VECTOR

TALLER 23

A. En una experiencia de laboratorio se haló un carro dinámico, con una fuerza F ejercida por un banda de caucho estirada cierta longitud. Luego se duplicó la fuerza, después se triplicó y finalmente se cuadruplicó (F, 2F, 3F, 4F respectivamente). Se calculó la velocidad del carro cada segundo y sus valores se consideraron en la tabla Nº 1.

Tabla Nº 1
F
t(s)
F2F
3F
4F
1
1,2
2,4
3,6
4,8
2
2,4
4,8
7,2
9,6
3
3,6
7,2
10,8
14,4
4
4,8
9,6
14,4
19,2
5
6
12
18
24
6
7,2
14,4
21,6
28,8
7
8,4
16,8
25,2
33,6

1. Realiza un gráfico de v contra t, cuando sobre el carro actúa una fuerza constante F.


2. Encuentra la aceleración del carro, calculando la pendiente de la curva.



a = 1,2 cm/s2

3. Realiza la gráfica dev contra t, para las fuerzas 2F, 3F y 4F.




4. Calcula en cada caso la aceleración.



a = 2,4 cm/s2



a = 3,6 cm/s2



a = 4,8 cm/s2

5. Con los valores de la aceleración encontradas en los numerales 2 y 4, realiza un gráfico de aceleración contra fuerza.

F (d)
F
2F
3F
4F
a (cm/s2)
1,2
2,4
3,6
4,8


6. Escribe la relación matemática que liga a la aceleraciónen función de la fuerza.

Como la gráfica a vs F es una línea recta que pasa por el origen, entonces estas dos variables son directamente proporcionales; es decir:

; luego:
(constante)


Tomemos un valor de a y F para hallar la constante:



Entonces: a = 1,2F =

7. Expresa esta relación verbalmente.

La aceleración que experimenta el carro dinámico es igual a los seisquintos de la fuerza aplicada.

La experiencia con el carro dinámico continuó de la siguiente forma: se mantuvo la fuerza constante 2F y luego se fue incrementando la masa del carro hasta los valores 2m, 3m y 4m. Se calculó la velocidad del móvil cada segundo y se consideraron los datos en la tabla Nº 2.

Tabla Nº 2
m
t(s)
m
2m
3m
4m
1
2,4
1,2
0,8
0,6
2
4,8
2,4
1,6
1,23
7,2
3,6
2,4
1,8
4
9,6
4,8
3,2
2,4
5
12
6
4
3
6
14,4
7,2
4,8
3,6
7
16,8
8,4
5,6
4,2

8. Realiza un gráfico de v contra t para la masa m.

9. Calcula la pendiente y compara este valor con la primera aceleración encontrada en el numeral 4.



m = 2,4

Esta pendiente y la primera aceleración hallada en el numeral 4 son iguales.

10. Realiza los gráficos de vcontra t para las masas 2m, 3m y 4m.




11. Encuentra las aceleraciones para cada caso.



a = 1,2 cm/s2



a = 0,8 cm/s2



a = 0,6 cm/s2

12. Con los valores de las aceleraciones encontradas en los numerales 9 y 11, realiza un gráfico de a contra m.

a (cm/s2)
2,4
1,2
0,8
0,6
m (g)
m
2m
3m
4m

13. ¿Qué tipo de curva obtuviste? ¿Qué puedes inferir sobre larelación entre la aceleración y la masa?

Se obtuvo una hipérbola. Entre la aceleración y la masa existe una relación inversamente proporcional.

14. Escribe la relación matemática que liga a la aceleración con la masa.




Entonces:

Tomemos dos valores de a y m para hallar la constante:

K = (0,6)(4) = 2,4
Entonces:



15. Expresa esta última relación verbalmente.

La aceleraciónque experimenta el carro dinámica es igual a doce sobre cinco veces su masa.

16. Formula la segunda ley de Newton a partir de los enunciados en los numerales 7 y 15.

La aceleración que experimenta un cuerpo cuando sobre él actúa una fuerza es directamente proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a la masa.

B. Contesta las siguientes preguntas:

1. En algunos casos se definela masa como la cantidad de sustancia que posee un cuerpo. ¿Qué críticas harías a esta forma de definir la masa?

Masa es la propiedad intrínseca de un cuerpo, que mide su inercia, es decir, la resistencia del cuerpo a cambiar su movimiento.

2. ¿Qué variación experimenta la aceleración de un cuerpo, cuando la fuerza neta que actúa sobre él:

a. se duplica.
b. Se reduce a la mitad?...