Practica 5 Máquina de Atwood

POLITECNICO NACIONAL

UNIDAD PROFESIONAL INTERDICIPLINARIA DE INGENIERIA Y CIENCIAS SOCIALES Y ADMINISTRATIVAS

LABORATORIO DE MECÁNICA CLÁSICA

Práctica 6:

Máquina de Atwood

Mendoza Castorena Luis Fernando…………………….....2015601415

Miguel Estrada Jorge Enrique……………………………...2015601450

Torres Padilla Eduardo………………………………………2015602227

Secuencia: 1IM21

Experimento 6: Máquina de Atwood

Objetivo

Determinar la magnitud de la aceleración de la gravedad

Introducción teórica

Movimiento rectilíneo Uniformemente Variado

En este tipo de movimiento a diferencia del movimiento rectilíneo uniforme, la velocidad varía. Pero esta variación a su vez es con un cierto orden, es decir que cambia un mismo intervalo en una misma cantidad de tiempo.

Por este hecho aparece una nueva magnitud llamada aceleración. La aceleración está representada por la fórmula:

a = (Vf – Vi) / T

La a es la aceleración, Vi es la velocidad del inicio y Vf es la velocidad final.

La gráfica de la distancia en función del tiempo tiene una forma parabólica. Esto es porque en la fórmula podemos observar que la relación entre la distancia y el tiempo es cuadrática, o sea, responde a una función cuadrática. Cuando se tienen valores reales es importante colocar la unidad de cada magnitud.

d = [ (Vi) (T) ] +/- [ (½) (a) (T2 ) ]

Cuando graficamos la velocidad versus el tiempo observaremos que esta relación corresponde a una función lineal. Ya que se arma a partir de la fórmula de aceleración. La velocidad puede expresarse en mts/seg o Km/h y el tiempo en horas o en segundos.

Máquina de Atwood

La máquina de Atwood es una máquina inventada en 1784 por George Atwood como un experimento de laboratorio para verificar las leyes mecánicas del movimiento uniformemente acelerado. La máquina de Atwood es una demostración común en las aulas usada para ilustrar los principios de la Física, específicamente en Mecánica.

La máquina de Atwood consiste en dos masas, m1 y m2, conectadas por una cuerda inelástica de masa despreciable con una polea ideal de masa despreciable.

Cuando m1 = m2, la máquina está en equilibrio neutral sin importar la posición de los pesos.

Cuando m1 > m2, ambas masas experimentan una aceleración uniforme.

Ecuación para la aceleración uniforme

Se puede obtener una ecuación para la aceleración usando análisis de fuerzas. Puesto que se está usando una cuerda inelástica con masa despreciable y una polea ideal con masa despreciable, las únicas fuerzas que se tiene que considerar son: la fuerza tensión (T) y el peso de las dos masas (mg). Para encontrar el F tenemos que considerar la fuerzas que afectan a cada masa por separado (con el siguiente convenio de signos, suponiendo que m1 > m2, la aceleración es positiva hacia "abajo" -con el mismo sentido de la aceleración de la gravedad g- en m1 y hacia "arriba" -con el sentido contrario a la aceleración de la gravedad g- en m2):

fuerzas que afectan a m1 : m1g - T = m1a (donde g y a tienen el mismo sentido)

fuerzas que afectan a m2: T - m2g = m2a (donde T y a tienen el mismo sentido)

F= (m1g – T) + (T - m2g) = g(m1 - m2) = (m1 + m2)a

Usando la segunda Ley de Newton del movimiento se puede obtener una ecuación para la aceleración del sistema.

F= ma

a= f

m

F = g(m1 - m2)

m = (m1 + m2)

(m1 - m2)

a= g( ---------------- )

(m1 + m2)

Equipo

2 prensas de mesa

2 sujetadores tipo soporte

1 polea de “aire”

1 generador de chispas

1 compresor con manguera

1 cinta registradora de chispas

2 porta pesas

4 pesas de 50 g.

1 marco de pesas

1 balanza de Pascal

1 calibrador vernier

1 tira de masquin-tape

Procedimiento

Se ensambla la polea de aire con el generador de chispas.

Empleando las prensas de masa, se ensambla la estructura procurando que la polea quede en una esquina de la mesa de trabajo y que la cinta se deslice

...