leyes de newton

Laboratorio Biofísica 4:
“Leyes de Newton”

(1), (2), (3), (4), (5): Fonoaudiología, Departamento de Fonoaudiología
Resumen: En esta actividad será primordial determinar el coeficiente de roce estático y cinético entre una superficie y 2 cuerpos el primero un bloque de madera que se encuentra sobre el plano inclinado y el otro un carrito que avanzara por acción de el peso que se pondráunida a una cuerda después de una polea. Estas dos actividades se realizaran para comprobar tanto que la ∑F = ma.



1-
1- ) Introducción:

Las leyes de Newton son necesarias para cualquier aplicación mecánica y son la base fundacional de toda la física clásica.
Explican el movimiento de los cuerpos (grandes: planetas; no tan grandes: satélites). En este laboratorio se vera en particular lasegunda ley de Newton la cual corresponde a: F= m*a, donde F es la fuerza neta actuando sobre el objeto de masa m y a es la aceleración que se produce en el objeto, es decir la masa total que esta haciendo acelerada.

2- ) Diseño del experimento:

Materiales:
Carro dinámico.
Riel para carro dinámico.
Súper polea con prensa.
Base y barra de soporte.
Hilo.
Porta pesas y juego de masas.Smart timer o cronómetro.
Bloque de detención de madera o metal.
Balanza.
3- ) Desarrollo del experimento:
Primera actividad: Se determinara el coeficiente de roce estático entre el par de superficies correspondiente al bloque m de manera y la superficie del riel.
1. Se debe dibujar el diagrama de cuerpo libre del bloque que se encuentra sobre el plano inclinado.
2. Escribir las ecuacionesdinámicas cuando el carro se encuentre a punto de iniciar el movimiento.
3 Luego se debe aumentar gradualmente la inclinación del riel hasta lograr que el bloque esté a punto de iniciar el movimiento y mantener un tope al pie del plano inclinado y así subir lentamente el riel.
4. Obtener el ángulo (por trigonometría básica), mantenga fijo x y midiendo la altura “y”.
5. Finalmente se debegraficar Sen α v/s Cos α, e intérprete para encontrar el valor del coeficiente de roce estático.

Segunda actividad:
1. Debe nivelarse el riel ubicando el carro en él y observar si se mueve. Se ajustara el perno de nivelación ubicado en un extremo del riel; se sube o se baja, hasta que el carro permanezca en reposo
2. Mediante una balanza se determinara la masa del carro y se debe anotar en latabla
3. Se ubica la polea en el extremo del riel. Luego se pone el carro en el riel; se ata una punta de un hilo en el orificio del extremo del carro y en la otra punta, se amarra un porta pesas. El hilo debe ser de un largo tal que el carro golpee el bloque de detención antes de que el porta pesas llegue al suelo.
4. Posteriormente se empuja el carro hasta que el porta pesas llegue a la poleay se anota la posición en la tabla 1.
5. Se ubica el carro contra el tope desplazable en el extremo del riel en que está la polea y se anota la posición final del carro en la tabla 1.
6. Finalmente se mide tiempo con el smart time y se anotan los valores en la tabla 1.

4- ) Análisis de los resultados:

1.-) Actividad n°1

Ecuaciones:
∑F x: fr-mg sin α = 0
1- ) fr = mg sin α
∑F y:N- mg cos α = 0
2- ) N= mg cos α
α = 16
Altura: 34.5cm
Largo: 1.20cm
Tg α= 34.5cm/1.20cm
Tg α= 0.2875
α = tg -1
α =1 6.03
Fr= mg sin α
Fr= 0.1199*9.8*sin16
Fr= 0.323
N= mg cos16
N= 0.1199*9.8*cos16
N= 1.129
Por lo tanto:
Us= 0.323/1.129
Us= 0.29
2.-) Actividad n°2
Tabla 1
Masa carro
Masa colgando
Ensayo 1
Ensayo 2
Tiempo promedio
1 kg
0.5g
5.55
4.56
5.055 s
1kg
5g3.90
3.77
3.83s
1kg
10g
3.11
3.14
3.125s
1kg
20g
2.49
2.22
2.355s
1kg
50g
1.79
1.80
1.795s

Posición inicial de partida= 30 cm
Posición final= 113 cm
Distancia total= 83 cm

Tabla 2
Masa del carro
Aceleración
(m1+m2)a
FENTA= m2*g
% Dif
1kg
6.5
9.75
4.9
98.980%
1kg
11.3
67.8
49
38.367%
1kg
16.9
185.9
98
89.694%
1kg
30.2
634.2
196
223.57%
1kg
51.9...