Laboratorio Maquina De Atwood
Páginas: 12 (2953 palabras)
Publicado: 17 de noviembre de 2012
LABORATORIO SEGUNDA LEY DE NEWTON:MAQUINA DE ATWOOD |
Facultad de Ingeniería, Fundamentos de Mecánica Grupo 22Profesor Neyder Jesús SeñaUniversidad Nacional de Colombia, Bogotá D.C.Octubre de 2012Dulfrey Hernández, Carlos Sandoval, Kory Castro |
Resumen
En este trabajo se estudio el comportamiento de los cuerpos desde el punto de vista de la cinemática, para lo que se implemento un modeloque caracteriza el sistema de una maquina de Atwood. El laboratorio realizado tiene como base teórica la segunda ley de newton o ley de fuerza la cual indica que “El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime”[1], la importancia de esta ley esta en el hecho de que determina la clase de fuerza quese necesita para cada uno de los tipos de movimientos (Rectilíneo uniforme, circular uniforme y uniformemente acelerado). Para este laboratorio se observó la manera en que actúan las fuerzas sobre los cuerpos, específicamente en el eje vertical para de esta manera verificar su relación entre la aceleración del sistema y sus respectivas masas.
INTRODUCCIÓN
La máquina de Atwood fue inventadaen 1784 por George Atwood como un experimento de laboratorio para verificar las leyes mecánicas del movimiento uniformemente acelerado, esta maquina de Atwood esta compuesta por dos masas unidas por una cuerda la cual pasa por una polea ideal como se muestra en la Imagen 1. La segunda ley de newton indica que la aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza aplicada sobre el einversamente proporcional a la masa del objeto o partícula. En este experimento se tiene que si las dos masas son iguales el sistema estará en equilibrio de lo contrario las masas experimentaran una aceleración uniforme.
OBJETIVOS
* Estudiar el comportamiento dinámico del dispositivo conocido como Maquina de Atwood formado por dos partículas unidas mediante una cuerda que pasa por unapolea de masa despreciable.
* Verificar que se cumplen las leyes Newton.
* Comprender mejor el significado y consecuencias de la segunda ley de Newton
Marco Teorico
Segunda ley de newton o ley de fuerza es también denominada ley fundamental de la dinámica. La aceleración de un objeto depende de la fuerza neta y de la masa del objeto.
F = m a (1) |
El diseño de la maquina deAtwood funciona de manera que la diferencia de peso entre las dos masas colgante determine la fuerza neta que actúa sobre el sistema. Esta fuerza neta genera una aceleración en ambas masas donde la más pesada es acelerada hacia abajo y la más liviana hacia arriba.
Imagen. 1 Esquema y diagrama de cuerpo libre
Según el diagrama de cuerpo libre en la Imagen 1 T es la tension de la cuerda, las masasm1>m2 y g es la gravedad. Si se considera que las fuerzas hacia arriba son positivas y las fuerzas hacia abajo tendriamos las siguientes equaciones.
∑Fm1 = T - m1g = m1a (2)∑Fm2 = T - m2g = m2a (3) |
En la maquina de Atwood se tiene que la polea es una polea ideal, de masa despreciable y que la cuerda es de masa despreciable e inextensible, entonces T es igual para ambas masas.
T=g2m1.m2m1+m2 (4) |
Despejando “a” , la aceleracion del sistema, la aceleracion teorica es “g” veces la diferencia entre las masas dividida entre la suma de las masas.
a=g m2-m1m1+m2 (5)g=am1+m2m2-m1 (6) |
Ademas de la teoria anterior se usaron las siguientes formulas para hallar datos como la incertidumbre
MATERIALES
* Soporte con polea
* Cronometro
* Cuerda inextendible* Kit de pesas
* Regla
* Base y soporte
* Polea
| |
Regla | Base y Soporte |
| |
Porta pesas | Pesas |
| |
Cronómetro | Cuerda |
| |
Polea | |
Imagen 2. Materiales
MONTAJE Y PROCEDIMIENTO
Para la obtencion de datos del experimento, se dispuso de una barra de soporte como lo muestra la Imagen3. Se monto el dispositivo sobre una mesa con la polea a...
