DINÁMICA SEGUNDA LEY DE NEWTON

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DINÁMICA SEGUNDA LEY DE NEWTON

Juliana Hernández – 5600623

Tatiana Aguilera - 5400627

Alieth Cortes – 5400641

Ángel Meza - 7004038

Laboratorio de Física Mecánica

 Docente: Edgar Rodríguez

Facultad de ingeniería, Universidad Militar Nueva Granada

2022

DINÁMICA SEGUNDA LEY DE NEWTON

Objetivos Generales

• Demostrar de forma experimental y metódica el adecuado desarrollo en la práctica en el laboratorio.

Objetivos específicos

• Lograr realizar las gráficas adecuadas para el desarrollo de los datos para poder desarrollar la práctica de dinámica 1.
• Analizar y aprender a realizar la regresión correspondiente a los datos de la práctica de la primera ley de newton.

Establecer la relación entre fuerza y aceleración de la dinámica para así aplicarlas en el desarrollo de la práctica

Marco teórico

Aceleración

La aceleración provienes de los estudios que realizo Isaac newton en donde se asegura que un objeto conserva su movimiento rectilíneo y uniforme a menos que actúen diversas sobre este generando a una aceleración; la cual nos da a conocer como ha de cambiar la velocidad del objeto en una unidad de tiempo. Esta es normalmente representada por “a” y su unidad de medida es el metro por segundo cuadrado (m/s2) según (editorial Atecé, 2021).

La mecánica entiende a la física como  donde a es la aceleración, dev es la diferencia de velocidades, dt como el tiempo transcurrido en la aceleración. En donde dt nos refleja la dirección de la aceleración así:[pic 2]

𝑑𝑣 = 𝑣𝑓 − 𝑣𝑖

donde vf es velocidad final y vi la velocidad inicial.

𝑑𝑡 = 𝑡𝑓 − 𝑡𝑖

donde tf es el tiempo final y ti el tiempo inicial.

La aceleración y la fuerza comparten una relación de proporcionalidad en la cual entre la fuerza “f”, que se aplica a un objeto de masa(m), y la aceleración (a) que adquiere. La fórmula que demuestra esta relación es la segunda ley de newton.

𝒇 = 𝒎 ∗ 𝒂        de donde se deduce que        𝒂 = 𝒇𝒎[pic 3]

Dinámica lineal

La dinámica lineal es relacionada con todos los movimientos rectilíneos o curvilíneos, en donde para su estudio se necesitan saber variables como el tiempo, frecuencia, periodo, distancia, desplazamiento, velocidad, rapidez, aceleración.

• Para el tiempo decimos que esta se expresa por medio de la unidad segundo
• La frecuencia es el número de veces en que se repite un movimiento en la unidad.

Ejemplo número de salto por segundo

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• El período es el inverso de la frecuencia, es decir el tiempo para un movimiento

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• La distancia hace referencia a la sumatoria de los cambios de posición de un objeto en el espacio, la cual es una cantidad escalar la cual es representada por la siguiente formula.

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• El desplazamiento es la diferencia de posición inicial comparada con la posición final

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Donde pi es la posición inicial, pf la posición final y este desplazamiento es de carácter vectorial, por lo que se tiene en cuenta su dirección.

• La rapidez es una cantidad escalar dada en m/s la cual esta representada por la distancia sobre el intervalo de tiempo

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La velocidad es una cantidad vectorial dada en km/h o m/s etc., la cual está representada por el desplazamiento sobre el tiempo

𝑣 =[pic 9][pic 10]

Pf − Pi tf − ti

• La mecánica entiende a la física como 𝑎 = 𝑑𝑣[pic 11]

𝑑𝑡

donde a, es la aceleración, dv es diferencia

de velocidades, dt como el tiempo transcurrido en la aceleración. En donde dt nos refleja la dirección de la aceleración así:

𝑑𝑣 = 𝑣𝑓

− 𝑣𝑖

o        𝑎 = 𝑓

𝑚[pic 12]

Ejemplo dos cuerpos con la misma magnitud y aceleración

Un deslizador de masa ml se mueve sobre un riel de aire horizontal, sin fricción, en el laboratorio de física. El deslizador está conectado a una pesa de masa m2 mediante un cordón ligero, flexible e inelástico que pasa por una pequeña polea sin fricción. Calcule la aceleración de cada cuerpo y la tensión en el cordón

• El cordón y la pesa están acelerando así que se utiliza la segunda ley de newton

• sus variables correspondientes son:

• Tensión T en el cordón

• las aceleraciones de los dos cuerpos.

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Para el deslizador se utiliza en el riel, la segunda ley de newton da

𝑑𝑒𝑠𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜𝑟 = ∑ 𝑓𝑥 = 𝑡 = 𝑚1𝑎1𝑥 = 𝑚1 ∗ 𝑎

𝑑𝑒𝑠𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜𝑟 = ∑ 𝑓𝑦 = 𝑛 + (−𝑚1𝑔) = 𝑚1𝑥 ∗ 𝑎1𝑦 = 0

En el caso de la pesa las únicas fuerzas que actúan están en la dirección y, así que

𝑝𝑒𝑠𝑎 = ∑ 𝑓𝑦 = 𝑚2𝑔 + (−𝑡) = 𝑚2𝑥 ∗ 𝑎2𝑦 = 𝑚2𝑎

La ecuación x para el deslizador y la ecuación para la pesa nos dan dos ecuaciones simultaneas para las incógnitas T y A:

𝑑𝑒𝑠𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜𝑟 = 𝑡 = 𝑚1𝑎

𝑝𝑒𝑠𝑎 = 𝑚2𝑔 − 𝑡 = 𝑚2𝑎

Sumamos estas ecuaciones para eliminar T y nos da

𝑚2𝑔 = 𝑚1𝑎 + 𝑚2𝑎 = (𝑚1 + 𝑚2)𝑎

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