Laboratorio Segunda Ley de Newton
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PROFESOR ERWIN GONZALEZ Laboratorio Virtual #1: “SEGUNDA LEY DE NEWTON” RESUMEN La segunda ley de Newton es una de las leyes básicas de la mecánica centrada en el estudio los fenómenos relacionados con el movimiento de los cuerpos; se utiliza en el análisis de los movimientos próximos a la superficie de la tierra y también en el estudio de los cuerpos celestes. Mediante este trabajo presentamos los resultados de un experimento básico para comprobar la segunda ley de Newton (Análisis de fuerzas) y la dependencia lineal de las variables involucradas haciendo uso del formalismo matemático adecuado. ABSTRACT Newton's second law is one of the basic laws of mechanics focused on the study of phenomena related to movement of bodies; It is used in the analysis of the near-surface of the earth and also in the study of celestial bodies movements. Through this work we present the results of a basic experiment to test Newton's second law (force analysis) and the linear dependence of the variables involved using the appropriate mathematical formalism. I. INTRODUCCION En el presente laboratorio se evidencia la capacidad que se tiene de interpretar y relacionar datos y resultados experimentales, con modelos teóricos, mediante la realización de prácticas Experimentales para poder determinar la validez y exactitud de los mismos, con el fin de entender el comportamiento físico de un sistema básico de poleas y masas, de tal manera pudiéndose identificar sus características tales como su movimiento aceleración, fuerza y rozamiento. Este sistema nos permite entender de manera simple la dependencia lineal de la fuerza y la aceleración de un sistema en base a la variación de la masa del cuerpo en movimiento. Posteriormente categorizar y tabular cada uno de los datos con sus correspondientes unidades y así poder determinar el comportamiento físico de este sistema que es básicamente lo que esta explicito paso por paso en el contenido de este laboratorio y cada una de las partes, procedimientos, muestras (datos y gráficos) que lo conforman.
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La segunda ley de Newton es una de las leyes básicas de la mecánica centrada en el estudio los fenómenos relacionados con el movimiento de los cuerpos; se utiliza en el análisis de los movimientos próximos a la superficie de la tierra y también en el estudio de los cuerpos celestes. Mediante este trabajo presentamos los resultados de un experimento básico para comprobar la segunda ley de Newton (Análisis de fuerzas) y la dependencia lineal de las variables involucradas haciendo uso del formalismo matemático adecuado.
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PROFESOR ERWIN GONZALEZ
Laboratorio Virtual #1: “SEGUNDA LEY DE NEWTON”
RESUMEN
La segunda ley de Newton es una de las leyes básicas de la mecánica centrada en el estudio los
fenómenos relacionados con el movimiento de los cuerpos; se utiliza en el análisis de los
movimientos próximos a la superficie de la tierra y también en el estudio de los cuerpos celestes.
Mediante este trabajo presentamos los resultados de un experimento básico para comprobar la
segunda ley de Newton (Análisis de fuerzas) y la dependencia lineal de las variables involucradas
haciendo uso del formalismo matemático adecuado.
ABSTRACT
Newton's second law is one of the basic laws of mechanics focused on the study of phenomena
related to movement of bodies; It is used in the analysis of the near-surface of the earth and also
in the study of celestial bodies movements. Through this work we present the results of a basic
experiment to test Newton's second law (force analysis) and the linear dependence of the variables
involved using the appropriate mathematical formalism.
I. INTRODUCCION
En el presente laboratorio se evidencia la
capacidad que se tiene de interpretar y
relacionar datos y resultados experimentales,
con modelos teóricos, mediante la
realización de prácticas Experimentales para
poder determinar la validez y exactitud de los
mismos, con el fin de entender el
comportamiento físico de un sistema básico de
poleas y masas, de tal manera pudiéndose
identificar sus características tales como su
movimiento aceleración, fuerza y rozamiento.
