Practica laboratorio medición de la fuerza

1. OBJETIVOS

• Reconocer el uso del dinamómetro como instrumento de medición de la fuerza.
• Determinar la fuerza que ejerce la gravedad sobre un cuerpo.
• Analizar la fuerza y movimiento de un cuerpo que se desliza por un plano inclinado

1. MARCO TEORICO

La fuerza es la acción o influencia que modifica el estado de reposo o de movimiento de un objeto.  La fuerza es una magnitud vectorial, así que tiene módulo, dirección y sentido. Cuando sobre un objeto actúan varias fuerzas, éstas se suman vectorialmente para dar lugar a una fuerza resultante. Esta fuerza, la masa del objeto y su aceleración están relacionadas entre sí a través de la segunda ley de Newton, (la aceleración que experimenta un objeto multiplicada por su masa es igual a la fuerza total que actúa sobre el objeto).

Un objeto experimenta una fuerza cuando otro objeto lo empuja o tira de él, o puede experimentar una fuerza debido a la influencia de un campo de fuerzas.

Normalmente, sobre un objeto actúan varias fuerzas a la vez. Si la suma de las mismas da lugar a una fuerza total nula, el objeto no se acelerará: seguirá parado o detenido o continuará moviéndose con velocidad constante. En el Sistema Internacional de unidades, la fuerza se mide en newton: 1 newton (N) es la fuerza que proporciona a un objeto de 1 kg de masa una aceleración de 1 m/s2.

DINAMÓMETRO:

Instrumento de laboratorio empleado para medir la fuerza. Una forma común de dinamómetro es una balanza de resorte calibrada en newton, la unidad de fuerza del Sistema Internacional. También se emplea para designar instrumentos que miden la potencia (trabajo realizado por unidad de tiempo) de un motor, por ejemplo en la industria automovilística.

1. PARTE EXPERIMENTAL

1. DETERMINACION DE FUERZA

• Colocar el extremo superior del dinamómetro en el extremo del soporte
• Colocar en el extremo inferior del dinamómetro un bloque de madera y medir la fuerza
• Luego colocar 2,3,4,5 bloques de madera midiendo para cada caso la fuerza
• Anotar la Fuerza entregada por el dinamómetro en la tabla N°1

Tabla N°1 (12 ptos.)

1. LA FUERZA DE ROCE POR DESLIZAMIENTO

• Atornillen el cáncamo al bloque de madera y amárrenle el elástico. Luego, sitúen el bloque sobre la tabla y tiren de él usando el elástico (ver imagen). Observen cuánto se estira el elástico antes de que el bloque se ponga en movimiento.

Antes de seguir, respondan las siguientes preguntas:[pic 2]

1. ¿Qué conceptos piensan que están involucrados en la actividad? (5 pts.)

1. A partir de la descripción anterior, ¿qué creen que sucederá si se cambia la superficie de contacto a distintos tipos de lijas? (5 pts.)

1. ¿Qué fuerzas actúan sobre la madera.  Elabora un diagrama de cuerpo libre? (10 pts.)

• Repitan el procedimiento pero, esta vez, cambien las superficies de contacto por las lijas proporcionadas.  Observen cuánto se estira el elástico en este caso.  Una vez finalizado, respondan:

1. ¿Sucedió aquello que esperaban? Expliquen. (5 pts.)

1. ¿En qué caso se debió aplicar una mayor fuerza para deslizar el bloque? (5 pts.)

1. ¿Cómo explicarían lo sucedido? (5 pts.)

1. DESARROLLA TUS CONOCIMIENTOS Y HABILIDADES

• Ubicar un bloque de masa X sobre una superficie de madera.  
• Deslizar el bloque en línea recta sobre la superficie
• Observar desde que éste comenzó a deslizarse con una rapidez que aumenta paulatinamente.

[pic 3]

Explica

1. ¿Qué tipo de movimiento experimenta el bloque? (5 pts.)

1. ¿Qué fuerza favorece el movimiento del bloque? ¿cuál se opone? (5 pts.)

1. Sobre el esquema, realiza un diagrama de cuerpo libre de la situación. (5 pts.)

APLICA

1. Considerando la segunda ley de Newton, ¿cuál es el módulo de la fuerza neta que actúa sobre el bloque? (5 pts.)

1. Evalúa

1. ¿Qué variable(es) debería(n) modificar para que el bloque se mantuviese inmóvil? Explica. (5 pts.)

1. ¿Cómo piensas que se podría determinar, a partir de la experiencia realizada el coeficiente de roce cinético entre el bloque y la superficie de madera? (5 pts.)

1. Si se utilizara un bloque del mismo material pero de mayor masa, ¿qué variable(s) se vería(n) afectada(s) al realizar nuevamente el experimento?(5 pts.)

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