Lab de fisica

INFORME DE LABORATORIO
PRÁCTICA 10
DINÁMICA DEL PLANO INCLINADO

ROGER ALEXANDER MARTINEZ
YESICA LEANDRA RENGIFO
JAHIRA JANETH ROJAS LOBO
JOHN FERNANDO ZEA JIMENEZ

NICOLÁS GÓMEZ

INSTITUCIÓN UNIVERSITARIA ITM
FACULTAD DE TECNOLOGÍAS
TELECOMUNICACIONES
MEDELLÍN
2011

Objetivos

El objetivo principal es verificar la segunda ley de Newton de la dinámica mediante un experimentosencillo que involucra un plano inclinado y dos masas unidas por una cuerda. También se espera que el estudiante reconozca el papel de la fricción en este experimento.
Equipo utilizado

Plano inclinado, carro, nueces, soporte universal, porta masas, juego de masas, polea, hilo, cinta, registrador digital de tiempo y foto sensores.

Marco teórico

Cuando en un problema se presentaaceleración en alguna dirección y no hay variaciones en las masas involucradas, escribimos la suma de fuerzas en esa dirección como lo dice la segunda ley de Newton para situaciones con masa constante. Vamos a analizar el problema de un bloque masa m sobre una superficie inclinada un ángulo β, atado por medio de una cuerda ideal, que pasa por una polea ideal, a otro bloque de masa M, tal como se ve en laFigura a.

Figura [ a ] Plano inclinado
Note que se está dibujando un perfil transversal de la situación física, puesto que no se ve la profundidad de los elementos involucrados. Decimos que una polea es ideal cuando se considera que no tiene masa y que no presenta ninguna fricción en su eje, por lo cual tampoco se analizan fuerzas sobre una polea ideal. Además es importante notar que una cuerdaideal al pasar por una polea ideal, como en este caso, tampoco presenta desgaste por fricción, así que podemos asumir que la cuerda siempre está haciendo rotar la polea y no se desliza sobre ella.

Consideremos que no hay rozamiento entre la superficie inclinada y el bloque y también que el bloque de masa M asciende mientras que el bloque de masa m desciende por el plano. La consideración sobrela fricción puede resultar en un porcentaje de error alto si no se generan en el experimento las condiciones apropiadas. En la figura a se ilustra la dirección de movimiento de las masas con una flecha gruesa. Al solucionar teóricamente este problema asumiremos que se conocen las masas y el ángulo β. En este caso nos interesa calcular la aceleración del sistema y la tensión T en la cuerda. Es muyimportante recalcar que, al escribir la sumatoria de fuerzas en cada dirección para cada masa, se asumirá como positiva la dirección en la cual se presenta la aceleración. Esto no es más que una convención para escribir como positivas las fuerzas que tienen la dirección en la que se acelera un cuerpo y como negativas las fuerzas que apuntan en sentido contrario, de manera que la aceleraciónsiempre se tome como positiva en la segunda ley de Newton, o mejor dicho, lo que se está buscando así es la magnitud de la aceleración. Según esto, para la masa m, observamos el diagrama de fuerzas en la Figura b y tenemos las sumatorias de fuerzas en ambas direcciones dadas por:

Figura [ b ] Diagramas de fuerzas
Vemos en la Figura b que en este caso los ejes coordenados para la masa m se hanrotado el mismo ángulo β de inclinación del plano. Esto es aconsejable hacerlo puesto que así sólo hay que descomponer vectorialmente el peso, mientras las fuerzas N y T quedan sobre los ejes y no hay que descomponerlas. Para la masa M, el diagrama de fuerzas se ilustra en la Figura b, y la segunda ley conduce a la ecuación

Procedimiento

Figura 1 Montaje

1. Se realiza el montaje de laFigura 1, en el cual la masa m debe descender por el plano inclinado, teniendo cuidado en que la cuerda con el portapesas no choque con el borde de la mesa.
El tornillo del carro debe pasar por entre los foto sensores como lo muestra la Figura 2.

Figura 2 Ubicación de los foto sensores respecto al carro

2. Se mide la distancia de A → B y B→C, con su respectivo error. Se toman las medidas...