Tercera ley de Newton

La Tercera Ley de Newton

FISI 3173-020

Resumen: El laboratorio se llevó a cabo para probar La Tercera Ley de Newton (acción y reacción) la cual estipula como los objetos interactúan entre ellos.  En este conectamos a la computadora dos carritos con sensores para crear las gráficas de choque y determinar la tensión de la cuerda.  En este teníamos dos carritos (carrito 1 y carrito 2) con parachoques que median  la magnitud de fuerza que ocurría en el momento del choque. En esta primera parte del laboratorio se le aumentaba la masa a alguno de los carritos y viceversa para 4 situaciones diferentes.  Se obtuvo experimentalmente que la fuerza ejercida fue de una magnitud de: 19 y |-19| N en el primer caso, 22.7 y |-22.6| N en el segundo caso, 14.1 y      |-14.1| N en el tercer caso y 26.9 y |-26.5| N en el cuarto y último caso de esta parte. Para la segunda parte se sustituyeron los parachoques de gomas por ganchos de metal, se amarraron con hilo entre los dos carritos por los ganchos, y se amarro hilo a cada extremo de los carritos con un gancho de pesas. Este experimento fue para medir la tensión de la cuerda.  Ambos carritos con masas diferentes en los ganchos de pesas amarrados, dependiendo de la situación (3 situaciones),  se pegaban y se soltaban, estos dos creando una tensión en la cuerda.  Se midió una magnitud de fuerza de: 10.7 y |-10.6| N en el primer caso, 17.8 y |-17.7| N en el segundo caso y 24.6 y |-24.4| N en el tercer y último caso. Ya terminado el experimento se pudo observar que se cumplió la tercera Ley de Newton, la cual establece que no importa la fuerza ejercida de un objeto a otro, este otro ejercerá una fuerza de igual magnitud y en dirección opuesta.

Datos y Análisis:

En la primera parte del experimento se midió la fuerza ejercida entre dos carritos, #1 y #2, chocando entre sí. Esto se repitió para varios casos. Para obtener los datos, en todas partes del experimento se tomó el punto más alto de los picos formados en las gráficas para cada parte. En la primera parte se obtuvo la Figura 1

[pic 1]

Figura 1: Fuerza vs Tiempo medido por ambos carritos. Los picos muestran el momento del choque y su fuerza.

En el primer caso ambos carros tuvieron la misma masa, el carro #1 se mantuvo en reposo, mientras que el otro estuvo en movimiento. La fuerza medida en el carro #1 fue de 19 N. La fuerza medida del segundo carro fue de -19 N en la dirección opuesta, es decir, 19 N de magnitud. En la segunda corrida, el carro #1 se mantuvo en reposo y se la añadió una masa de 500 gramos, mientras que el #2 se puso en movimiento. La fuerza medida en el carro #1 fue de 22.7 N, la medida en el #2 fue de  -22.6 N (22.6 N en magnitud). En la tercera corrida, El carro #1 se mantuvo en reposo con su masa original, y al #2 se le añadió la masa de 500, y se puso en movimiento. La fuerza medida de la colisión en el carro #1 fue de 14.1 N, y la del #2 fue de -14.1 N (14.1 N en magnitud). En la cuarta corrida el carro #2 mantuvo la pesa de 500 gramos, pero ambos carritos se pusieron en movimiento. La fuerza medida en al carro #1 fue de 26.9 N, y la del #2 fue de -26.5 N (26.5 N en magnitud).

        Como se puede ver, en cada colisión, la fuerza medida por un carro al otro es igual, o bien parecida, a la medida por el otro carro. Esto esta descrito por La Tercera Ley de Newton, donde para una fuerza de interacción entre dos objetos (F), la fuerza ejercida entre el objeto 1 al 2 (F12) es igual en magnitud, pero opuesta en dirección a la fuerza ejercida entre el objeto 2 al 1 (F21), F12 = -F21.

        En la segunda parte del experimento se utilizó la fuerza de tensión de un cable entre dos objetos para comprobar la Tercera Ley de Newton. Para esto se conectaron los carros con un cable para medir la tensión, y al lado opuesto se amarro otro hilo, puesto sobre una polea a una masa colgante, para generar la fuerza. Luego de preparar los carritos, se acercaron un poco, y luego se soltaron para medir la fuerza que cada carrito media. Esto se repitió para varios casos. Los datos obtenidos se presentan en la Figura 2.

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