Segunda 2 1



Resumen
Masa, aceleración y segunda ley de Newton:
Las propiedades inerciales de un cuerpo se caracterizan por su masa. La aceleración de un cuerpo bajo la acción de un conjunto de fuerzas dado es directamente proporcional a la suma vectorial de las fuerzas (la fuerza neta) e inversamente proporcional a la masa del cuerpo. Esta relación es la segunda ley de Newton. Al igual que la primeraley, esta solo es válida en marcos de referencia inerciales. La unidad de fuerza se define en términos de las unidades de masa y aceleración. En el SI, la unidad de fuerza es el newton (N), igual a .
Una fuerza neta que actúa sobre un cuerpo hace que este acelere en la misma dirección que la fuerza neta. Si la magnitud de la fuerza neta es constante, también lo será la magnitud de la aceleración.Objetivos
Encontrar experimentalmente la relación entre la fuerza resultante aplicada a un cuerpo y la aceleración del mismo.
Obtener a partir de una gráfica experimental de velocidades instantáneas, la aceleración del movimiento de un cuerpo (Puck).
Equipos


Fundamento Teórico
La segunda ley de Newton se puede enunciar de la siguiente manera: “Si la fuerza resultante que actúa sobre unapartícula no es cero, la partícula tendrá una aceleración proporcional a la magnitud de la resultante y en dirección de esta fuerza resultante”.
La segunda Ley de movimiento de Newton se comprende mejor al imaginar el siguiente experimento: una partícula se somete a una fuerza de dirección constante y magnitud constante. Bajo la acción de esa fuerza se observa que la partícula se mueve en línea recta yen la dirección de la fuerza. Al determinar la posición de la partícula en diferentes instantes, se encuentra que su aceleración tiene una magnitud constante .si el experimento se repite con fuerzas ,…., o de la diferente magnitud o dirección, se descubre que cada vez que la partícula se mueve en la dirección de la fuerza que actúa sobre ella y que las magnitudes ,…, de las aceleraciones sonproporcionales a las magnitudes ,…., de las fuerzas correspondiente:

El valor constante que se obtiene para el cociente de las magnitudes de las fuerzas y aceleraciones es característico de la partícula que se considera; se denomina la masa de la partícula y se denota mediante . Cuando sobre una partícula de masa actúa una fuerza , la fuerza y la aceleración de la partícula deben satisfacerentonces la relación:
… (α)
Esta relación proporciona una formulación completa de la segunda Ley de Newton; no solo expresa que la magnitud de y son proporcionales, sino también (puesto que es un escalar positivo) que los vectores y tienen la misma dirección .debe advertirse que la ecuación (α) Sigue cumpliéndose cuando no es constante sino que con el tiempo varia de magnitud o dirección. Lasmagnitudes de y a pertenecen proporcionales, los dos vectores tienen la misma dirección en cualquier instante determinado. Sin embargo, en general, no son tangentes a la trayectoria de la partícula.
Cuando un partícula se somete de manera simultánea a varias fuerzas la ecuación (β) debe sustituirse por
…(β)
Dónde: representa la sumatoria (o resultante), de todas las fuerzas que actúan sobre lapartícula.
Debe notarse que el sistema de ejes con respecto al cual se determina la aceleración no es arbitrario. Estos ejes deben tener una orientación constante con respecto a las estrellas, y es necesario que su origen este unido al sol o se mueva con velocidad constante con respecto al sol.
Un sistema de ejes de estas características recibe el nombre de sistema de referencia newtoniano. Unsistema de ejes unido a la tierra no constituye un sistema de referencia newtoniano, ya que la tierra gira con respecto a las estrellas y esta acelerada con respecto al sol. Sin embargo, en la mayoría de las aplicaciones de ingeniería, la aceleración puede determinarse con respecto a los ejes unidos a la tierra y las ecuaciones (α) y (β) se utilizan sin ningún error apreciable. Por otro lado,...