practica cinematica


Universidad Tecnológica de México

Campus Atizapán


MATERIA: CINEMÁTICA Y DINÁMICA





ÁREA: INGENIERÍA

CUATRIMESTRE: TERCERO



PRÁCTICA No. 2
Segunda ley de Newton






Objetivo.
Describir la segunda ley de Newton a partir de métodos experimentales. Utilizar el métodode mínimos cuadrados para ajustar la curva resultante. Determinar las masas a partir de la segunda ley de Newton. Determinar la masa correspondiente a un peso y el peso correspondiente a una masa en un punto donde la aceleración debida a la gravedad es conocida.

NORMAS DE SEGURIDAD:
Trabajar dentro de la línea de seguridad






EQUIPO DE SEGURIDAD:
Bata
Zapatos cerradosINVESTIGACIÓN PREVIA:
Errores en las mediciones.
Método de mínimos cuadrados.
Vectores.

EQUIPO:
1 Riel de aire con polea
1 Flexómetro
1 Cuerda para polea
1 Cronómetro digital con dos fotoceldas.
2 Deslizadores (preferentemente de diferentes masas)
1 Masa de 50g.
1 Masa de 100g.
1 Masa de 150g.
1 Riel de madera
1 Deslizador demadera o bloque de madera.


MARCO TEÓRICO:

En muchas aplicaciones industriales es necesario poder predecir la aceleración que producirá una fuerza dada. Por ejemplo, la fuerza requerida en la dirección de avance para acelerar un automóvil a partir del reposo hasta una velocidad requerida en un tiempo dado es de interés para la industria automotriz (por cierto ¿quién y cómo se ejerce estafuerza?).
La segunda ley de Newton establece que:

Siempre que una fuerza no equilibrada actúe sobre un cuerpo, se produce una aceleración en la dirección de la fuerza que es directamente proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a la masa del cuerpo

De acuerdo con lo anterior, podemos escribir la proporcionalidad:
2.1
Al eliminar el símbolo de proporcionalidad  setendrá que utilizar una Cte., quedando la ecuación 2.1 como:
2.2
Si se escogen las unidades apropiadas, se puede escribir 2.2 como:
2.3.1
Donde “F “es la fuerza resultante, “m” la masa del cuerpo y “a” es la aceleración del mismo. La fuerza resultante estará siempre a lo largo de la dirección del movimiento.


Denominamos en el SI a la unidad de fuerza como Newton la cual es una unidadderivada en este sistema (existen otros en los cuales la unidad de fuerza es fundamental y por supuesto no se llama Newton) El Newton se define usando 2.3.1 como:

[Newton] = [kg][m/s2] 2.3.2.

En el SBG, la unidad de masa se deriva de las unidades elegidas para fuerza que es libra (lb) y para la aceleración que es pie por segundo por segundo (pie/s2). Esta unidad derivada de masa recibe elnombre de slug y se define como la masa a la que una fuerza de una libra imprimirá una aceleración de 1 ft/s2.

Los factores de conversión entre un sistema y otro son:

1lb = 4.448 N
1 slug = 14.59 Kg.

Una bolsa de manzanas de una lb. puede contener cuatro o cinco manzanas, cada una con un peso aproximado de un Newton. Una persona que pesa 160 lb tendrá una masa de 5 slug o 73 Kg.PREPARACIÓN DE LA PRÁCTICA:
Experimento No. 1

Montar el equipo como se muestra en la figura 1 cuidando que el hilo que jala al deslizador, este totalmente horizontal cuando pase por la polea. Para esto con el nivel de gota realiza los ajustes necesarios para que quede completamente horizontal. Cuida que los amortiguadores del carrito (unos aros de fleje que van montados en los extremos delcarro) no rocen contra el riel. Pesa el carro No. 1.
Cuando el hilo sea jalado por la pesa de 50 gr. Será denominada está máquina como 1.
Si el hilo es jalado por la pesa de 100 gr. Se denominará máquina 2.
Si es jalado por la pesa de 150 gr. Se conocerá como máquina 3.
De lo anterior se deduce que tendremos tres máquinas para las cuales habrá que hacer cada uno de los pasos siguientes:...