38271548 TALLER 23 Segunda Ley de Newton

TALLER 23

A. En una experiencia de laboratorio se haló un carro dinámico, con una fuerza F ejercida por un banda de caucho estirada cierta longitud. Luego se duplicó la fuerza, después se triplicó y finalmente se cuadruplicó (F, 2F, 3F, 4F respectivamente). Se calculó la velocidad del carro cada segundo y sus valores se consideraron en la tabla Nº 1.

Tabla Nº 1
F
t(s)
F
2F
3F4F
1
1,2
2,4
3,6
4,8
2
2,4
4,8
7,2
9,6
3
3,6
7,2
10,8
14,4
4
4,8
9,6
14,4
19,2
5
6
12
18
24
6
7,2
14,4
21,6
28,8
7
8,4
16,8
25,2
33,6

1. Realiza un gráfico de v contra t, cuando sobre el carro actúa una fuerza constante F.


2. Encuentra la aceleración del carro, calculando la pendiente de la curva.



a = 1,2 cm/s2

3. Realiza la gráfica de v contra t, para las fuerzas 2F, 3F y 4F.




4. Calculaen cada caso la aceleración.



a = 2,4 cm/s2



a = 3,6 cm/s2



a = 4,8 cm/s2

5. Con los valores de la aceleración encontradas en los numerales 2 y 4, realiza un gráfico de aceleración contra fuerza.

F (d)
F
2F
3F
4F
a (cm/s2)
1,2
2,4
3,6
4,8


6. Escribe la relación matemática que liga a la aceleración en función de la fuerza.

Como la gráfica a vs F es una línea recta que pasa por elorigen, entonces estas dos variables son directamente proporcionales; es decir:

; luego:
(constante)


Tomemos un valor de a y F para hallar la constante:



Entonces: a = 1,2F =

7. Expresa esta relación verbalmente.

La aceleración que experimenta el carro dinámico es igual a los seis quintos de la fuerza aplicada.

La experiencia con el carro dinámico continuó de la siguiente forma: se mantuvola fuerza constante 2F y luego se fue incrementando la masa del carro hasta los valores 2m, 3m y 4m. Se calculó la velocidad del móvil cada segundo y se consideraron los datos en la tabla Nº 2.

Tabla Nº 2
m
t(s)
m
2m
3m
4m
1
2,4
1,2
0,8
0,6
2
4,8
2,4
1,6
1,2
3
7,2
3,6
2,4
1,8
4
9,6
4,8
3,2
2,4
5
12
6
4
3
6
14,4
7,2
4,8
3,6
7
16,8
8,4
5,6
4,2

8. Realiza un gráfico de v contra tpara la masa m.

9. Calcula la pendiente y compara este valor con la primera aceleración encontrada en el numeral 4.



m = 2,4

Esta pendiente y la primera aceleración hallada en el numeral 4 son iguales.

10. Realiza los gráficos de v contra t para las masas 2m, 3m y 4m.




11. Encuentra las aceleraciones para cada caso.



a = 1,2 cm/s2



a = 0,8 cm/s2



a = 0,6 cm/s2

12. Con los valores delas aceleraciones encontradas en los numerales 9 y 11, realiza un gráfico de a contra m.

a (cm/s2)
2,4
1,2
0,8
0,6
m (g)
m
2m
3m
4m

13. ¿Qué tipo de curva obtuviste? ¿Qué puedes inferir sobre la relación entre la aceleración y la masa?

Se obtuvo una hipérbola. Entre la aceleración y la masa existe una relación inversamente proporcional.

14. Escribe la relación matemática que liga a laaceleración con la masa.




Entonces:

Tomemos dos valores de a y m para hallar la constante:

K = (0,6)(4) = 2,4
Entonces:



15. Expresa esta última relación verbalmente.

La aceleración que experimenta el carro dinámica es igual a doce sobre cinco veces su masa.

16. Formula la segunda ley de Newton a partir de los enunciados en los numerales 7 y 15.

La aceleración que experimenta un cuerpocuando sobre él actúa una fuerza es directamente proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a la masa.

B. Contesta las siguientes preguntas:

1. En algunos casos se define la masa como la cantidad de sustancia que posee un cuerpo. ¿Qué críticas harías a esta forma de definir la masa?

Masa es la propiedad intrínseca de un cuerpo, que mide su inercia, es decir, la resistencia del cuerpo acambiar su movimiento.

2. ¿Qué variación experimenta la aceleración de un cuerpo, cuando la fuerza neta que actúa sobre él:

a. se duplica.
b. Se reduce a la mitad?

Como la aceleración es directamente proporcional a la fuerza, entonces cuando una de estas variables varía, la otra también lo hace en la misma proporción; es decir:

(a) Si la fuerza se duplica, la aceleración también se...