Segundo Ley De Newton

LABORATORIO Nº 2

SEGUNDA LEY DE NEWTON


1. OBJETIVOS

• Comprobar e interpretar la segunda ley de Newton.
• Comprobar las relaciones que existen entre fuerza, masa y aceleración.
• Analizar el movimiento realizado por el cuerpo con el software Logger Pro.

2. MATERIALES

• Un riel de metal de precisión (1m)
• Un carro dinámico.
• Una interfase vernier.
• Una Computadora (conel software logger pro).
• Una foto-puerta (censor)
• Una polea simple
• Una balanza
• Un porta masas
• Un juego de masas (pequeñas)
• Un metro de cuerda


3. FUMDAMENTO TEORICO

Segunda ley de Newton se encarga de cuantificar el concepto de fuerzas. Nos dice que la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. La constante deproporcionalidad es la masa del cuerpo, de manera que podemos expresar la relación de la siguiente manera:


F = m.a


Tanto la fuerza como la aceleración son cantidades vectoriales, es decir, tienen además de un valor, una dirección y un sentido.


La expresión de la segunda ley de Newton que hemos dado es valida para cuerpos cuya masa seaconstante. Si la masa varia, como por ejemplo un avión que va quemando combustible, no es valida la relación.
F= m.a Vamos a generalizar la segunda ley de Newton para que incluya el caso de sistemas en los que pueda variar la masa.

Para ello vamos a definir una cantidad física nueva. Esta cantidad física es la cantidad de movimiento que se representa por la letra p y que se define como elproducto de la masa de un cuerpo por su velocidad, es decir:

P = m.v

La cantidad de movimiento también se conoce como momento lineal. Es una cantidad vectorial y, en el Sistema Internacional se mide en Kg m/s. En términos de esta nueva cantidad física, la segunda ley de Newton se expresa de la siguiente manera:

F = dp
dt

Donde lafuerza que actúa sobre un cuerpo es igual a la variación temporal de la cantidad de movimiento de dicho cuerpo.



De esta forma incluimos también el caso de cuerpos cuya masa no sea constante.



Para el caso de que la masa sea constante:




Y recordando la definición de aceleración, nos queda:




Tal y como habíamos visto anteriormente







Si unsistema inercial en el que se tiene un cuerpo en movimiento se mide la fuerza resultante, Fneta, sobre el cuerpo y simultáneamente la aceleración de este, se encontrara que ambos están relacionados por a siguiente expresión.



Donde m es la constante de proporcionalidad, denominada masa.
En este experimento el móvil de masa M es acelerado sobre el plano por medio de un hilo liviano cuyoextremo se le coloca una masa m (pesas y porta pesas)
En el caso del sistema mostrado de la Figura Nº 1 se tendrá:




4. PROCEDIMIENTO

Montaje experimental:

1. Montar el sistema que se muestra en la Figura Nº 3



2. Elija las masas M (carro) y Msusp (masa suspendida) de tal modo que el móvil se deslice con mucha facilidad. Al deslizarse, los cuerpos: girara la polea y nospermitirá recoger información sobre el movimiento de ellos utilizando la foto celda sujeta sobre la polea.


3. Antes de comenzar a medir recuerde que puede cambiar las condiciones en su sistema experimental agregando o quitando masas del portamasa. También es importante que antes de ponerse a medir PIENSE: que datos precisa y como los puede obtener del experimento o elaborar de los datos obtenidos.4. Conecte la foto celda con la polea al canal de la interfaz, seleccione configurar censores del menú experimento y luego seleccione mostrar todas las interfases. Al presionar sobre la foto puerta seleccione establecer distancia o longitud y ahí smart pulley (10 spoke) Outside edge. De esta manera la polea podra medirnos distancias, velocidades y aceleraciones.


5. Mida y registre en la...