Maria M.Luis L.Andres B.movimiento rectilineo segunda ley de newton

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLÍN
ESCUELA DE FÍSICA
LABORATORIO DE FÍSICA MECÁNICA
PRÁCTICA: SEGUNDA LEY DE NEWTON: -MOVIMIENTO RECTILÍNEO-



FUNDAMENTO TEÓRICO:

Marco de referencia y sistema de coordenadas.
Movimiento Uniformemente Variado.
Segunda ley de Newton.
Regresión cuadrática.

TRABAJO ANALÍTICO:

En la Figura 1 se ilustra el sistema mecánico que seutilizará en ésta práctica para verificar la segunda ley de Newton.




Figura 1: Montaje experimental

Suponiendo la polea ideal (de masa nula y sin fricción en el eje) y despreciando la fricción entre la masa y la mesa, la aceleración lineal con la que desciende la masa (que es igual en magnitud a la aceleración con la que se desplaza ) es:

[1]

En donde es la aceleración dela gravedad. Plantear la segunda ley de Newton y demostrar la expresión anterior (emplear papel y lápiz y entregar el análisis al monitor o profesor).

TRABAJO PRÁCTICO:


PARTE A: Cálculo del valor que se considerará convencionalmente verdadero de la aceleración

Medir las masas , y posteriormente calcular el valor de la aceleración con la ecuación 1 (este será el valor que seconsiderará convencionalmente verdadero). Para el cálculo tomar la aceleración de la gravedad en la ciudad de Medellín igual a 9,78 .




(Demostrar) [2]
Por lo tanto el valor de la aceleración que se considerará como convencionalmente verdadero se reporta así,





PARTE B: Medida de la aceleración angular de la poleaRealizar el montaje ilustrado en la foto de la Figura 2: ubicar la fotocompuerta de tal forma que el haz de luz sea interrumpido por los “radios” de la polea durante su rotación.



Figura 2: Montaje experimental

La fotocompuerta se conecta al PC de la siguiente forma: una terminal a un puerto USB (para alimentar eléctricamente el Diodo Emisor de Luz –LED-) y la otra terminal a la entrada delmicrófono (para entrar la señal de respuesta al PC).
Activar el Sonoscopio Virtual de la plataforma software PhysicsSensor.
Atender la explicación del profesor o del monitor sobre el manejo de este sistema hardware-software.

Si se realiza la captura de la señal con en el sonoscopio virtual mientras la polea gira, y si luego se presiona la opción sonograma, una señal similar a la de la Figura 3se desplegará. Los picos que aparecen son el resultado de las repetidas interrupciones que hacen los “radios” de la polea al haz de luz de la fotocompuerta. Esta señal permite medir los instantes para diferentes posiciones angulares de alguna de las líneas radiales (cualquiera que se elija) de la polea.



Figura 3: Señal desplegada en el sonoscopio debido a las interrupciones del haz de luz dela fotocompuerta con el giro de la polea

Considerando que el instante la posición angular de alguna de las líneas radiales de la polea (que en la práctica es cualquiera) es (por comodidad es posible tomar ) y teniendo en cuenta que ésta gira con aceleración angular constante , la posición angular en cualquier instante es:

[3]

Verificar que la fotocompuerta está encendida.Activar el sonoscopio y dejar caer la masa : la polea girará a través de la fotocompuerta.
Mediante un análisis de la señal correspondiente en el sonoscopio (el software da la opción de guardar los datos por si es necesario un análisis posterior de los mismos), obtener los datos para llenar las dos primeras columnas en blanco de la Tabla 3.
Repetir el procedimiento otras 4 veces (garantizar lasmismas condiciones) y terminar de llenar la Tabla 3. Posteriormente, llenar también la tabla 4.

Tabla 3

(rad)
EVENTO 1
EVENTO 2
EVENTO 3
EVENTO 4
EVENTO 5
PROMEDIO


t (s)
t (s)
t (s)
t (s)
t (s)
t (s)
Posición 1
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
0,000
Posición 2
0,628
0,0306
0,0304
0,0308
0,0302
0,0305
0,0305
Posición 3
1,257
0,0584
0,0586
0,0552...