Mecánica de un Sistema de Partículas

Mecánica de un Sistema de Partículas

Índice
1. Objetivo de la práctica
2. Material utilizado
3. Fundamento Físico
4. Método experimental
4.1 Montaje
4.2 Desarrollo de la práctica
5. Datos obtenidos y Gráficas
6. Cálculo de la gravedad y del coeficiente de rozamiento
7. Análisis de los resultados

Mecánica de un sistema de partículas

1. Objetivo de la Práctica
El objetivo de lapráctica es el de determinar la aceleración de la gravedad y el

coeficiente de rozamiento, entre un cuerpo y la superficie, a partir de la relación que
existe entre la fuerza que se ejerce sobre el cuerpo, y la aceleración que este
adquiere.
En este caso, la fuerza que se ejerce sobre el carrito será el peso de una masa
colgante. Por lo que podremos relacionar la aceleración que adquiereel carrito según
el incremento del peso colgante, y con ello alcanzar nuestro objetivo .

2. Material utilizado en la realización de la práctica

❖ Carrito
❖ Pesos
❖ Polea de gran precisión
❖ Diafragma con enchufe de 25 mm y gancho con enchufe
❖ Dispositivo de disparo (el cual libera al carrito con velocidad inicial
nula gracias al uso de un imán de retención con enchufe)
❖ Soplante conmanguera y carril de aire (para disminuir así el
rozamiento entre el carrito y la superficie)
❖ Barrera fotoeléctrica de horquilla
❖ Contador digital y cables de conexión
❖ Balanza

3. Fundamento físico
La práctica se basa fundamentalmente en la segunda Ley de Newton, la cual relaciona la
fuerza necesaria para cambiar el estado de movimiento de un cuerpo de masa
constante, y laaceleración que se le comunica.

                                         F = m.a            (N ), (kg.m/s²)  

Conociendo la fuerza que se aplica a un cuerpo y conociendo su masa, podemos calcular
la aceleración que este adquiere.
Esta ley se aplica solamente si la fuerza es una fuerza neta externa, pero no es un
principio fundamental, como lo son las leyes de conservación. Por ejemplo, no
podemosaplicar la segunda Ley de Newton directamente en situaciones donde la existe
variación de masa, o si se encuentra viajando cerca de la velocidad de la luz, en cuyo
caso deben incluirse los efectos relativistas. Tampoco podemos aplicarla a escalas
atómicas, donde debemos usar la mecánica cuántica.
Por lo general, aplicaremos la segunda ley de Newton a todo caso donde la masa se
conserveconstante.
Desde el punto de vista cinemático tenemos que los movimientos rectilíneos causados
por una fuerza constante, sufren variación en la velocidad tal que
v = ∂r/∂t                  ;                 a = ∂v/∂t  
a =   2r /   ∂ t 2   
∂    
A partir de la variación de posición de un cuerpo con respecto al tiempo, podemos
calcular la aceleración que este adquiere, relacionando el espacio yel tiempo con la
aceleración según las ecuaciones del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.
Tanto para el cálculo de las aceleraciones, como para la aceleración de la gravedad y el
coeficiente de rozamiento, es necesario realizar una regresión lineal la cual hallaremos
según el método de mínimos cuadrados utilizando el programa SciDavis.

4. Método experimental
4.1 Montaje
Enprimer lugar, tenemos una bomba de aire que va conectada al carril, el
cual consta de unas perforaciones por las que pasará el aire. Con esto conseguimos
reducir el rozamiento entre la superficie y el carrito .
La barrera fotoeléctrica es de tipo emisor-receptor y está compuesta de dos partes, un
componente que emite el haz de luz y otro componente que lo recibe.
Es necesario establecer un áreade detección donde el carrito, o particularmente la
pestaña que lleva incorporada, es reconocida cuando ésta corta el haz de luz.
Estos sensores operan de una manera precisa cuando el emisor y el receptor se
encuentran alineados. Esto se debe a que la luz emitida siempre tiende a alejarse del
centro de la trayectoria. En este caso el emisor será un led rojo, ya que al ser visible es
más...