lab fisica 5

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Laboratorio 5: Segunda Ley de Newton
Universidad de San Carlos, Facultad de Ingeniería, Departamento de Física, Laboratorio de Física Básica
201503409, Omar Alejandro Lantán González

* Un cronómetro.
* Hilo de cañamo d 1.65m de largo.
* Una balanza.

Abstract—

I. O BJETIVOS
A. General
• Analizar un sistema de dos masas en un plano inclinado
con base en la segunda ley de Newton.
B.Específicos
* Determinar el coeficiente de fricción estático entre la
masa 1 y el plano.
* Determinar el coeficiente de friccion cinético entre la
masa 1 y el plano.
II. M ARCO T EÓRICO
La Segunda Ley de Newton establece lo siguiente:
La aceleración de un objeto es directamente proporcional a
la fuerza neta que actúa sobre él e inversamente proporcional
a su masa.
La Segunda ley de Newton se encarga decuantificar el
concepto de fuerza. Nos dice que la fuerza neta aplicada
sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere
dicho cuerpo. La constante de proporcionalidad es la masa del
cuerpo. Tanto la fuerza como la aceleración son magnitudes
vectoriales, es decir, tienen, además de un valor, una dirección
y un sentido. La unidad de fuerza en el Sistema Internacional
es el Newton y serepresenta por "N" Un Newton es la fuerza
que hay que ejercer sobre un cuerpo de un kilogramo de masa
para que adquiera una aceleración de 1 m/s2 . Esta ley también
se le conoce como "Principio Fundamental de la Dinámica".La
cantidad de movimiento se representa por "P", que es la masa
del cuerpo por su velocidad, con lo que se obtiene: p = mv,
la cantidad de movimiento es igual al momento lineal, estees una magnitud vectorial y, en el Sistema Internacional se
mide en kg m
s . En términos de esta nueva magnitud física,
la Segunda ley de Newton se expresa de la siguiente manera:
dv
dm
F = d(mv)
dt , la derivación es F = m dt + dt v, y debido a que
dm
la masa es contante, ( dt = 0) nos queda:
F = ma

(1)

La segunda Ley de Newton también se refleja en el Principio
de la Conservación de laCantidad de Movimiento.
III. D ISEÑO E XPERIMENTAL
A. Materiales
* Un plano inclinado con su polea y masa.
* Un recipiente como segunda masa variable con unas 12
monedas de 1 centavo.

B. Magnitudes físicas a medir
* La masa de madera m1 sobre el plano inclinado.
* La masa que cuelga m2 según las condiciones dadas.
* El tiempo que la m2 que cuelga tarda en recorrer cierta
distancia.
C. Procedimiento
*Armar el equipo dado, escojer y fijar un ángulo entre
unos 30 y 40 grados.
• Coeficiente de Fricción Estático
* Ecuación a utilizar:
Ms =

m2 − m1 sen(u)
m1 cos(u)

(2)

* Vacie el recipiente de la masa que cuelga (m2 ), y
coloque la masa m1 en el inicio del plano
* Comience a introducir centavos en m2 , hale el hilo unas
cuantas veces, solo para ver si el sistema se empieza a
mover, de no ser asísiga introduciendo monedas hasta
que la masa m1 este a punto de moverse
* Al lograr esta condición, mida la masa de m2 y m1 y
el ángulo de inclinación del plano, sustituya esos datos
en la ecuación (2) y determine el coeficiente de fricción
estático .
• Coeficiente de Fricción Cinético
* Ecuación a utilizar:
Mk =

m2 g − m1 gsen(u) − (m1 + m2 )a
m1 gcos(u)

(3)

* Con el contenido de monedas delinciso anterior, siga
introduciendo más monedas hasta que la m1 se deslice
en el plano de tal manera de que no sea ni tan rápido
ni tan despacio, una vez lograda esta condición mida la
masa m2 .
* Para medir la acelración del sitema coloque la m1 al
inicio del plano y suelte la masa m2 , mida el tiempo
que le tomó a la masa m2 en llegar al suelo, y mida el
cambio de altura h que experimentó la masam2 .
* Repita este paso 10 veces.
* Al soltar la masa m2 su velocidad incial es cero por lo
que la ecuación que describe su movimento sería h =
1 2
2 at , despejando a se obtiene:
a=

2h
t2

(4)

2

sustituya el tiempo y altura promedio en la ecuación (4)
para determinar la aceleración del sistema.
* Sustituya los datos correspondientes en la ecuación (3)
y determine el coeficiente de fricción...