Practica fisica

LABORATORIO DE FÍSICA I
SEGUNDA LEY DE NEWTON
I. OBJETIVOS

1. Estudiar el movimiento rectilíneo de aceleración constante. 2. Analizar la variación de la aceleración en función de la masa acelerada. 3. Analizar la variación de la aceleración en función de la fuerza.

II.

MATERIALES
Cantidad Código Descripción 1 12150-50 Cobra 3, Unidad básica, USB 1 12151-99 Fuente de alimentación12V/2ª 14512-61 Software Translación/Rotación 1 11207-20 Barrera fotoeléctrica compacta / Fotocelda 1 11202-17 Riel de aire / Banco de cojín neumático, 2m 1 13770-97 Compresor 1 11205-01 Manguera de presión, 1.5m 1 11202-02 Carrito para riel de aire 18 03916-00 Pesa de ranura, 1g 1 11202-19 Tope ajustable para riel de aire / Alto ajustable 1 11202-13 Arrancador con disparador 1 11202-14 Imán deretención con enchufe 1 11202-05 Tubito con enchufe 1 03935-03 Plastilina, 10 barras 1 11202-07 Gancho con enchufe 1 02412-00 Hilo de seda, 200m 1 02407-00 Platillo de pesas / Portapesas de 1g 1 02010-00 Pinza de mesa 2 02043-00 Doble nuez amarillo y negro 1 02031-00 Varilla de acero, 250mm 1 02030-00 Varilla de acero, 100mm 1 07363-01 Cable de conexión, 32A, 1000m, rojo 1 07363-04 Cable de conexión, 32A,1000m, azul 1 07363-02 Cable de conexión, 32A, 1000m, amarillo 1 03001-00 Regla graduada, 1000mm 1 Balanza digital, 2000g

III.

TEORÍA RESUMIDA
, se le aplica una

Si a un sistema dinámico (en particular, un sólido rígido) con masa total fuerza , la segunda Ley de Newton relaciona estas cantidades así:

donde

es la aceleración, del centro de masas del sistema y

su masa.

Cuandola fuerza aplicada no varía en el tiempo, la velocidad obtenida por integración en la ecuación anterior, es una función del tiempo, tal como se muestra a continuación:

donde se tomó: Si volvemos a integrar esta última ecuación, obtenemos para la función de posición del centro de masa la expresión:

donde también se asumió que la posición inicial era cero: En nuestro caso el movimiento esunidimensional y la fuerza que acelerará la masa (la del carrito deslizante sobre el banco neumático) será producida por una pequeña pesa colgante cuya masa llamaremos . Esa fuerza será entonces:

donde

es la aceleración de la gravedad. , la ecuación de movimiento está dada por: (1)

Siendo la masa total del deslizador

La velocidad será: (2) y la posición: (3)

IV.

PROCEDIMIENTOEXPERIMENTAL

PROCEDIMIENTO A
1) Procesos previos: 1. Identifique cada uno de los componentes del montaje de acuerdo a los materiales mencionados anteriormente. 2. Realice el montaje como se muestra en la Figura 1. 3. Determine la masa del carrito con todos sus accesorios (imán y gancho con enchufe), pero excluyendo las pesas.

Figura 1: Montaje experimental 2) Cerciorándose de que el Riel de Airedispone de todos los elementos necesarios convenientemente listos para operar: 4. Coloque en el otro extremo del riel, la barrera fotoeléctrica con rueda y ajuste el hilo de manera que el porta-pesas quede colgando. El hilo debe quedar paralelo al riel. 5. Coloque el alto ajustable en la pista de manera que el carrito se frene suavemente justo antes de que el porta-pesas toque el suelo. 6. Conecteal arrancador el extremo del carrito que contiene el imán. Después presione el pistón en la parte posterior del arrancador sin que toque el fondo. 7. La unidad Cobra 3 deberá conectarse a la barrera fotoeléctrica como se muestra en la Figura 2. 8. Agregue al porta-pesas 3 pesas de 1 g (porta-pesas + 3 pesas = = 4 g.). 3) Procesos de encendido: 9. Encienda el compresor y coloque el carrito enposición de inicio, asegurándose previamente que el riel esté nivelado (antes de colgar la pesa sobre la rueda, el carrito no ha de moverse). 10. Mida la altura desde el suelo hasta la parte inferior del porta-pesas y registre este dato. Esta siempre debe ser la misma para todos los casos, por lo tanto, para las siguientes veces que repita el proceso, no será necesario medirla.

Figura 2:...