Laboratorio L4 i4 uis

Formación para la Investigación
Escuela de Física, Facultad de Ciencias
Universidad Industrial de Santander
Construimos Futuro

I.4 ESTUDIO DEL MOVIMIENTO DE UN DESLIZADOR
EN UN RIEL DE AIRE BAJO LA INFLUENCIA DE UNA
FUERZA CONSTANTE

RESUMEN
La segunda ley de newton es una de las tres leyes de formulada por Sir Isaac
Newton en el siglo XVII.

Las leyes de Newton permiten entender las causasdel

movimiento, tanto en los cielos como en la tierra, por qué un objeto cae al suelo y por
qué la Luna gira en torno a la Tierra. Con la segunda ley de Newton nació el concepto
de “Fuerza” y dicha ley establece la relación entre este nuevo concepto y el cambio en la
velocidad de un cuerpo, aceleración: la aceleración de un objeto es directamente
proporcional a la fuerza neta que actúa sobre él.La masa es la constante de

proporcionalidad en esta ley y juega un papel muy importante en el estudio del
movimiento de los cuerpos. En este proyecto de investigación se estudiará el
movimiento de un deslizador en un riel de aire bajo la influencia de una fuerza con el
objetivo de estudiar la segunda ley de Newton.

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
Sobre un objeto pueden actuar una gran cantidad defuerzas, lo cual puede resultar
en una dificultad para comprender los pormenores de las interacciones que ocurren
sobre el mismo y su estado de movimiento. Sin embargo, los efectos de algunas
interacciones pueden ser despreciados. En el estudio del movimiento de un cuerpo
existe una fuerza debido al contacto entre los cuerpos, dicha fuerza se conoce como
fricción. Para estudiar la segunda ley deNewton es conveniente tener la influencia de
la menor cantidad posible de variables externas, con lo cual la atención se pueda
enfocar en el estudio del movimiento del cuerpo. Una forma de reducir el efecto de la
fricción, una de las fuerzas cuyo efecto conviene hacer mínimo para estudiar el
movimiento de un cuerpo debido a una fuerza externa, es utilizar un carril de aire, de

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tal forma que el objeto que se va a mover esté suspendido sobre una cámara de aire
logrando minimizar la fricción entre el objeto móvil y el riel.
En esta investigación se plantea el problema de estudiar el movimiento de un
cuerpo debido a una fuerza constante y, por medio de variasmediciones
experimentales, verificar la validez de la segunda ley de Newton. Para logra esto se
parte de la hipótesis que con el uso de un carril de aire se puede despreciar la fuerza
de fricción y sobre el cuerpo móvil solo actuará la fuerza externa, que en esta
investigación será ejercida por la atracción gravitatoria.

OBJETIVO GENERAL
Estudiar el movimiento de un deslizador en un riel de aire bajo lainfluencia de una
fuerza constante.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS
•

Determinar la relación entre la fuerza aplicada y la aceleración del deslizador.

•

Determinar el cambio de la aceleración del deslizador cuando este es halado
por fuerzas de diferentes magnitudes.

•

Determinar experimentalmente la relación matemática entre fuerza, masa y
aceleración.

MARCO TEÓRICO
La primera ley de Newtonestableces que un cuerpo puede alterar su movimiento
solo si existe “algo” que provoque dicho cambio. Ese “algo” es lo que conocemos
como fuerzas1 (Wikipdia, 2015, pág. Fuerza).

Por otra parte, la segunda ley de

Newton permite cuantificar el concepto de fuerza. Dicha ley establece que la fuerza
neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho
cuerpo. Entonces, si lamasa de un cuerpo es constante, entonces:
𝐹"#$%&'()'# = 𝑚𝑎 (1)

1

Es una magnitud vectorial que mide la intensidad del intercambio de momento lineal entre dos sistemas de
partículas.

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Donde m es la masa del...