PRACTICA DE LABORATORIO 3: DINÁMICA - MÁQUINA DE ATWOOD

[pic 1]

PRACTICA DE LABORATORIO 3:

DINÁMICA - MÁQUINA DE ATWOOD

DANIELA CAMPO - 2176067

HUBER IVÁN FUENTES - 2170258
DIEGO HERNAN SALCEDO - 2170230

PROFESOR:
GIOVANY MEDINA VARGAS

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE
FACULTAD DE INGENIERÍA
FÍSICA 1
SANTIAGO DE CALI, SEPTIEMBRE
2018-03

RESUMEN

En el presente documento se evidencia el informe correspondiente a la tercera práctica de laboratorio (Dinámica), el cual se realizó con el objetivo de determinar, a partir de las leyes de Newton, las fuerzas que actúan sobre cada una de las masas en una máquina de Atwood. Para dar cumplimiento a dicho objetivo en primera instancia se pesaron los elementos a utilizar durante el laboratorio (porta pesas, masas de distintos valores), a fin de dar paso al montaje de la máquina, donde se ubican masas de 5g iniciales en cada porta pesas, además de un trozo de papel que permitiera equilibrarlos, pues uno de ellos era levemente más pesado. Una vez finalizada la instalación y respectiva conexión con el programa “PASCO CAPSTONE”, se procedió a variar la masa de uno de los porta pesas (No. 1), logrando observar una variación en el movimiento de la máquina conocido como recorrido; este proceso se repitió 2 veces más, incrementando durante cada ensayo 2g de masa únicamente al porta pesas previamente utilizado (No. 1). Al terminar los ensayos se dio paso al análisis de los resultados con ayuda de las gráficas posición vs. tiempo y velocidad vs. tiempo obtenidas a través de CAPSTONE, con lo que se concluyó que         

INTRODUCCIÓN

Las tres leyes fundamentales del movimiento fueron formuladas por Isaac Newton a finales del siglo XVII. Cuando los cuerpos están acelerados cambia la magnitud o dirección de su velocidad, es necesario utilizar la segunda ley, esta establece que un cuerpo cambiará su estado de movimiento debido a una fuerza no balanceada y experimentará una aceleración en la misma dirección y magnitud que la fuerza resultante aplicada. Esta ley puede expresarse como [1]

[pic 2]         (1)

Donde [pic 3] representa la sumatoria de todas las fuerzas que actúan sobre la partícula, m la masa y la aceleración.

Esta práctica tiene como propósito principal estimar el valor numérico de la aceleración de la gravedad utilizando la Máquina de Atwood bajo la mirada de la primera y segunda Ley de Newton. La máquina de Atwood fue diseñada por George Atwood (1784) para demostrar las leyes del movimiento acelerado y medir g, la aceleración de la gravedad.

 El dispositivo está formado básicamente por dos masas m1 y m2 unidas por una cuerda que pasa por una polea. Se realizarán mediciones de tiempo y longitud, utilizaremos para nuestros más precisos cálculos la teoría del error.

METODOLOGÍA

[pic 4]

RESULTADOS Y DISCUSIÓN 

 Se utilizaron sensores para obtener las gráficas de velocidad vs tiempo y posición vs tiempo.

• GRÁFICA POSICIÓN VS TIEMPO

[pic 5]

La gráfica posición vs tiempo se ajustó de manera cuadrática, ya que describe el movimiento uniformemente acelerado y el mejor ajuste es y = At2 + Bt +C, el cual representa la siguiente ecuación: x = x0 + v0t +1/2at2, donde y = posición, A= la mitad de la aceleración (la gravedad), B = V0 Velocidad inicial, C = X0 Posición inicial y t = tiempo.

• GRÁFICA VELOCIDAD VS TIEMPO.

[pic 6]

La gráfica velocidad vs tiempo se ajustó linealmente, ya que describe un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado y el mejor ajuste para esta es la forma lineal y = m · t + b, la cual representa la siguiente ecuación: v = vox+ ax · t, donde, y = v, velocidad en el eje y, b = v0x velocidad inicial en el eje y, m = ax aceleración en la coordenada y, t = tiempo.

• TABLAS DE PARÁMETROS

[pic 7]

La aceleración de la máquina de Atwood va directamente proporcional a la masa, ya que, a mayor masa, mayor será la aceleración. A pesar de tener un equipo relativamente adecuado para el experimento sus incertidumbres son aceptables pese a los inconvenientes presentados y la falta de precisión de la máquina.

[pic 8]

Partiendo del valor medido para la masa 2 (m2) que fue 5.02g (0.00502 kg) se puede obtener mediante un diagrama de cuerpo libre su fuerza neta y su tensión, que será, en teoría, la misma para la masa 1 (m1). Además, como su movimiento se es para la parte positiva del eje (y), su fuerza neta será positiva.

...