Mecanica




Universidad Diego Portales, Instituto de Ciencias Básicas,
Área de Física




E2, Dinámica: Leyes de Newton.





Resumen:
En éste experimento se utilizó paralelamente el sistema de adquisición de datos DataStudio (Ds), una balanza y los sensores de posición y movimiento. Dentro de la primera actividad se necesitó el peso del carro = 0.52 Kg y de las cuatro masas,m1 = 0.20 Kg, m2 = 0.09 Kg, m3 = 0.07 Kg, m4 = 0.06 Kg. Con estos datos se pudo calcular las fuerzas resultantes de casa masa que fueron f1 = 1.58 N, f2 = 0,65 N, f3 = 0,38 N y f4 = 0,29 N. Luego se utilizó el sensor de movimiento junto al programa G.A para poder calcular el coeficiente asociado a la fuerza de roce viscosa.




1. Introducción

a.- Explicar los principios de Newton yde un ejemplo de cada uno de ellos.

Principio de inercia: Este principio de Newton explica que todo cuerpo tiende a permanecer en su estado de reposo o movimiento, siempre y cuando otra fuerza no modifique ese estado. Por ejemplo una silla estará en estado de reposo si no se aplica una fuerza, la cual cambie dicho estado.

Principio fundamental de la dinámica: A mayor fuerza es mayor laaceleración que adquiere un objeto en menos tiempo. la fuerza neta aplicada sobre un cuerpo es proporcional a la aceleración que adquiere dicho cuerpo. Por ejemplo si una persona trata de mover un auto al principio es difícil, pero una vez logrado, si se mantiene la misma fuerza, la velocidad del móvil va a aumentar.

Principio acción y reacción: Se refiere que al aplicar una fuerza sobre cualquierobjeto, este aplica una fuerza de igual magnitud pero en sentido contrario a la fuerza ejercida, por ejemplo, al golpear una pared con nuestro mano ejercemos una fuerza en contra de ella, pero la pared no es la única afectada ya que ella también ejerce una fuerza en contra de la mano y de igual magnitud.

b.- Explicar las diferencias que existen entre un sistema dinámico donde solo actúan fuerzasconstantes y otro donde solo actúan fuerzas variables

La principal diferencia entre estos dos tipos de fuerza en un sistema dinámico es que las fuerzas constantes no varían su aceleración, al contrario de las fuerzas variables que si varían la aceleración del cuerpo.
2. Diseño del experimento.

Para la primera actividad planteada se utilizó un riel mecánico con una inclinación aproximada de4°, el cual posee dos fotopuertas separadas por 40 cm que determinan el tiempo que tarda el cuerpo en pasar entre ellas, y así poder calcular la aceleración del carro con dicha inclinación.

Posteriormente el carro se amarro a cuatro objetos que diferenciaban en su masa sometiendo los cuerpos a una caída libre, y así el carro experimento una aceleración de diferentes magnitudesFig.1: montaje experimento del carro.

Finalmente se ubicó el sensor de movimiento en el suelo para poder tener una buena visión del cuerpo puesto a prueba, que se conformaba de una tabla de cholguán balanceada en sus extremos por un hilo, y con un peso sobre ella como se muestra en la Fig 2.






Fig. 2: Sensor de movimiento.


3. Desarrollo del experimento.

Experimento 1:Para poder medir la aceleración del carro que es el objetivo del experimento, a este se le aplicó una fuerza con la mano y de incierta magnitud, lo cual provoco que el carro experimentara una aceleración con el riel inclinado aproximadamente 4º, la cual fue calculada con el grafico de velocidad v/s tiempo y muy cercana comprobándola en la siguiente formula: a = g*sen(x).

Experimento 2: Elobjetivo de este experimento es comprobar mediante un ejemplo sencillo el principio fundamental de la dinámica, el cual explica que para que un cuerpo altere su movimiento es necesario que exista algo que provoque dicho cambio. Existe una relación directa entre la aceleración de un objeto y la fuerza que este ejerce, así F=m*a. En este caso la fuerza aplicada al carro no se provocaba por las manos, si...