Informe Plano Inclinado

7/21/2019 Informe Plano Inclinado

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FISICA – CIENCIAS FISICAS Y QUIMICAS 2

LABORATORIO 2

DINAMICA DEL PLANO INCLINADO (2DA LEY DE NEWTON)

1. INTRODUCCION

Cuando un cuerpo se halla en reposo, permanecerá así a menos que sehaga algo para sacarlo de dicho estado. Un agente exterior debe ejercer unafuerza sobre él para alterar su movimiento, esto es, para acelerarlo. saac!e"ton plante# por vez primera en forma clara $ concreta tres enunciadosconocidos con el nombre de %e$es del &ovimiento, los cuales explicaron larelaci#n causa'efecto de las fuerzas al actuar sobre los cuerpos. %a segunda

de estas tres le$es relaciona la aceleraci#n producida con la fuerza aplicada$ con la masa del sistema.

2. OBJETIVO

(plicar la segunda le$ de !e"ton para el movimiento en el plano inclinado.

3. MARCO TEORICO

Masa

)n física, la masa *del latín massa+ es una medida de la cantidad de materiaque posee un cuerpo. )s una propiedad extrínseca de los cuerpos que

determina la medida de la masa inercial $ de la masa gravitacional. %aunidad utilizada para medir la masa en el istema nternacional de Unidadeses el -ilogramo *-g+. )s una magnitud escalar.

Fuerza Normal

%a fuerza normal n se de/ne como la fuerza que ejerce una super/ciesobre un cuerpo apo$ado sobre la misma. 0sta es de igual magnitud $direcci#n, pero de sentido contrario a la fuerza ejercida por el cuerpo sobrela super/cie.

Cuando un cuerpo está apo$ado sobre una super/cie, ejerce una fuerza

sobre los cuerpos cu$a direcci#n es perpendicular a la super/cie.Fuerza de Fricción Cinética

uerza de contacto producida por el frotamiento mutuo de las super/cies deun objeto en movimiento $ la del material sobre el cual se desliza. %africci#n dinámica se opone a la continuaci#n del movimiento. %a direcci#nde esta fuerza de fricci#n es paralela a las super/cies de contacto. usentido es contrario al del movimiento.

Coefcientes de Fricción

)l coe/ciente de rozamiento o coe/ciente de fricci#n expresa la oposici#n al

deslizamiento que ofrecen las super/cies de dos cuerpos en contacto. )s un



coeficiente adimensional. Usualmente se representa con la letra griega 1*miu+.

)l valor del coe/ciente de rozamiento es característico de cada par de

materiales en contacto2 no es una propiedad intrínseca de un material.3epende además de muchos factores como la temperatura, el acabado delas super/cies, la velocidad relativa entre las super/cies, etc. %a naturalezade este tipo de fuerza está ligada a las interacciones de las partículasmicrosc#picas de las dos super/cies implicadas. )l coe/ciente de fricci#npuede tomar valores desde casi cero hasta ma$ores que la unidad.

Peso

)l peso es una medida de la fuerza gravitatoria que act4a sobre un objeto.5)l peso equivale a la fuerza que ejerce un cuerpo sobre un punto de apo$o,originada por la acci#n del campo gravitatorio local sobre la masa del

cuerpo. 6or ser una fuerza, el peso se representa como un vector, de/nidopor su m#dulo, direcci#n $ sentido, aplicado en el centro de gravedad delcuerpo $ dirigido aproximadamente hacia el centro de la 7ierra. %a magnituddel peso de un objeto, desde la de/nici#n operacional de peso, depende tansolo de la intensidad del campo gravitatorio local $ de la masa del cuerpo,en un sentido estricto.

Fuerza de Fricción Estática

uerza entre dos objetos en reposo relativo, en virtud del contacto entreellos, que tiende a oponerse al deslizamiento. )sto hace que, cuando seaplica una fuerza paralela al suelo sobre un cuerpo que esté en reposo, ésteno se mueva. %a direcci#n de esta fuerza de fricci#n es paralela a lassuper/cies de contacto. u sentido es contrario al del movimiento. (laumentar su intensidad va, pues, de fricci#n estática nula hasta fricci#nestática máxima.

Componentes Rectangulares de una Fuerza

6ara determinar los componentes rectangulares de una fuerza se hace usode la trigonometría del triángulo rectángulo simple, aplicando elconocimiento del teorema de 6itágoras.%os métodos trigonométricos pueden mejorar la precisi#n $ la rapidez para

encontrar los componentes de un vector. )n la ma$oría de los casos es, es4til utilizar ejes x $ e imaginarios cuando se trabaja con vectores en formaanalítica.

%os componentes de un vector en términos de magnitud $ su direcci#nθ 8

*Como a$uda, pueden ver el siguiente video8https899""".$outube.com9"atch:v;<=n<jr$>?) (simismo pueden acceder



al siguiente simulador8 http899""".educaplus.org9pla$'<@A'3escomposiciBCBDn'del'peso'en'un'plano'inclinado.html+

4. MATERIALES

• Computador con conexi#n a nternet• imulador en línea

5. PROCEDIMIENTO

ngrese a8https899phet.colorado.edu9es9simulation9ramp'forces'and'motion

e puede usar la opci#n EdescargarF o Einiciar ahoraF, para la primerase descargara un archivo el cual lo deberán ejecutar. 6ara la segundasolo hagan clic en EpermitirF *sugerencia8 tener actualizado java paraevitar contratiempos+

3espués que ha$a abierto $a el simulador, familiarícese con él.



