Lab maquina atwood

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLÍN
ESCUELA DE FÍSICA
LABORATORIO DE FÍSICA MECÁNICA
PRÁCTICA: SEGUNDA LEY DE NEWTON: MÁQUINA DE ATWOOD



FUNDAMENTO TEÓRICO:

• Marco de referencia y sistema de coordenadas.
• Movimiento Uniformemente Variado.
• Segunda ley de Newton.
• Regresión cuadrática.

TRABAJO ANALÍTICO:

En la figura 1 se ilustra la denominada Máquina deAtwood, el cual, es un sistema empleado para verificar la segunda ley de Newton. Este será precisamente el objetivo de esta práctica.



Figura 1

Suponiendo la polea ideal (de masa nula y sin fricción en el eje), la aceleración con la que desciende la masa (que es igual en magnitud a la aceleración con la cual asciende ) es:

[1]

Donde es la aceleración de la gravedad y seconsideró que . Plantear la segunda ley de
Newton y demostrar la expresión anterior (emplear papel y lápiz y entregar el análisis al monitor o profesor).



TRABAJO PRÁCTICO:

 Medir las masas , y posteriormente calcular el valor de la aceleración con la ecuación 1 (este será el valor que se considerará convencionalmente verdadero). Para el cálculo tomar la aceleración de la gravedad enla ciudad de Medellín igual a 9,78 .





(Demostrar) [2]



Por lo tanto la aceleración convencionalmente verdadera se reporta así,






 Realizar el montaje ilustrado en la foto de la figura 2.


Figura 2

• La fotocompuerta se conecta al PC de la siguiente forma: una terminal a un puerto USB (paraalimentar eléctricamente el Diodo Emisor de Luz –LED-) y la otra terminal a la entrada del micrófono (para entrar la señal de respuesta al PC).
• Activar el Sonoscopio Virtual de la plataforma software PhysicsSensor.
• Atender la explicación del profesor o del monitor sobre el manejo de este sistema hardware-software.

 Al dejar descender la regla-cebra a través de la fotocompuerta sedespliega en el sonoscopio virtual una señal similar a la de la figura 2: los picos son el resultado de las repetidas interrupciones que hacen las franjas oscuras de la regla-cebra al haz de luz. Esta señal permite medir los instantes para diferentes posiciones del centro de masa de la regla-cebra (“partícula en descenso”).



Figura 2

 Definir como marco de referencia el laboratorio y comosistema de coordenadas el eje Y apuntando hacia abajo. Considerar que el instante corresponde al momento en el cual la regla-cebra comienza a atravesar el haz de luz y la posición de su centro de masa en ese instante es el origen de coordenadas ( ). Por lo tanto, la posición del centro de masa en cualquier instante se expresa como,

[3]

Siendo la velocidad inicial del centro de masay la aceleración de descenso de la regla.

 Dejar descender la regla-cebra a través de la fotocompuerta (para esto se le suelta: tratar de evitar lo que más se pueda los giros de la regla debido a la torsión del hilo) y observar la señal correspondiente en el sonoscopio (el software da la opción de guardar los datos por si es necesario un análisis posterior de los mismos). Mediante unanálisis de ésta, obtener los datos para llenar las dos primeras columnas en blanco de la tabla 1. Repetir el descenso de la regla-cebra (garantizar que se deja descender desde la misma posición) otras 4 veces y terminar de llenar la tabla 1. Posteriormente, llenar también la tabla 2.
Tabla 1
y (m) EVENTO 1 EVENTO 2 EVENTO 3 EVENTO 4 EVENTO 5 PROMEDIO
t (s) t (s) t (s) t (s) t (s) t (s)
Posición 10,000 0 0 0 0 0 0,000
Posición 2 0,010 0,02929 0,0316 0,0285 0,0308 0,0292 0,010
Posición 3 0,020 0,0524 0,0547 0,0509 0,0532 0,0524 0,020
Posición 4 0,030 0,0748 0,0763 0,0717 0,0763 0,0740 0,030
Posición 5 0,040 0,0941 0,0964 0,0909 0,0956 0,0940 0,040
Posición 6 0,050 0,1117 0,1133 0,1071 0,1125 0,1110 0,050
Posición 7 0,060 0,1279 0,1295 0,1233 0,1287 0,1264 0,060
Posición 8 0,070...