INFORME DE FISICA: SEGUNDA LEY DE NEWTON.

Universidad Nacional de Ingeniería[pic 1]

Facultad de Ingeniería Civil

INFORME DE FISICA: SEGUNDA LEY DE NEWTON

Objetivos:  

En este experimento se busca verificar experimental la segunda Ley de Newton, encontrando la relación entre la fuerza aplicada a un cuerpo y la aceleración del mismo y compararemos los resultados con uno del caso teórico e ideal cuando la aceleración es constante.

Marco Teórico:

Por concepto previo de la primera ley de newton, se demuestra que cuando una fuerza neta es cero actúa sobre un cuerpo, este se mueve con una aceleración cero y su velocidad es constante. Sin embargo, ¿Qué sucede si la fuerza neta no es cero? Cuando se le aplica una fuerza constante horizontal sobre el cuerpo,  la  es constante y en la misma dirección horizontal que v, además, mientras la fuerza actúa, la velocidad del disco cambia a ritmo constante; es decir, el disco se mueve con aceleración constante.[pic 2]

Encontraremos una relación entre la masa del cuerpo y la fuerza, para la investigación de Newton  los resultados indican que el cociente entre la magnitud  de la fuerza neta entre la magnitud  a= de la aceleración es constante. Llamamos a este cociente masa inercial, o simplemente masa de un cuerpo y lo denotamos como m. Es decir:[pic 3][pic 4]

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Además tiene varias aplicaciones, por ejemplo, suponga que aplica una fuerza neta constante  a un cuerpo de masa conocido y se observa una aceleración de magnitud . Luego se aplica la misma fuerza a otro cuerpo con masa desconocida   y observa una aceleración de magnitud  .[pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10]

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La conclusión a las investigaciones de Newton, Una fuerza neta que actúa sobre un cuerpo hace que este acelere en la misma dirección que la fuerza neta. El vector de la fuerza neta es igual a la masa del cuerpo multiplicada por su aceleración.

Materiales:

• Disco de Metal(Puck)(640g)
• Tablero con Superficie de vidrio y conexiones para circulación de aire comprimido.
• Chispero eléctrico de frecuencia constante.
• Una polea, cuerda y canastilla.
• Un nivel de burbuja
• Pesas de 50,100 y 200grs.
• Papelógrafo
• Un pequeño Balde(14.4g)

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Procedimiento: 

Para desarrollar este experimento se cuenta con un disco de metal (Puck) que puede moverse sin rozamiento sobre cualquier superficie plana, debido a que se le inyecta aire a presión a fin de elevarlo a menos de 1 mm de altura, evitándose de esta manera el contacto del disco con la superficie, consiguiéndose de esta manera que se desplace prácticamente sin rozamiento. Primero pondremos el papelografo encima del tablero luego prenderemos la válvula del aire  y notaremos que empieza a deslizar sin fricción el disco, por ello lo sujetaremos y empezaremos a tomar medidas en el papel para hallar su aceleración, prendemos el chispero e ira dejando marcas en el papel por el peso del baldecito con las pesitas de diferentes pesos. Con ello podremos empezar nuestro experimento de la demostración de la segunda ley de newton.[pic 19]

En la primera grafica Posición vs Tiempo

Hallaremos cuando en el balde se encuentre una masa variable mientras que el disco mantiene su masa constante. Ajustamos la curva para hallar su ecuacion

Masa de50g[pic 20]

Sabemos que la posicion esta dada por:

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Entonces para hallar los valores de ; tendremos que hacer un ajuste de curva cuadratica[pic 22]

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Masa de 100g[pic 26]

Sabemos que la posicion esta dada por:

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Entonces para hallar los valores de ; tendremos que hacer un ajuste de curva cuadratica[pic 28]

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Masa de 150g [pic 32]

Sabemos que la posición esta dada por:

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Entonces para hallar los valores de ; tendremos que hacer un ajuste de curva cuadratica[pic 34]

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