Analisis de la Segunda Ley de Newton




Análisis y estudio de la segunda ley de Newton




Resultados

Se presentarán a continuación las mediciones obtenidas por la cámara durante el experimento y los resultados calculados por su software videocom.
En la figura 1.0 se muestra como fue el montaje del experimento para analizar el segundo principio de Newton.


Figura 1.0: Montaje utilizado en el experimento

Duranteel experimento se minimizaron, en lo posible, todas las componentes de fuerzas que pudieran afectar al sistema y perjudicar los resultados. Se ve, por ejemplo, que en la figura 1.0 el móvil 1 esta sobre un riel de aire para eliminar el roce producido por la superficie y el móvil 1.
Una vez hecho esto se calibró la cámara para medir los datos, dividiéndose así, en tres partes el procedimientoexperimental.
(1) Variación de la fuerza con una masa constante.

En este primer procedimiento la masa total del sistema se mantuvo constante y su valor fue de (el cálculo de la masa total se puede consultar en el apéndice (2)). Para variar la fuerza neta aplicada se traspasaron pequeñas masas desde el “móvil 1” al “móvil 2” 8 veces, durante estas 8 variaciones de fuerza se midió la posiciónversus el tiempo con la cámara, y su software arrojó el cálculo de la aceleración media del móvil, estos cálculos se muestran en la siguiente tabla de datos (tabla 1.0).

Fuerza impulsora
Aceleración
0,49
1,15
0,59
1,39
0,69
1,47
0,79
1,74
0,88
1,93
0,98
2,13
1,07
2,28
1,18
2,50
Tabla 1.0: Muestra la aceleración media que adquiere el sistema con la respectiva fuerza impulsoraaplicada al mismo.


Estos datos se representan mejor en el gráfico 1.0.


Gráfico 1.0: Representación de los datos obtenidos en la tabla 1.0, variación de la aceleración en comparación con la fuerza impulsora aplicada.

De los 8 gráficos que arrojó la videocom, sobre la aceleración media del sistema, se eligió el más representativo (grafico 1.1)


Gráfico 1.1: Aceleración media del sistemapara una determinada fuerza impulsora.

La aceleración media en este tipo de gráficos es la línea recta horizontal que pasa por toda la curva de aceleración.



(2) Variación de la masa con una fuerza impulsora constante

Como segundo procedimiento se sabe que el móvil 2 es la fuerza neta aplicada al móvil 1, por lo tanto, la masa del móvil 2 no se varía para que la fuerza impulsora semantenga constante, esta fuerza fue de (en el apéndice (3) se especifica el cálculo de esta fuerza). En este caso, solo se fue aumentando paulatinamente la masa del móvil 1 en , variando la masa del sistema. Nuevamente se realizaron 8 variaciones de masa y se calcularon las aceleraciones medias de cada una de esas variaciones, obteniendo los datos de la tabla 2.0.

Masa total
Aceleración
0,271,71
0,28
1,65
0,29
1,61
0,30
1,54
0,31
1,48
0,32
1,44
0,33
1,39
0,34
1,36
Tabla 2.0: Aceleración media para las distintas masas del sistema, notar que se considera la masa total del sistema en los datos, no solamente la del móvil 1.

Cabe aclarar que en la primera medición de la tabla 2.0 ( para los ) al móvil 1 no se le aplicó masa adicional alguna, por lo tanto los es la sumade la masa de ambos móviles.


La representación de los datos se adjunta en el siguiente gráfico (gráfico 2.0).

Aceleración

Fuerza impulsora

Masa

Fuerza/Masa

1,15
0,49
0,38
1,29
1,39
0,59
0,38
1,55
1,47
0,69
0,38
1,82
1,74
0,79
0,38
2,08
1,93
0,88
0,38
2,32
2,13
0,98
0,38
2,58
2,28
1,07
0,38
2,82
2,50
1,18
0,38
3,11
1,71
0,49
0,27
1,81
1,650,49
0,28
1,75
1,61
0,49
0,29
1,69
1,54
0,49
0,30
1,63
1,48
0,49
0,31
1,58
1,44
0,49
0,32
1,53
1,39
0,49
0,33
1,48
1,36
0,49
0,34
1,44

Gráfico 2.0: Aceleración media del sistema con respecto al aumento de masa del móvil 1.

Luego se eligió, de entre las 8 variaciones de masa, el gráfico más representativo de aceleración media que muestra el software videocom (gráfico...