Movimiento Uniformemente Acelerado, Comprobación De La Segunda Ley De Newton

INFORME DE LABORATORIO 4: MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE ACELERADO, COMPROBACIÓN DE LA SEGUNDA LEY DE NEWTON

RESUMEN
El siguiente informe, se expone la comprobación de la segunda ley de Newton para el movimiento uniforme acelerado, utilizando como elementos de experimento un objeto A (a la cual variamos su peso 5 veces), que cuelga de una cuerda que se encuentra adherida al carrito (variandoigualmente el peso del mismo 5 veces), que se va a deslizar sobre una rampla. Buscando comparar finalmente el tiempo en función de la masa.

INTRODUCCIÓN
SEGUNDA LEY DE NEWTON
MOVIEMIENTO UNIFORME ACELERADO,

Una ecuación importante en la física es la segunda ley de Newton: F = ma (1)

Donde F es la fuerza resultante aplicada sobre un cuerpo de masa (m), y a, la aceleración que adquiere por laaplicación de la fuerza. Esta ley establece que la única causa de movimiento de un cuerpo es la aplicación de una fuerza externa neta. Cuando actúa una fuerza externa neta sobre el objeto este acelera. Si se aumenta la fuerza, se produce una aceleración mayor. Si se duplica la fuerza también se duplica la aceleración, así que podemos decir que la fuerza neta es directamente proporcional a laaceleración [1]. Si calculamos las fuerzas que actúan en el experimento (sistema carro – objeto A colgante), que se muestra en la figura No. 1 de la parte experimental donde M, es la masa del carrito y m es la masa del objeto A adherido a la cuerda sujeta en el carrito. Entonces se dice que:
w=M+ma
Donde w es m2g es el peso de ma lasa m, por lo tanto,
m2 g=M+ma

Finalmente obtenemos laaceleración a:
a= mM+m*g (2)

Como sabemos que en este caso el tipo de movimiento es uniforme acelerado (MUA) [2], es decir la aceleración a, del objeto es constante; y la distancia d se calcula utilizando la siguiente ecuación:


(3)

Si la velocidad inicial Vo, es cero y el cuerpo parte del origen, se convierte en:
(4)

Las variables que entran en juego (con susrespectivas unidades de medida) al estudiar este tipo de movimiento son:
Velocidad inicial= Vo (m/s)
Velocidad final=  Vf  (m/s)
Aceleración= a  (m/s2)
Tiempo= t   (s)
Distancia= d  (m)

METODOLOGIA Y DISPOSITIVOS EXPERIMENTALES

Para el desarrollo de este laboratorio fueron necesarios los siguientes elementos: Carro, Riel o rampla para deslizar el carro, balanza, cuerda, polea, porta pesasy pesas. El procedimiento que seguimos fue el siguiente:

1. Se colocó el carrito sobre el riel o rampla, amarrando a este la cuerda de la cual estaba suspendido el objeto A de masa m, pasando esta a través de la polea. Previamente definimos las diferentes masas que íbamos a usar para el objeto A, con el fin de saber si era factible que el carrito finalmente se deslizara por el riel.
EjeX PROMEDIO Tiempos (t2) (Seg 2) | masa OBJETO A (gramos) | VARIACIÓN MASA CARRITO (gramos) | Eje Y (gramos)M+mm |
0,6 ± 0,1 | 51 ± 0,1 | 217 ± 0,1 | 5,3 ± 0,1 |
2,2 ± 0,1 | | 417 ± 0,1 | 9,2 ± 0,1 |
7,8 ± 0,1 | | 717 ± 0,1 | 15,1± 0,1 |
10,2 ± 0,1 | | 817 ± 0,1 | 17,0 ± 0,1 |
12,9 ± 0,1 | | 917 ± 0,1 | 19,0 ± 0,1 |

2. Una persona se encargaba de soltar el carrito con surespectiva masa mientras otras 3 personas tomaban el tiempo que el objeto A demoraba en caer hasta llegar al piso. Finalmente se sacaron promedios de tiempos para cada uno.

3. Como buscamos determinar una relación ente el tiempo (t2), en función de la aceleración (4). Nos dispusimos a utilizar la segunda ley de Newton y las ecuaciones de cinemática descritas anteriormente.

4. Enesta oportunidad variamos 5 veces la masa M, tanto para el carrito como para el objeto A de masa m. Estos valores los relacionamos en la tabla No. 1 y 2, respectivamente.


ANÁLISIS Y RESULTADOS



Eje X PROMEDIO Tiempos (t2) (Seg 2) | MASA CARRO (gramos) | VARIACIÓN masa OBJETO A (gramos) | Eje Y (gramos)M+mm |
0,4 ± 0,1 | 217 ± 0,1 | 5 ± 0, 1 | 44 ± 0, 1 |
0,8 ± 0,1 | |...