Maquina de atwood

MÁQUINA DE ATWOOD
HECTOR GONZALEZ
FELIPE JARAMILLO
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE


En ésta práctica de laboratorio, se va a experimentar con la máquina de Atwood, que se trata de un sistema que de dos porta pesas, cuyas masas son variables (al menos en uno de ellos), y una polea que se encuentra a una altura máxima. Una cuerda sostiene a las dos portas pesas. La polea se encuentra enun estado ideal, y no hay fricción entre el hilo y la polea. Éste experimento tiene más profundidad en el tema de la dinámica, y además agrega los conceptos de trabajo y energía cinética, sobre todo este último tiene importancia para encontrar fuerzas netas.

INTRODUCCIÓN:

La máquina de Atwood es un experimento inventado en 1.784 por el matemático inglés George Atwood con el propósito deestudiar el movimiento acelerado en una dimensión.

La máquina de Atwood es un ejemplo clásico de dinámica. Por lo general, es una especie de balanza, que cuenta con dos porta pesas, y que solo se suelta manualmente. Hay que recordar que la fuerza neta, según la segunda ley de newton, es el producto de la masa por la aceleración:

(Ecuación 1)

A los conceptos de dinámica ya conocidos, ahorase suman los conceptos de trabajo y energía, más los teoremas relacionados a estos conceptos. El trabajo de una fuerza es el producto de la fuerza paralela a la superficie y el desplazamiento que ésta última ha realizado. La energía es la capacidad que se tiene para realizar un trabajo. Hay varios tipos de energía, pero en estos casos se enfocará en la energía mecánica, que es la variación de laenergía cinética (asociada al movimiento) o de la energía potencial (asociada a la fuerza de gravedad). La ecuación de la energía cinética está dada por:

(Ecuación 2)

A partir de lo anterior, se puede explicar el teorema del trabajo y la energía. Este consiste en que si la energía es constante entre varios puntos de referencia, se puede afirmar que el trabajo realizado es el mismo entredichos puntos, por lo tanto la energía se está conservando, y las fuerzas implicadas serían fuerzas conservativas. En cambio, si la energía no es constante, entre varios puntos, entonces se dice que se pierde energía mecánica. Aquí se dice que el trabajo de las fuerzas no conservativas es la variación de la energía mecánica entre varios puntos de referencia, es decir la diferencia entre la energíafinal y la energía inicial.

∆E




MÉTODOS:
Para el desarrollo del laboratorio se comenzó con el montaje (Figura I) de la máquina de Atwood el cual se inició con fijar el soporte a la mesa, para posteriormente colocar la varilla, en esta se coloca una nuez y posteriormente se asegura la polea inteligente a la nuez.
Este procedimiento comenzó con el pesaje de cada porta pesas y laidentificación de cada uno como 1 y 2, luego se midió la diferencia de alturas entre los, siendo ésta la distancia efectiva que recorrieron, después se procedió a conectar la polea inteligente a la interfaz, nos remitimos a Data Studio para configurarla, activando únicamente las medidas de posición y velocidad. El sensor se estableció para que se detuviera automáticamente cuando la posición fuese mayorque la distancia recorrida por la porta pesas menos 0,05 m, para evitar que el sensor registrara el momento de choque de la porta pesas 2 con la polea inteligente. Se continuó con la creación de un gráfico de posición en función del tiempo y fue aquí donde empezamos a realizar los ensayos.
Para iniciar tuvimos que colocar los dos porta pesas en equilibrio con una masa de 5 g, luego adicionamos 2 gal porta pesas número 1, para registrar el movimiento, éste debía empezar su recorrido en la parte superior (junto a la polea) mientras que el otro se debía mantener quieto, pues si realizábamos el ensayo y este se estuviera moviendo, al encontrarse los dos porta pesas a la misma altura, se podrían chocar y generar errores de registro en los datos. El registro de datos se empezó cuando la porta...