LA MAQUINA DE Atwood

El concepto de fuerza es fundamental en el estudio de la Física. Si sobre un cuerpo se aplica unafuerza, esta altera su estado de movimiento, trayendo como consecuencia cambios en su velocidad(aceleración).Esta es la base del
análisis dinámico,
que consiste en el uso de las Leyes de Newton paraencontrar, por ejemplo, la aceleración de una motocicleta de carreras o cualquier otro vehículoapartir de su relación entre la masa combinada del vehículo y el conductor con las fuerzas externasque actúan sobre ellos. Usando diagramas de cuerpo libre se identifican las fuerzas que actúansobre el objeto y, a partir de ellas, su aceleración que, una vez conocida, permitirá determinar suvelocidad y posición a través de métodos cinemáticos.Esta práctica de laboratorio se enfocará en la aplicación delas Leyes de Newton a una máquinade Atwood (Figura 1). Este dispositivo, inventado en 1784 por el matemático inglés GeorgeAtwood, consiste en dos masas unidas por un hilo ligero, flexible e inelástico que pasa por unapequeña polea ideal sin fricción. Inicialmente se sostiene una de las masas y se suelta. Debido a ladiferencia de fuerza neta sobre las masas los cuerpos se mueven con aceleraciónconstante.
UniversidadAutónomadeOccidenteFacultaddeCienciasBásicasDepartamentodeFísica
MáquinadeAtwood–AnálisisDinámico

a.

Reporte el valor de la aceleración encontrada a partir de la gráfica, incluyendo susincertidumbres (absoluta y relativa).b.

Usando
solamente el diagrama de cuerpo libre para m
2
y el valor experimental de laaceleración, encuentre la fuerza neta yla fuerza ejercida por el hilo sobre m
2
.c.

Ahora, empleando
solamente el diagrama de cuerpo libre para m
1
y el valor experimental de laaceleración, encuentre la fuerza neta experimentada por m
1
y la fuerza que le hace el hilo.d.

Si la polea se considera ideal, la fuerza
T
ejercida por el hilo sobre m
1
puede suponerseigual a la que ejerce sobre m
2
. Reporte su valorcomo el promedio de los valores obtenidospara cada masa.e.

Calcule la incertidumbre absoluta asociada a la medición de
T
.Como el valor de
T
reportado es el resultado de varias mediciones, su incertidumbreabsoluta se obtiene mediante la siguiente expresión:
!
T
=
valormáximo
T
"
valormínimo
T
( )
2

f.

Determine la incertidumbre relativa asociada a la medición de
T, que se define como
∆
!
!
y repórtela en términos porcentuales.g.

Usando las expresiones halladas en el primer punto de este preinforme determine laaceleración esperada para este ensayo
!
!"#
como función de las masas suspendidas.Encuentre el error relativo para el valor reportado de
a
obtenido en este experimento.El error relativo se define como:
errorrelativo
=valoresperado-valorobtenidovaloresperado
que se expresa también en términos porcentuales
UniversidadAutónomadeOccidenteFacultaddeCienciasBásicasDepartamentodeFísica
MáquinadeAtwood–AnálisisDinámico

a.

Reporte el valor de la aceleración encontrada a partir de la gráfica, incluyendo susincertidumbres (absoluta y relativa).b.

Usando
solamente el diagrama de cuerpo libre para m
2y el valor experimental de laaceleración, encuentre la fuerza neta y la fuerza ejercida por el hilo sobre m
2
.c.

Ahora, empleando
solamente el diagrama de cuerpo libre para m
1
y el valor experimental de laaceleración, encuentre la fuerza neta experimentada por m
1
y la fuerza que le hace el hilo.d.

Si la polea se considera ideal, la fuerza
T
ejercida por el hilo sobre m
1puede suponerseigual a la que ejerce sobre m
2
. Reporte su valor como el promedio de los valores obtenidospara cada masa.e.

Calcule la incertidumbre absoluta asociada a la medición de
T
.Como el valor de
T
reportado es el resultado de varias mediciones, su incertidumbreabsoluta se obtiene mediante la siguiente expresión:
!
T
=
valormáximo
T
"
valormínimo
T
( )
2

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