SEGUNDA LEY DE NEWTON INFORME

SEGUNDA LEY DE NEWTON
Carlos Argel Casarrubia y José Antonio Ruiz Miranda
Departamento de ingeniería Ambiental
Universidad de Córdoba, Montería


RESUMEN

La siguiente práctica de laboratorio abre el maravilloso camino de la dinámica dentro de la física experimental y teórica para identificar la relación existente entre masa, aceleración y fuerza de acuerdo a la segunda ley de Newton, a partirde un carrito experimental; el mecanismo de funcionamiento consiste en un sistema magnético, en donde el peso de los elementos constituyentes en el sistema determinan la fuerza aceleradora y se desarrolla en función de 2 procedimientos. El primer procedimiento consiste en determinar la aceleración como una función de la fuerza, en donde la masa del deslizador permanece constante y se varía lamasa de la pesa aceleradora, colocando masas de 2 gramos en el porta pesas.
El segundo paso consiste en determinar la aceleración como una función de la masa aumentando progresivamente la masa del carrito deslizador con pesas de 20 gramos (10 gramos a cada lado) y manteniendo constante la masa aceleradora. Al final, los datos serán registrados en tablas y con base en el análisis de las mismas sepodrá establecer las relaciones respectivas.



TEORIA RELACIONADA

Antes de definir la segunda ley de Newton es importante establecer el concepto de fuerza como “aquello que ocasiona que un cuerpo se acelere”. En todos los casos en donde los cuerpos se mueven, la fuerza neta aplicada sobre él es diferente de cero. La fuerza neta ejercida sobre un cuerpo está definida como el vector suma detodas las fuerzas que actúan sobre él. Si la fuerza neta ejercida sobre un objeto es cero, entonces la aceleración del objeto es cero y su velocidad permanece constante. Para esta particularidad se dice que el cuerpo se encuentra en equilibrio.

La segunda ley de newton responde la pregunta de lo que le sucedería a un objeto que tiene una fuerza resultante diferente de cero actuando sobre él.Teniendo en cuenta experiencias reales, si se ejerce una fuerza horizontal f a un cuerpo, este se moverá con cierta aceleración a. De tal manera que si le aplicamos una fuerza dos veces mayor, la aceleración se duplica. Si incrementa la fuerza aplicada a 3f, la aceleración se triplica.
A partir de estas observaciones se concluye que la “aceleración de un objeto es directamente proporcional a lafuerza resultante que actúa sobre él.
La aceleración de un objeto depende de su masa. Esto se explica si se aplica una fuerza f a un cuerpo sobre una superficie sin fricción, el bloque experimenta cierta aceleración a. Si se duplica la masa del bloque, la misma fuerza aplicada producirá una aceleración a/2.

Si se triplica la masa, la misma fuerza aplicada produce una aceleración a/3, etc. Deacuerdo con esta observación, se concluye que la “magnitud de la aceleración de un objeto es inversamente proporcional a su masa”.

Estas observaciones se resumen en la segunda ley de Newton:

“la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa”.

De este modo, es posible relacionar la fuerza y la masa en el siguiente enunciadomatemático de la segunda ley de Newton:

∑f = m.a
La unidad de fuerza del SI es el newton, la cual se define como la fuerza que, a actuar sobre una masa de 1 kg, produce una aceleración de 1m/s2. A partir de esta definición y con la segunda ley de newton, puede expresarse en términos de las siguientes unidades fundamentales de masa, longitud y tiempo.

1N= 1kg. m/s2

MONTAJE Y PROCEDIMIENTORealice el procedimiento de acuerdo con la figura 1.



Coloque el diafragma en la posición de salida y fíjelo en el sistema magnético, el peso (fuerza aceleradora) debe ser colocado adyacente a la polea de la barrera óptica. Posicione el retenedor de tal manera que el diafragma se detenga justo antes de que el porta pesas llegue al suelo.

Paso 1

Para determinar la aceleración como una función...