Aplicación De La Segunda Ley De Newton

Teoría relacionada

Usando las herramientas del cálculo diferencial la descripción del movimiento unidimensional es bastante sencilla: si el espacio recorrido por un objeto como función del tiempo es descrito por cierta ecuación e(t), la manera de encontrar la velocidad es derivando:

Y a su vez, para encontrar la aceleración lo que hay que hacer es volver a derivar:

En este caso no tenemos una ecuación que nos permita relacionar distancia y tiempo, el objetivo de esta práctica es utilizar ciertos métodos experimentales para evaluar lo que llamamos la velocidad instantánea, a través de las observaciones a la velocidad promedio.

Para determinar aceleración necesitamos saber en cuánto cambia la velocidad en dos instantes de tiempo diferentes

Montaje y Procedimiento

Para esta práctica se usaron los siguientes materiales:

1. Un motor electrico para accionar el tambor rotante

2. Soporte, junto con un sujetador de las hojillas de papel carbón

3. Cintas de papel

4. Carro con bajo coeficiente de fricción

5. Plataforma

Los cuales fueron dispuestos de acuerdo a la siguiente figura:

Cuando el carro se desplaza por la plataforma hala un trozo de cinta de papel que pasa en medio del soporte y la hojilla de papel carbón, como consecuencia, en un intervalo de tiempo continuo, el papel va siendo marcado con puntos entre los cuales hay cierta distancia, cuando la velocidad del caro es baja, la distancia entre los puntos dejados sobre la cinta es pequeña, pero esta se va incrementando a medida que la velocidad del carro aumenta.

Simplemente el carro se suelta y se deja rodar por sobre la plataforma inclinada al tiempo que funciona el motor que deja las marcas en la cinta de papel, se debe medir el tiempo con un cronómetro, pues la medida del tiempo en que recorre la plataforma debe ser usada después.

Analisis de resultados

Después de ejecutado el procedimiento, se recogieron un serie de datos expresados en la siguiente tabla:

Tabla 1. Distancia vs tiempo

X (cm) Tiempo (ut)

0 0

0.5 1

1.2 2

2.2 3

3.4 4

4.9 5

6.7 6

8.8 7

11.2 8

13.8 9

16.8 10

20.1 11

23.6 12

27.4 13

31.6 14

36.1 15

40.7 16

45.7 17

51.0 18

56.5 19

62.4 20

68.5 21

74.9 22

81.6 23

88.7 24

El tiempo está expresado en unidades de tiempo (de equivalencia desconocida por ahora) todas de la misma magnitud.

Lo siguiente es evaluar la velocidad instantánea, para cada punto, así como la aceleración instantánea para los mismos puntos, la velocidad se halla al dividir la distancia entre cada punto (X2-X1 por ejemplo) entre cada unidad de tiempo, la aceleración instantánea es igual, con la única diferencia de que las unidades del tiempo son elevadas al cuadrado:

Tabla 2. Aceleración y velocidad instantáneas, para cada punto

...