Práctica: Análisis de la Dinámica del Movimiento Práctica #7

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Universidad Autónoma de Nuevo León

Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica

Reporte de Práctica Laboratorio de Física I

Práctica: Análisis de la Dinámica del Movimiento

Práctica #7

Profesor: Ing. Antonio González Martínez

Brigada: 208      Equipo: 1

Calificación: ________

15 de Octubre de 2019, Ciudad Universitaria, San Nicolás de los Garza, N.L.

Índice

Objetivo de la práctica        2

Hipótesis        2

Marco teórico        2

Procedimiento        3

Análisis y cálculos        4

Gráficas        7

Conclusión        7

Referencias        7

Objetivo de la práctica

El estudiante establecerá experimentalmente la dependencia entre la aceleración que adquiere un cuerpo y alguna de sus características, así como las interacciones (fuerzas) que actúan sobre el mismo.

Hipótesis

La aceleración del carro va a depender del peso y de la fuerza aplicada en el mismo, siendo mayor a más fuerza aplicada y menor a más peso sobre el carrito.

Marco teórico

La dinámica es la parte de la física que estudia la relación existente entre las fuerzas que actúan sobre un cuerpo y los efectos que se producirán sobre el movimiento de ese cuerpo.

Los antiguos pensadores griegos creían que la velocidad y la constancia del movimiento en la línea recta de un cuerpo (fenómeno descripto años más tarde como movimiento rectilíneo uniforme o MRU) estaban proporcionalmente relacionadas con una fuerza constante. Por extensión, se creía que la caída de un cuerpo pertenecía a esa categoría, por lo que se suponía que caería más rápido el cuerpo que más pesara.

Luego, Galileo Galilei entendió que la caída de los cuerpos no podía ser un movimiento uniforme, y que desde una misma altura, dos cuerpos de distinto peso tardan lo mismo en caer. Este contexto fue lo que posibilitó que algunos años después, Isaac Newton estableciera las tres leyes fundamentales de la dinámica, que explicaban las pautas fundamentales del comportamiento de los cuerpos.

Las leyes de Newton

• El principio de inercia. que indica que cuando un cuerpo está en reposo, o describe un movimiento de las características de MRU, las fuerzas que se aplican sobre él tiene una resultante nula. Hay que tener mucho cuidado en este caso, ya que influyen, por ejemplo, la fuerza de rozamiento. Cuando las fuerzas se equilibren realmente podrá darse el MRU.

• La fuerza es igual a la masa por la aceleración. Esta es la fórmula fundamental de la dinámica, y llega a partir de suponer un cuerpo en reposo sobre una superficie horizontal, que es sujeto a una fuerza paralela a esa superficie, pudiéndose prescindir del rozamiento: veremos que el cuerpo se pone en movimiento a una aceleración constante. Si se le aplica otra fuerza de mayor intensidad, la aceleración variará proporcionalmente. De este modo se llega a esa fórmula, y se puede establecer la unidad internacional de fuerza, el Newton (N), definida como la fuerza que impulsa a una masa de un kilogramo con una aceleración de un metro por segundo al cuadrado.

• Ley de acción y reacción. Siempre que un cuerpo ejerza una fuerza sobre otro, este segundo ejerce una contraria de igual intensidad y dirección pero sentido contrario sobre el primero. El primer ejemplo es el de un cuerpo que pese sobre una superficie, que recibirá de esa la acción de una fuerza que opone a la de atracción que la tierra ejerce sobre él.

Estas leyes son las leyes fundamentales de la dinámica, que aplican fundamentalmente sobre el movimiento rectilíneo uniforme. Sin embargo, también existe una dinámica del movimiento circular, que sucede cuando se puede mantener la fuerza que se aplica sobre un cuerpo constantemente en módulo, perpendicular a la dirección del movimiento. Esto se produce, por ejemplo, en el caso de la fuerza de atracción constante del Sol sobre un planeta, lo que evita que este ejerza un movimiento rectilíneo en vez de la órbita.

Sin embargo, existe también el análisis de los comportamientos de los cuerpos cuando intervienen diversas partículas, además de las fuerzas mencionadas. La parte de la física que usa métodos estadísticos para estudiar el comportamiento global de los sistemas es la termodinámica.

Cuenta con una serie de principios, entre los que pueden mencionarse el equilibrio térmico, es decir, la igualdad entre el calor recibido y el emitido por el cuerpo, logrado mediante el intercambio de calor. También se dice que la energía no se produce ni se destruye, sino que se transforma, imposibilitando la producción de trabajo sin el consumo de energía, y a partir de ello surge  que no se podrá transformar totalmente el calor en trabajo, existiendo siempre una pérdida.

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