informe 5

Resultados
La Segunda Ley de Newton establece que la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa. La dirección de la aceleración y la fuerza neta aplicada es la misma.
Matemáticamente se puede expresar como:

Donde:
: Sumatoria de las fuerzas que actúan sobre un cuerpo.
: Masa del cuerpo.
: Aceleraciónque lleva el cuerpo.
En éste experimento se verificará la Segunda Ley de Newton, para esto se utilizaron dos móviles unidos por una cuerda (de masa despreciable e inextensible) que pasa por una polea ideal, el móvil 1 (carrito) se encuentra en una superficie horizontal sobre un riel de aire, mientras que el móvil 2 (porta pesa) se mueve verticalmente. El móvil 1 va unido a una estructura através de un electroimán generado por la VideoCom la que suelta dicho móvil al hacer funcionar el software. El software de la VideoCom mide la posición en función del tiempo del móvil 1 y su respectiva aceleración media ().
La aceleración media entregada por el software del VideoCom, es la de la masa total del sistema, cuya ecuación teórica es la siguiente:

En éste experimento (variación de lafuerza impulsora), al ejecutarlo en diez oportunidades, los datos entregados por la VideoCom, son los siguientes:
M1 [Kg]
M2 [Kg]
[m/s²]
error
0,67
0,05
0,76
±0,03
0,67
0,06
0,83
±0,04
0,65
0,08
1,13
±0,04
0,64
0,09
1,29
±0,04
0,62
0,11
1,63
±0,04
0,60
0,13
1,87
±0,05
0,56
0,17
2,53
±0,05
0,54
0,19
2,69
±0,07
Tabla 1: aceleración media entregada por la VideoCom,variando la masa de ambos móviles y manteniendo constante la masa del sistema. Ver tabla completa en Apéndice 1.
De las diez ocasiones en las que se realizó la experiencia, se eligió arbitrariamente un gráfico de aceleración del sistema en función del tiempo.
Gráfico 1: aceleración versus tiempo.
Ahora se mostrará la ecuación y respectiva tabla de la variación de la Fuerza impulsora () a medidaque la Masa del móvil 2 varía.

M2 [Kg]
[N]
0,05
0,49
0,06
0,54
0,07
0,64
0,08
0,74
0,09
0,83
0,11
1,03
0,13
1,23
0,15
1,42
0,17
1,62
0,19
1,81
Tabla 2: masa móvil 2 y fuerza impulsora.
Ya teniendo la fuerza y la aceleración, se sigue al siguiente paso que es graficar.

Gráfico 2: aceleración versus fuerza impulsora.
Resultados
Teórica
Empírica
Error porcentual[%]Pendiente
1,389
1,503
8,207
Coeficiente de posición
0,000
0,0323
----
Tabla 3: Error de pendiente y coeficiente de posición esperados en el Gráfico 2.
Al comparar la aceleración entregada por la VideoCom () y la aceleración teórica () obtenida al usar la ecuación:

Y utilizando la aceleración de gravedad correspondiente al Campus Santiago San Joaquín.

9,7943
Tabla 4: aceleración degravedad en Campus San Joaquín.
Es calculado el error porcentual y de éste modo se obtiene la tabla siguiente:
[m/s²]
error
[m/s²]
Error porcentual [%]
0,76
±0,03
0,68
10,33
0,83
±0,04
0,75
10,16
0,98
±0,04
0,88
10,10
1,13
±0,04
1,02
10,06
1,29
±0,04
1,15
10,72
1,63
±0,04
1,42
12,74
1,87
±0,05
1,69
9,46
2,16
±0,06
1,96
9,09
2,53
±0,05
2,23
11,69
2,69±0,07
2,51
6,88
Tabla 5: aceleración entregada por la VideoCom con respectiva desviación estándar, aceleración teórica y error porcentual entre ambas.
Análisis y Discusión
De la aceleración de gravedad utilizada, podemos decir que será constante. Se utilizó , que es el valor indicado para el Campus San Joaquín dado para la realización de la experiencia.
La ecuación principal para éstelaboratorio, que busca comprobar la Segunda Ley de Newton es:

Ecuación obtenida a partir de:

En la cual se desprecia el generado por la horizontal, ya que el riel se niveló anteriormente para eliminar el componente horizontal del peso del móvil 1.
En la experiencia (variación de la fuerza impulsora), a través de la VideoCom se obtuvieron los valores de aceleración con su respectiva desviación...