Este sistema nos permite entender de manera
simple la dependencia lineal de la fuerza y la
aceleración de un sistema en base a la
variación de la masa del cuerpo en movimiento.
Posteriormente categorizar y tabular cada uno
de los datos con sus correspondientes
unidades y así poder determinar el
comportamiento físico de este sistema que es
básicamente lo que esta explicito paso por
paso en el contenido de este laboratorio y cada
una de las partes, procedimientos, muestras
(datos y gráficos) que lo conforman.
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Laboratorio Virtual #1: “SEGUNDA LEY DE NEWTON”
II. OBEJTIVOS
Desarrollar los conceptos de fuerza,
masa y aceleración.
Verificar el cumplimiento de que la
fuerza es igual a la masa por la
aceleración.
Estudiar los conceptos básicos de
la dinámica.
Analizar las diferentes graficas que nos
ayuden a entender el movimiento.
Estudiar como varía la aceleración de un
cuerpo con la fuerza que se le plica.
Estudiar como varía la aceleración de un
cuerpo con la masa del mismo.
EVALUACION CUALITATIVA
III. MARCO TEORICO
La dinámica es parte de la mecánica y se
encarga de estudiar las fuerzas que intervienen
en un movimiento y las leyes que lo rigen a
diferencia de la cinemática.
La aceleración que un cuerpo adquiere es
directamente proporcional a la resultante de las
fuerzas que actúan en él, y tiene la
misma dirección y el mismo sentido que dicha
resultante.
𝐹→ = 𝑚
𝑎→
Consideremos un cuerpo sometido a la acción
de varias fuerzas (F1, F2, F3, etc.). Sabemos
que al suceder esto, es posible sustituir
el sistema de fuerzas por una fuerza única, la
resultante R del sistema.
La aceleración que el cuerpo adquiera por la
acción del sistema de fuerza, se obtendrá en el
caso particular en el cual el cuerpo está
sometido a la acción de una fuerza única, igual
a F. La ecuación F = ma será en este caso y el
vector aceleración tendrá la misma dirección
de la fuerza. Esta
expresión matemática corresponde a la
Segunda Ley de Newton en su forma más
general. Por tanto podemos establecer que es
una de las leyes básicas de la mecánica, se
utiliza en el análisis de los movimientos
próximos a la superficie de la tierra y también
en el estudio de los cuerpos celestes.
El mismo Newton la aplicó al estudiar los
movimientos de los planetas, y el
gran éxito logrado constituyó una de las
primeras confirmaciones de esta ley.
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Por tanto podemos concluir que cuanto mayor
sea la masa de un cuerpo, tanto mayor será su
inercia; es decir, la masa de un cuerpo es una
medida de la inercia del mismo.
IV. MONTAJE EXPERIMENTAL
(http://salvadorhurtado.wikispaces.com/file
/view/din2B.swf) Link de referencia.
Materiales: Como muestra la figura anterior
este es un montaje experimental virtual, que
nos permite realizar un laboratorio simulado,
con un alto grado de precisión, y que a su vez
elimina la limitante de la carencia de equipo
experimental. El montaje experimental está
compuesto por:
Taco de Rozamiento.
Porta pesas.
Acelerómetro.
juego de pesas.
superficie sin rozamiento.
Luego de conocer el montaje experimental se
procede a contabilizar el tiempo para cada una
de las longitudes a medirse, en cuanto a la
masa va ser siempre la misma para toda la
práctica experimental y así se van registrando
cada uno de los datos con sus
correspondientes incertidumbres y unidades.
V. RESULTADOS
Procedimiento: para comprender de manera
simple esta ley básica de la física, hacemos
uso del estudio de las variables mostradas en
la tabla No. 1 en la cual registran cada una de
las distintas masas del porta pesas y sus
aceleraciones correspondientes. Manteniendo
constante la masa del bloque. Considerando
esto complete la siguiente tabla:
Tabla No.1
Luego de representar los datos en la gráfica.
