Segunda Ley De Newton

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Laboratorio 4: Segunda Ley De Newton
Universidad de San Carlos, Facultad de Ingeniería, Departamento de Física, Laboratorio de Física Básica


Resumen—Se construyó un plano inclinado, para realizar una
practica que ejemplifique el funcionamiento de la segunda ley
de Newton; teniendo dos masas unidas entre si por una cuerda,
una de esas masas sobre el plano inclinado y la otrasuspendida
en el aire con la ayuda de una polea. La practica se dividió en
dos partes: una donde se colocó el sistema en equilibrio, para
poder calcular el coeficiente de fricción estática de la masa sobre
el plano y la segunda parte, que se hizo aumentando el valor de
la magnitud de la masa suspendida en el aire, esto para poder
evaluar la aceleración del sistema y el coeficiente de fricción
cinéticade la masa sobre el plano.

I.
I-A.

O BJETIVOS

Generales

• Estudiar el comportamiento de las fuerzas de fricción y
aceleración de un sistema, en un plano inclinado
I-B.

de fuerza que se necesita para mover un objeto del reposo
regularmente es mayor a la necesaria para mantenerlo en
movimiento a velocidad constante, esos son los coeficientes
de fricción Estática y Cinetica,representados por µs y µk
respectivamente.
El coeficiente de fricción estática esta presente cuando no
hay deslizamiento entre superficies, osea cuando un cuerpo
esta en reposo; mientras que el coeficiente de fricción cinetica
existe cuando las superficies rozan una contra la otra o existe
movimiento entre ellas, por lo general, este es menor al
coeficiente de fricción estatica.
Teniendo un sistemade dos masas unidas por una cuerda,
para generar tensión entre ellas, se coloca una masa sobre un
plano inclinado y la otra suspendida en el aire con la ayuda de
una polea, dispuestas las masas de modo que el sistema este
en reposo, se puede calcular el coeficiente de friccion estatica.

Específicos

I-B1. Primera Parte:
* Determinar el coeficiente de fricción estático.
I-B2. SegundaParte:
* Calcular la aceleracion del sistema.
* Obtener el coeficiente de fricción cinetica.
II.

Figura 1: Diagrama de Cuerpo Libre

M ARCO T EÓRICO

A segunda ley de Newton estable que: "La aceleración de
un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta
que actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa".
De este modo se puede relacionar la masa y la fuerza de la
siguientemanera:

L

ΣF = ma

(1)

En otras palabras, la suma de todas las fuerzas aplicadas
sobre un objeto son iguales al producto de su masa por la
aceleración; entre estas fuerzas puede encontrarse la fuerza de
fricción (Ff ), es una fuerza de contacto que actúa para oponerse al movimiento deslizante entre superficies; es paralela
a la superficie y opuesta al sentido del deslizamiento. Paracalcular esta fuerza se utiliza la siguiente ecuación:
Ff = µN

(2)

Donde N representa la fuerza normal, fuerza que ejerce
una superficie sobre un cuerpo apoyado sobre esta. Es de
igual magnitud, pero de sentido contrario a la fuerza ejercida
por el cuerpo sobre la superficie. De esta ecuación se puede
despejar el coeficiente de fricción para poder calcularlo y
estudiarlo, representado porla letra griega Mu (µ), A veces
se tienen dos coeficientes de fricción puesto que la cantidad

Luego de crear un diagrama de cuerpo libre y hacer la
sumatoria de fuerzas implicadas en cada masa, se tiene que:
µs =

(m2 g) − m1 gsenθ
m1 gcosθ

(3)

Con el sistema en movimiento se puede calcular su aceleración y coeficiente de friccion cinetica, despues de los calculos
correspondientes, sepuede apreciar que:
µk =

m2 (g − a) − m1 gsenθ − m1 a
m1 gcosθ

(4)

Como la velocidad inicial y la posición inicial ambas son
cero, teniendo el tiempo y la posición final se puede emplear
la ecuación de la posicion final para determinar la aceleracion,
de este modo:
2xf
(5)
t2
Ya sabiendo el valor de la aceleración se puede obtener
el coeficiente de fricción cinética. Para cada...