Segunda Ley de newton





Verificación experimental de la segunda ley de Newton mediante el desplazamiento de un carro en un riel inclinado.




Pablo Godoy, Gerson Rodríguez, Alfonso Urrejola, Yaniff Olivos
Ingeniería civil industrial mención mecánica
Departamento de ciencias físicas
Facultad de Ingeniería, Ciencias y Administración
Profesor Manuel Cerna L.
Universidad de La Frontera
Temuco – ChileSe observó el movimiento de un carro a través de un riel que se ubicó en distintos ángulos de inclinación. Luego, con la ayuda de un sensor de posición, determinamos la aceleración de dicho carro y, a través de un dinamómetro electrónico, encontramos la fuerza neta que actuaba sobre él. Después y mediante el uso de los valores obtenidos anteriormente para distintas inclinaciones, se logrócomprobar experimentalmente la segunda ley de Newton.




Marco Teórico

Para comprender de mejor manera la actividad de laboratorio es necesario conocer ciertos principios, uno de ellos y el fundamental es la segunda ley de Newton.
Antes que todo, un cuerpo está en equilibrio de traslación si esta en reposo o se mueve en forma rectilínea con velocidad constante (M.R.U.). Lo anteriorsucede si y solo si la fuerza neta que actúa sobre el cuerpo es cero.
La segunda ley de Newton plantea que cuando una fuerza neta actúa sobre un cuerpo, este adquiere una aceleración que es directamente proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a la masa del cuerpo. Esta relación se puede expresar como:



Donde:





También, esta relacion expresa lo que le sucede a un objetoque tiene una fuerza resultante diferente de cero actuando sobre el. El cuerpo pierde su equilibrio de traslacion, y comienza a moverse con una aceleracion (M.R.U.A.) determinada por la magnitud de la fuerza.
Desarrollo Experimental

Antes de comenzar con el desarrollo del experimento se procederá a describir algunos de los instrumentos utilizados en la actividad:
Riel : sistema que permitedeslizar el carro a lo largo de un plano inclinado
Carro : Objeto con ruedas fabricado para que tenga baja friccion. (En este experimento, se usó un carro de 500g de masa).
Dinamometro electronico : aparato que se utiliza para medir fuerzas.
Sensor de posicion : sensor que mediante ondas de ultrasonido nos permite saber la posicion del cuerpo en un instante de tiempo determinado, el sensor usadofue configurado con una tasa de muestreo de 10 veces por segundo.
Interfase Pasco 750 : interfaz que se conecta al computador de forma serial o SCSI y que transmite datos a el PC local en forma de tiempo correspondientes a mediciones de los sensores.
Luego de que se han definido los instrumentos que se han usado en el experimento, se procederá a la explicación del montaje que se muestra en laimagen a continuación:



1. Para comenzar debemos ubicar el soporte universal en el mesón de trabajo, luego sobre la base del soporte montar el riel para que quede con una cierta inclinación y en el extremo del riel ubicar el sensor de posición, de la misma manera que se aprecia en la imagen a continuación :



2. Luego debemos poner en el extremo opuesto el sensor de fuerza, y tambien sedebe conectar los aparatos electronicos a la Interfase Pasco 750 para que pueda decodificar los valores obtenidos enviandolos al computador, para que este nos entregue las graficas correspondientes.






Consideraciones para el montaje:
-Poner el riel con el tope hacia la pared.
-Mantener las condiciones necesarias en el riel (evitar algun obstáculo en el riel)
-Preocuparse por el ángulodel sensor, que este apunte hacia el carro.
-Asegurar el carro en el riel.
Una vez que tenemos el montaje totalmente armado (Figura 1) se procede a realizar la actividad siguiendo los pasos descritos a continuacion :
1. Configurar el programa computacional encargado de recibir los datos entregados por el interface, para luego entregarnos las graficas correspondientes a la de posición v/s...