fisika

UNIVERSIDAD TECNICA DEL NORTE
FACULTAD DE INGENIERIA EN CIENCIAS APLICADAS



FISICA

TEMA:








AUTOR:
Iván Reyes









Ibarra, Enero del 2015
INTRODUCCIÓN

Desde tiempos muy remotos hasta hoy día el hombre ha necesitado Hallar la forma de determinar cuantitativamente el efecto que produce una fuerza cuando esta se aplica sobre un cuerpo rígido queestá inicialmente en reposo o en movimiento.

Todos los problemas de este tipo son resueltos a través de la llamada segunda ley de Newton, la cual constituye una de las leyes fundamentales de la mecánica. En esta práctica se realiza el estudio experimental de esta ley, haciendo uso de un aparato que clásicamente ha servido para ilustrar tanto teórica como prácticamente la validez de dicha ley.En el caso particular de cuerpos que se trasladan baja la acción de fuerzas externas. A este aparato se le conoce como Máquina de Atwood.

OBJETIVO:

Aplicar los conocimientos sobre las Leyes de Newton para el caso particular del movimiento rectilíneo de cuerpos con aceleración constante, en la Máquina de Atwood.

FUNDAMENTOS TEORICOS:

La segunda ley de Newton expresa elvínculo cualitativo y cuantitativo entre la causa de la variación del estado de movimiento de un cuerpo y el efecto de la misma sobre el cuerpo en cuestión.

Dicho de otra forma esta Ley expresa la relación entre la fuerza resultante (F) que se aplica a un cuerpo y la aceleración (a) que el mismo adquiere.

Literalmente esta Ley puede enunciarse de la siguiente forma:

La aceleraciónque experimenta un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza F resultante que sobre él está aplicada e inversamente proporcional a la masa del cuerpo y posee la misma dirección y sentido de la fuerza resultante.


Matemáticamente todo lo anterior queda resumido en la siguiente expresión vectorial:

………… (1)


Si la masa del cuerpo o sistema de estudio semantienen constante, entonces la aceleración es directamente proporcional a la fuerza resultante aplicada. Si se representa gráficamente se obtiene lo que muestra la fig. 1.



(En esta se aprecia que se obtiene una línea recta, tal que su pendiente debe coincidir numéricamente con el valor inverso de la masa del cuerpo según se deriva de la ecuación 1).


Si la fuerza resultante aplicada alcuerpo se mantiene constante, entonces la aceleración es inversamente proporcional a la masa. Se muestra en fig. 2.



La curva representada se corresponde, de acuerdo a la ecuación 2, con una curva llamada Hipérbola equilátera.




DESCRIPCIÓN DE LA INSTALACIÓN:

La Instalación representada en la figura 3, se denomina Maquina de Atwood y fue diseñada por el Ingeniero Ingles   GeorgeAtwood, en 1784, como un experimento de laboratorio para verificar las leyes mecánicas del movimiento. Dicha instalación nos permite estudiar experimentalmente las dos dependencias analizadas en (a) y (b).
En la figura 3 se muestra el esquema de la Maquina de Atwood



Consta de las siguientes partes:

Barra vertical con escala que permite medir el desplazamiento de los cuerpos.

Poleaapoyada en cojinetes y de material ligero.

Sistema formado por dos cuerpos que están atados por medio de una cuerda inextensible y de masa despreciable.



Además como medio experimental se utilizará un cronómetro manual que servirá para medir el tiempo en que el sistema formado por los cuerpos atados al cordel, experimenta un determinado desplazamiento vertical.
Si tenemos en cuenta quedespreciamos la masa de la polea y el hijo es inextensible entonces la aceleración del sistema de los 2 cuerpos viene dada por:

……… (2)

Donde:

M1 es la masa del cuerpo suspendido al extremo derecho del cordel.
M2 es la masa del cuerpo suspendido al extremo izquierdo del cordel.
A es la aceleración del sistema formado por ambas masas.

La expresión (2) nos muestra que el...