Gbserve que tiene cuatro pestaHas en la parte superior8 ntroducci#n,ricci#n, Ira/cas de fuerzas $ 7ransportes )l Jobot. )n la primerapestaHa tenemos en la parte derecha una serie de opciones que nospermiten cambiar las características del movimiento. inalmente en laparte inferior tiene los controles de grabaci#n, el cursor para variar lafuerza aplicada $ la opci#n para cambiar de objeto*predeterminadamente esta escogida la opci#n EcajaF+, la segundapestaHa tiene opciones similares. 6rincipalmente usaremos la

primera. )l resto queda para que ustedes las prueben por su cuenta.

. TRABAJOS

Primer trabajo:5. )n la pestaHa Entroducci#nF escoja cualquiera de los A objetos

disponibles. %uego en el control de la posici#n del objeto, ubiquecualquier valor entre K $ ? metros, es decir sobre la rampainclinada.

<. Cambiando el ángulo de la rampa, encuentre para que valor elobjeto en cuesti#n no se desliza hacia abajo. 7odo esto sin ninguna

fuerza aplicada.. )xplique $ justi/que físicamente, Lpor qué ocurre esto:

)l peso de la partícula puede descomponerse paralela $ perpendicular alplano inclinado en este caso, para que no exista movimiento la fuerza defricci#n que existe debe ser igual o ma$or que la paralela a plano, $ lafuerza perpendicular debido a la inclinaci#n del plano necesariamente seráma$or a la paralela, además la fuerza de fricci#n dependerá del coe/cientede rozamiento. )n el caso del frigorí/co que tiene una masa de <>> -g $

coe/ciente de rozamiento de μc=0.2 $ μe=0.5 los valores que pueden

tomar para que el objeto no deslice sobre el plano, van desde >'<A grados.



egundo trabajo:5. )n la pestaHa Entroducci#nF, presione el bot#n EJeiniciar todoF $

luego en EsiF.<. 3espués escoja cualquiera de los otros objetos disponibles. )n la

posici#n predeterminada, que está en el tramo horizontal, use el

valor del cursor de Euerza aplicadaF para variar dicha fuerza.Mágalo paulatinamente hasta encontrar para que valor el objetoempieza a moverse.

. )xplique $ justi/que físicamente, Lpor qué ocurre esto:

6ara que un objeto empiece a moverse debe existir una fuerza opuesta a lafricci#n, la misma deber ser superior, independientemente de la partícula aser elegida, la fuerza de fricci#n dependerá del coe/ciente de rozamiento.)n el caso de la caja cu$a masa es de 5>>-g $ coe/ciente de rozamiento de μc=0.3 $ μ

e=0.5 , debe de aplicarse una fuerza aproximadamente de

KN !.

!ercer trabajo:5. !uevamente presione EJeiniciar todoF $ luego en EsiF.<. íjese que en cada objeto, existe como informaci#n la masa, el

coe/ciente de fricci#n cinético $ estático. L6or qué el coe/cientede fricci#n cinético es menor que el estático: L6uede ser en alg4ncaso ma$or:

. 6ara poder calcular el coe/ciente de fricci#n estático *de formaaproximada+, escoja cualquiera de los cinco primeros objetos.6aulatinamente va$a aumentando la fuerza aplicada hasta que semueva el objeto, ese sería el valor de la fuerza aplicada mínimanecesaria para vencer la fuerza de fricci#n. Jecuerde que lafricci#n se calcula multiplicando la uerza !ormal por elcoe/ciente de rozamiento. (plicando la segunda le$ de !e"ton setiene que la uerza !ormal es igual al peso del objeto.Jelacionando estas dos ideas se puede despejar $ obtener elcoe/ciente de fricci#n estático, que debería ser aproximadamenteel indicado en la pantalla.

K. Con el procedimiento indicado en el paso anterior, encontrar elcoe/ciente de rozamiento para el Eobjeto misteriosoF. 3etalle elproceso.

@. LC#mo se podría obtener el coe/ciente de fricci#n cinético:3escríbalo claramente.

6ara obtener el coe/ciente de rozamiento de cualquier partícula esnecesario conocer la masa de la partícula con lo cual se puede calcular supeso, el peso se opone a la fuerza normal la cual será la misma enmagnitud, luego se sabe que la fuerza de fricci#n es igual a el coe/ciente derozamiento por la fuerza normal, se despeja el la variable del coe/ciente derozamiento. 6ara que exista movimiento debe existir una fuerza ma$or quela de fricci#n, para saber un aproximado de la fuerza de fricci#n se debesaber la fuerza minina que necesita para mover el objeto, sabiendo estopodemos saber el valor de dicho coe/ciente de rozamiento cinético.



6ara el objeto misterioso que no tiene ning4n dato se procedi# a dar valoresa la fuerza hasta que se mueva entonces se obtuvo el valor de A< !, estees un valor mínimo con el cual el objeto pueda moverse $ el opuesto a la defricci#n. Como el valor de A5 ! es mínimo, este será un aproximado del defricci#n con lo cual se obtendrá el valor del coe/ciente de rozamiento que

será aproximadamente de μ=0.5

!. CONCLUSIONES

)scriba al menos cinco conclusiones concretas de su experiencia *en nomas de K lineas por cada una+

". REFERENCIAS

Ubique aquí en orden alfabético $ usando las normas (6( las fuentes deconsulta que us# para realizar este informe de laboratorio.

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