la máquina de Atwood

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Grupo: 1
Fecha: 14/10/2014
PRÁCTICA: Tercera práctica. Máquina de Atwood

OBJETIVOS:
Estudiar el comportamiento del dispositivo conocido como "Máquina de Atwood", formado por dos partículas unidas mediante una cuerda que pasa por una polea de masa despreciable.
Verificar que se cumplen las leyes de Newton.
MATERIAL: Soporte con polea, disparadorelectromagnético y cronómetro, detector de paso, cuerda, regla y juego de pesas.
RESUMEN:
La Máquina de Atwood fue creada para verificar las leyes mecánicas del movimiento de partículas sometidas a fuerzas constantes. El dispositivo consiste en una polea que tenga muy poco rozamiento en el eje y un momento de inercia muy pequeño. De ambos extremos se cuelgan dos masas.
Para estimar el valor de lafuerza de rozamiento que ejerce el eje de la polea disponemos de un juego de masas muy pequeñas.
Estimación del rozamiento en la polea (indica el valor de la fuerza de rozamiento). Debemos anotar el numero de masas añadidas para compensar el rozamiento en la polea.
MÉTODO EXPERIMENTAL
1. Coloca cada una de las masas sobre una de las mesas de 100g (sist en equilibrio).
2. Empujamos suavemente haciaabajo en el que hemos añadido las masas, el movimiento acabará deteniéndose.
3. Repetimos la operación pero añadiendo masas hasta que al empujar levemente el sistema no se detiene (anotamos el numero de masas que hemos usado).
4. A continuación retiramos todas las masas i aumentamos la m en 20g para que el sistema presente aceleración.
5. Situamos el disparador magnético en la posición más altaposible de la masa m1 y medimos con la regla graduada la distancia d que recorrerá esta masa desde la posición inicial hasta el detector fotoeléctrico de la puerta.
6. Medimos el tiempo que tarda la masa m en recorrer la distancia d. Repetimos la operación 4 veces.
7. Verificamos después de cada medida que la cuerda pasa correctamente por la polea ya que puede salirse al chocar la m1 contra labase.
8. Repetimos las medidas para 8 distancias bajando el disparador magnético 5cm cada vez.
RESULTADOS
m1: 120g=0,12 kg
m2: 100g=0,1 kg
valor de la fuerza de rozamiento: Fr: 0,0243N
Error de resolución en t: Eres (t)= 0,001
D (cm)
Tiempos medidos (s)


Eest
Etot
50
1,172
1,167
1,168
1,164
1,167
1,363
1,707·10-3
1,97·10-3
45
1,117
1,083
1,112
1,110
1,105
1,222
7,64·10-3
7,705·10-3
401,057
1,06
1,037
1,043
1,049
1,101
5,037·10-3
5,13·10-3
35
0,976
0,984
0,976
0,992
0,982
0,964
3,46·10-3
3,601·10-3
30
0,943
0,937
0,949
0,945
0,9435
0,890
2,5·10-3
2,69·10-3
25
0,855
0,852
0,841
0,855
0,850
0,723
3,454·10-3
3,49·10-3
20
0,790
0,786
0,782
0,788
0,7865
0,618
1,6·10-3
1,88·10-3
15
0,690
0,680
0,681
0,685
0,684
0,467
2,27·10-3
2,48·10-3

Cálculo de la fuerza de rozamiento:m1g-T-Fr+T-m2g=( m1+ m2)a
0,12g- Fr-0,1g=0
Fr=0,0243N
Cálculo Eest:









Cálculo Etot:











Representación en función de t y d en función de t2. A qué tipo de movimiento corresponden las gráficas obtenidas. Razona tu respuesta.
El movimiento corresponde a un movimiento uniformemente acelerado ya que las partículas se desplazan siguiendo una trayectoria en el plano vertical y por tanto, estánsometidas a una aceleración contante que es la de la gravedad.
Cálculo a partir de una regresión lineal la aceleración a y compara este valor con el valor teórico calculado a partir de la ecuación (4).
·Aceleración teórica:
P1
m1g-T-Fr=m1a
0,12·9,8-T-0,0243=0,12a
P2
-m2g-T=m2a
-0,1·9,8-T=0,1a

·Aceleración de la gravedad:


CUESTIONES
1. Resuelve teóricamente el sistema de ecuaciones y deduce lasexpresiones (3) y (4).
Partícula 2
T-m2g=m2a
T= m2a+ m2g
T= m2(a+g)
Partícula 1
m1g-m2(a+g)-F2=m1a
g(m1-m2)-FR=(m1+m2)a



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