = F/m, es también constante y el movimiento es uniformemente acelerado. Esto es lo que sucede con los cuerpos que caen cerca de la superficie terrestre: todos los cuerpos caen hacia la tierra con la misma aceleración g y por consiguiente, la fuerza de atracción gravitacional de la tierra, llamada peso, es: W = m g
En el...