Segunda ley Newton

Universidad de Costa Rica
Escuela de Física
Laboratorio de Física General I
FS-0211
I semestre 2013
Segunda Ley de Newton

Grupo: 014
Resumen
Se desarrolló la práctica de la segunda ley de Newton, la cual consta de seis partes principales. Primero se colocó el carro en el riel neumático de forma que la cuerda se mantuviese sobre la polea de precisión y en la medida de loposible, que el carro no se moviese. Posteriormente se realizaron las conexiones de las dos fotoceldas y dos contadores según lo indicado en el apéndice 3 y con una separación de cincuenta centímetros, luego se movieron de acuerdo a los intervalos indicados para las tablas de resultados. Luego de diez repeticiones para cada distancia se procedió a realizar los cálculos aceleración, velocidad promedio,rapidez final y fuerza externa. No se utilizó el disparador y la gráfica se realizó en EXCEL.

Introducción
Las leyes de Newton constituyen la base de la física, tres reglas, que aun en la actualidad son vigentes y explican los movimientos con los que convivimos día a día. Isaac Newton fue un pensador, teólogo y matemático inglés, su obra más importante se conoce en la actualidad como Principia,libro donde se presentan las leyes de Newton y otros descubrimientos del mismo Newton .
Con base en los estudios ya realizados sobre la primera ley, Newton concibió su segunda ley, la cual pretende explicar que fenómeno que se da cuando la velocidad cambia aunque se encuentre en estado ideal (sin fricción). La velocidad experimentará un cambio denominado aceleración debido a la acción de unafuerza que es directamente proporcional con la aceleración e inversamente proporcional a la masa del objeto
En esta práctica se pondrán a prueba los conocimientos sobre la segunda ley de Newton y sobre el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, por lo que tiene como objetivos los siguientes:
Estudiar la segunda ley de Newton mediante el análisis del Movimiento Rectilíneo UniformementeAcelerado (M.R.U.A.).
Obtener un valor experimental de la aceleración de la gravedad terrestre.

Marco Teórico
En la teoría de laboratorio, Loría cita a Newton para referirse a la segunda ley:
“Si una fuerza neta externa actúa sobre un objeto de masa m, la fuerza causará una aceleración en la misma dirección de la fuerza”.
La segunda Ley de Newton, busca ampliar la ley de la inercia,estableciendo que la fuerza ejercida será directamente proporcional al cambio en la cantidad del movimiento entre el tiempo transcurrido, definido por:

Tomando en cuenta que el cambio de movimiento (∆p) posee la dirección de la fuerza aplicada, y se da por unidad de tiempo, es decir que toma en cuenta la velocidad. Por esto, la segunda ley de Newton se puede resumir en la siguiente ecuación parafuerza constante:


Donde la cantidad de movimiento p está definida por:

Tomando en cuenta esto, el movimiento que realizan los cuerpos cuando influye dicha aceleración es conocido como Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado (M.R.U.A.). Para este se necesitan las siguientes ecuaciones:
Para la velocidad instantánea:

Para esta práctica que medirá la velocidad instantáneade un carro dotado de un diafragma, por lo que la aceleración, tomando en cuenta que este parte del reposo, se expresa por la relación:

Ahora, para la fuerza neta que actúa sobre el carro a lo largo del movimiento se expresa por la relación:

El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado se caracteriza por su trayectoria rectilínea donde se acelera de una manera uniforme. Laaceleración es una cantidad vectorial que se refiere al cambio de velocidad de un cuerpo entre el tiempo que tarda en hacer dicho cambio, es decir, la rapidez con la que se cambia la velocidad. Por eso, si la aceleración es grande, se cambia rápidamente de velocidad y vice-versa. Para que un movimiento sea uniformemente acelerado, la aceleración debe ser constante, por lo que la distancia es...