Facultad de Ingeniería, Fundamentos de Mecánica Grupo 22Profesor Neyder Jesús SeñaUniversidad Nacional de Colombia, Bogotá D.C.Octubre de 2012Dulfrey Hernández, Carlos Sandoval, Kory Castro |
Resumen
En este trabajo se estudio el comportamiento de los cuerpos desde el punto de vista de la cinemática, para lo que se implemento un modeloque caracteriza el sistema de una maquina de Atwood. El laboratorio realizado tiene como base teórica la segunda ley de newton o ley de fuerza la cual indica que “El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime”[1], la importancia de esta ley esta en el hecho de que determina la clase de fuerza quese necesita para cada uno de los tipos de movimientos (Rectilíneo uniforme, circular uniforme y uniformemente acelerado). Para este laboratorio se observó la manera en que actúan las fuerzas sobre los cuerpos, específicamente en el eje vertical para de esta manera verificar su relación entre la aceleración del sistema y sus respectivas masas.
INTRODUCCIÓN
La máquina de Atwood fue inventadaen 1784 por George Atwood como un experimento de laboratorio para verificar las leyes mecánicas del movimiento uniformemente acelerado, esta maquina de Atwood esta compuesta por dos masas unidas por una cuerda la cual pasa por una polea ideal como se muestra en la Imagen 1. La segunda ley de newton indica que la aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza aplicada sobre el einversamente proporcional a la masa del objeto o partícula. En este experimento se tiene que si las dos masas son iguales el sistema estará en equilibrio de lo contrario las masas experimentaran una aceleración uniforme.
OBJETIVOS
* Estudiar el comportamiento dinámico del dispositivo conocido como Maquina de Atwood formado por dos partículas unidas mediante una cuerda que pasa por unapolea de masa despreciable.
* Verificar que se cumplen las leyes Newton.
* Comprender mejor el significado y consecuencias de la segunda ley de Newton
Marco Teorico
Segunda ley de newton o ley de fuerza es también denominada ley fundamental de la dinámica. La aceleración de un objeto depende de la fuerza neta y de la masa del objeto.
F = m a (1) |
El diseño de la maquina deAtwood funciona de manera que la diferencia de peso entre las dos masas colgante determine la fuerza neta que actúa sobre el sistema. Esta fuerza neta genera una aceleración en ambas masas donde la más pesada es acelerada hacia abajo y la más liviana hacia arriba.
Imagen. 1 Esquema y diagrama de cuerpo libre
Según el diagrama de cuerpo libre en la Imagen 1 T es la tension de la cuerda, las masasm1>m2 y g es la gravedad. Si se considera que las fuerzas hacia arriba son positivas y las fuerzas hacia abajo tendriamos las siguientes equaciones.
∑Fm1 = T - m1g = m1a (2)∑Fm2 = T - m2g = m2a (3) |
En la maquina de Atwood se tiene que la polea es una polea ideal, de masa despreciable y que la cuerda es de masa despreciable e inextensible, entonces T es igual para ambas masas.
T=g2m1.m2m1+m2 (4) |
Despejando “a” , la aceleracion del sistema, la aceleracion teorica es “g” veces la diferencia entre las masas dividida entre la suma de las masas.
a=g m2-m1m1+m2 (5)g=am1+m2m2-m1 (6) |
Ademas de la teoria anterior se usaron las siguientes formulas para hallar datos como la incertidumbre
MATERIALES
* Soporte con polea
* Cronometro
* Cuerda inextendible* Kit de pesas
* Regla
* Base y soporte
* Polea
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Regla | Base y Soporte |
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Porta pesas | Pesas |
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Cronómetro | Cuerda |
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Polea | |
Imagen 2. Materiales
MONTAJE Y PROCEDIMIENTO
Para la obtencion de datos del experimento, se dispuso de una barra de soporte como lo muestra la Imagen3. Se monto el dispositivo sobre una mesa con la polea a...
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