¿Qué conclusiones obtienes?
En la tabla No. 2 se debe registrar cada una de
las distintas masas del bloque y sus
aceleraciones correspondientes, Manteniendo
constante la masa del porta pesas.
Considerando esto complete la siguiente tabla:
Tabla No. 2
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Luego de representar los datos en la gráfica.
¿Qué conclusiones obtienes?
VI. Aspecto teórico (análisis de
resultados).
Compare los resultados obtenidos entre los
análisis mostrados anteriormente, establezca a
detalle los hechos físicos y el formalismo
empleado en el análisis anterior. Muestre
también la ecuación pertinente a las gráficas
realizadas anteriormente.
En el desarrollo del procedimiento debemos
considerar que cada uno de los datos
calculados representan o deben tener cierto
grado de exactitud bien sean calculados
mediante instrumentos o a partir de
expresiones o ecuaciones (medidas
directas e indirectas) y que implica tener
cierta claridad en el manejo de los
conceptos para poder interpretarlos.
En base a la experiencia realizada analice y
responda las siguientes preguntas:
¿Qué es una fuerza?
Si la masa del cuerpo permanece
constante, indica ¿cómo se comporta la
aceleración al aumentar la fuerza
aplicada?
Si la fuerza que se aplica permanece
constante. ¿cómo se comporta la
aceleración al aumentar la masa?
¿Cómo varia los resultados si se
modificara la superficie de
desplazamiento?
¿Qué sucedería si sobre un cuerpo no
existiese o actuara ninguna fuerza?
CONCLUSIONES (1 por estudiante)
1.
2.
3.
Aspectos a considerar:
1. Recordar realizar con cuidado las
medidas para poder tener resultados
aceptables.
2. Recuerde hacer uso del software Excel
para poder realizar los gráficos y estimar
la ecuación correspondiente a los
mismos.
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Laboratorio Virtual #1: “SEGUNDA LEY DE NEWTON”
BIBLIOGRAFIA
[1] Mecánica Experimental para Ciencias e
Ingeniería, Mario Enrique Álvarez Ramos.
[2] Introducción al análisis de datos
experimentales, Roque Serrano Gallego.
[3]
http://salvadorhurtado.wikispaces.com/file/
view/din2B.swf
[4] Física para la ciencia y la tecnología. Paull
Allen Tipler, Gene Mosca, 2005.
[5]
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica3/index.html
CRITERIOS DE EVALUACION
A: proceso: Entendiendo esto como el
desarrollo progresivo del trabajo durante el
tiempo establecido para ello.
B: Elección y dificultad del modelo elegido.
(Debe involucrar al menos 3 conceptos o leyes
Físicas tratadas en clases)
C: Modelo real: montaje de un aparataje que
muestre en forma práctica el modelo elegido,
debe funcionar adecuadamente (simulación
virtual).
D: Presentación en programa computacional:
posibilidad abierta a la investigación grupal y al
desafío de aprender y aplicar nuevas
experiencias en este campo.
E: Presentación formal: se refiere a la
presentación del trabajo acabado en el tiempo
programado para este efecto.
F: Aplicabilidad: se refiere a las posibilidades
de aplicación que puede tener el trabajo
presentado, la aplicación puede contener
alguna idea original, o bien alguna aplicación
conocida.
G: Auto evaluación: cada integrante de los
respectivos grupos comentara cuales fueron
sus dificultades y logros en esta experiencia.
NOTA 1: El desarrollo del trabajo debe hacerse
en un Pendrive o CD, quedando este en poder
del profesor para su revisión el que será
devuelto oportunamente .Deben tomar los
resguardos con sus copias. (Realizar
documento de Word y transformar en formato
PDF para su entrega).
Nota: 2.-Cada grupo debe estar conformado
por no más de 3 integrantes
Nota 3.- cada grupo debe nombrar un
coordinador para los efectos de consultas con
el profesor.
