Informe 5


Laboratorio de Mecánica de Sólidos
Práctica de Laboratorio N° 05
MÁQUINA DE ATWOOD
INFORME

Integrantes:
Cierto Canales, Jordan Joel
Marca Romero, José Luis
Grupo: C16-IIB
Mesa N°8
Profesora: Penélope Vargas Gargate
Semana 9
Fecha de realización: 10 de octubre
Fecha de entrega: 17 de octubre

2014 – II






MÁQUINA DE ATWOOD

1. INTRODUCCIÓN

Gran parte de los conocimientos sobre la física delos cuerpos en caída libre se deben al científico italiano Galileo Galilei. Él fue el primero en deducir que en ausencia de fricción, todos los cuerpos, grandes o pequeños, pesados o ligeros, caen a la Tierra con la misma aceleración. En esas circunstancias la aceleración corresponde a un movimiento uniformemente acelerado. Tal aceleración se denomina aceleración de la gravedad y varía de la zonaen la cual se analice. Por ello, este informe explicará cómo se puede determinar la aceleración de la gravedad en las instalaciones de Tecsup, en esta ocasión con la ayuda de la máquina de Atwood (polea simple).

























2. OBJETIVOS
-Determinar experimentalmente la aceleración de la gravedad en las instalaciones de Tecsup.

3. FUNDAMENTOS TEÓRICOS
3.1 Aceleración de la gravedadLa aceleración de la gravedad es la manifestación de la atracción que existen entre dos cuerpos que impulsa los cuerpos hacia el centro de la Tierra. Se denota por g y se define como el incremento constante de la velocidad por unidad de tiempo percibido por un cuerpo en caída libre, es directamente proporcional a la fuerza F en Newton (N) e inversamente proporcional a la masa m o del cuerpo enkilogramos (kg).
3.2 Máquina de Atwood
Cuando dos objetos de masas distintas cuelgan verticalmente sobre una polea con fricción mínima de masa despreciable, como en la figura 1, el dispositivo se llama máquina de Atwood. Se usa a veces en el laboratorio para calcular el valor de la aceleración de la gravedad. Esto se logra determinando la magnitud de la aceleración de dos objetos y la tensión en lacuerda con peso despreciable.
Al realizar el experimento, conforme un objeto se mueve hacia arriba, el otro objeto se mueve hacia abajo. Puesto que los objetos están conectados mediante una cuerda inextensible, sus aceleraciones son de igual magnitud.
Los objetos en la máquina de Atwood están sometidos a la fuerza gravitacional, así como a las fuerzas que se ejercen mediante las cuerdasconectadas a ellos. Por lo tanto, este problema se clasifica como uno que involucra dos partículas bajo una fuerza neta.
En la figura 1 se muestran los diagramas de cuerpo libre para los dos objetos. En cada objeto actúan dos fuerzas: la fuerza hacia arriba T que ejerce la cuerda y la fuerza gravitacional hacia abajo. En problemas como éste, con una polea se representa sin masa y sin fricción, la tensiónen la cuerda sobre ambos lados de la polea es la misma.
Se debe tener en cuenta si el objeto 1 acelera hacia arriba, el objeto 2 acelera hacia abajo. Por lo tanto, por consistencia con los signos, si se define la dirección hacia arriba como positiva para el objeto 1, se debe definir la dirección hacia abajo como positiva para el objeto 2. Con esta convención de signos, ambos objetos aceleran en lamisma dirección, que se define por la elección de signo. Además, de acuerdo con esta convención de signos, la componente y de la fuerza neta que se ejerce sobre el objeto 1 es T - .g, y la componente y de la fuerza neta que se ejerce sobre el objeto 2 es g - T.











Aplicando la segunda ley de Newton al objeto 1:

… (3.2.1)
Ahora al objeto 2:

… (3.2.2)



Sumando la ecuación 1 con laecuación 2, se cancela T y se obtiene:

… (3.2.3)

Resolviendo para encontrar la aceleración de la gravedad se obtiene:

… (3.2.4)

4. MATERIALES Y EQUIPOS DE TRABAJO

Los materiales empleados en el experimento fueron los siguientes:
Cuatro varillas
Un sensor de movimiento rotacional
Una computadora personal con el programa
Pasco instalado
Una nuez doble
Pesas de 50, 100,...