practica de laboratorio virtual

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA
CURSO FISICA MECANICA
PRACTICA DE LABORATORIO VIRTUAL
PRACTICA No. 7: SEGUNDA LEY DE NEWTON
1.
INTRODUCCIÓN
Cuando un cuerpo se halla en reposo, permanecerá así a menos que se haga algo para sacarlo de
dicho estado. Un agente exterior debe ejercer una fuerza sobre él para alterar su movimiento, esto
es, para acelerarlo. Isaac Newton planteó por vez primera en forma clara y concreta tres
enunciados conocidos con el nombre de Leyes del Movimiento, los cuales explicaron la relación
causa-efecto de las fuerzas al actuar sobre los cuerpos. La segunda de estas tres leyes relaciona
la aceleración producida con la fuerza aplicada y con la masa del sistema.
2. OBJETIVOS
2.1.
2.2.
Establecer el tipo de relación existente entre la fuerza aplicada a un cuerpo y la aceleración
producida (masa constante).
Establecer el tipo de relación existente entre la masa de un cuerpo y la aceleración
producida (fuerza constante).
3. MARCO TEÓRICO
3.1
3.2
3.3
Fuerza, masa y aceleración – segunda ley de newton. Visite la dirección:
http://www.youtube.com/watch?v=OZDQHVd7QKY
Movimiento Uniforme acelerado (Ecuaciones).
Peso.
4. MATERIALES
Computador, conexión a internet.
5. PROCEDIMIENTO
5.1. RELACIÓN ENTRE FUERZA Y ACELERACIÓN
Ingresa a:
http://www.walter-fendt.de/ph14s/n2law_s.htm
Es posible cambiar, dentro de ciertos límites, la masa del carro, la del cuerpo que cuelga y el
coeficiente de rozamiento.
El experimento consiste en la determinación del tiempo de recorrido (mostrado digitalmente con un
error de 1 ms) de la zona de medida previamente ajustada con el botón presionado (desde la
posición inicial hasta la barrera LS, con un error de 5 mm). Durante el movimiento, un punto rojo va
indicando en un diagrama espacio-tiempo la distancia recorrida para cada instante de tiempo. Al
finalizar el tiempo de medida, aparecen en el diagrama el par de valores correspondientes. Si a
continuación se pulsa con el ratón en el botón "Anotar Datos", los valores medidos aparecen en
una lista. Se puede obtener una serie de 10 medidas como máximo.
Fije la masa del carro en Mc = 100 g.
Suspenda en el extremo derecho de la cuerda una masa de Ma = 10 g.
Ubique la Fotocompuerta con registrador a cierta distancia del punto de partida, por ejemplo a 10
cm, y oprima el botón COMENZAR.
En pantalla se lee tiempo y distancia.
Repita el proceso anterior para distancia de la barrera de 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100 cm y
registre en la tabla 1.
TABLA 2. Fuerza y aceleración
Masa
Ma (g)
Fuerza
Fa (N)
t (s)
Acelera
a (m/s2)
FR =
(Ma+Mc)a
El valor de la fuerza motriz
de la cuerda.
Fa
está determinado por el peso suspendido en el extremo derecho
Elabore una gráfico de aceleración en función de fuerza aplicada ( a Vs F a ).
Qué curva obtuvo? Determine la ecuación que relaciona a dichas variables.
Qué tipo de relación existe entre la aceleración producida y la fuerza aplicada al cuerpo?
Compare los valores de fuerza motriz Fa y la fuerza neta FR = (Ma+Mc)a y determine el error
porcentual para cada caso.
5.2. RELACIÓN ENTRE MASA Y ACELERACIÓN
Fije en el extremo derecho de la cuerda una masa M a = 60 g. Registre en la tabla 3 la masa
total
MT = Ma + Mc siendo Mc el valor de la masa combinada del carro, sus accesorios y
las masas que se le agregarán. Repita el proceso seguido en el punto anterior para determinar la
aceleración del sistema durante el movimiento, registrando los datos en la tabla 3.
Agregue secuencialmente masas al carro y repita el proceso para determinar la aceleración del
sistema.
TABLA 3. Masa y aceleración
Masa
Mc (g)
t1 (s)
Aceleración
a (m/s2)
FR = (Mc + Ma)
Elabore un gráfico de aceleración en función de masa. Qué curva obtuvo?
Determine la ecuación que relaciona a las variables en consideración. Qué tipo de relación existe
entre la masa de un sistema y la aceleración producida?
6. APLICACIONES
6.1.
Una nave espacial se desplaza cada vez más rápido con uno sólo de sus motores
encendido. Despreciando los cambios en la masa, ¿Qué ocurrirá con su aceleración
cuando se encienda el segundo motor estando el primero aún en funcionamiento? ¿Qué
pasaría si en vez de eso se expulsara la mitad de su masa?
6.2.
Cuál es la diferencia entre peso y masa?
6.3.
Una bola de bolera de 7,5 Kg debe acelerar desde el reposo a 8m/s en
fuerza se necesita para ello?
0,8 s. ¿Cuánta
6.4.
Una fuerza F aplicada a un objeto de masa m 1 produce una aceleración de 5 m/s2, la
misma fuerza aplicad a un objeto de masa m 2 produce una aceleración de 1 m/s2. Si se
combinan m1 y m2, encuentre su aceleración bajo la acción de la fuerza F.
6.5.
Si un hombre pesa 700 N en la tierra, complete los valores de la siguiente tabla:
Tabla 1: Masa y peso de un hombre
Planeta
Mercurio
Venus
Tierra
Marte
Júpiter
Saturno
Urano
Neptuno
Plutón
Gravedad g (m/s2)
Masa m (kg)
Peso P (N)
9,8
71,43
700
“Cuando dejare de maravillarme para empezar a conocer?”
GALILEO GALILEI