Mecánica Laboratorio de Física I

Mecánica Laboratorio de Física I Práctica 5. Segunda ley de Newton
Responda estas preguntas, antes de comenzar su
práctica, para tener derecho a acceder al
laboratorio.
¿Cuáles son las leyes de Newton? ¿Qué es la masa
inercial y la masa gravitacional? ¿Cuál se utiliza en
esta práctica y porqué? ¿Se cumple la segunda ley
de Newton cuando un cuerpo no se desplaza de
manera ideal? ¿Cómo determinará la aceleración en
esta práctica? ¿Obtuvo un valor razonable de la
aceleración en su práctica anterior?. Esto es
importante para obtener resultados confiables en
esta práctica.
Diseño del experimento
Se aplica una fuerza constante al deslizador
mediante una masa que cuelga de un hilo que cae a
través de una polea. Se registra su posición con el
generador de chispas a medida que se desplaza. Para
encontrar una relación funcional entre la aceleración
y la masa del cuerpo, se utilizan diferentes masas
colocadas sobre el móvil manteniendo constante la
masa que se desliza por la polea. Se determina la
aceleración de la misma manera que en la práctica
anterior.
Procedimiento
Objetivo del experimento
Encontrar la relación que existe entre la fuerza
que se le aplica a un cuerpo y su aceleración.
Equipo y materiales utilizados
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Sistema de Flotación Lineal (SFL)
Impulsor de aire
Generador de chispas
Deslizador con electrodo de chispeo
Pasador metálico
Amortiguador desmontable
Regla metálica y regla de chispeo
Tira de papel de registro
Bloque metálico
• Instale el equipo como se muestra en la Figura 1.
• Nivele el sistema de flotación lineal.
• Cerciórese de que la tira de papel de registro esté
instalada correctamente en la regla de chispeo.
• Conecte el generador de chispas al sistema de
flotación para operar en el Modo 1.
• Coloque sobre la guía del sistema de flotación un
deslizador con masa conocida, m, con electrodo
de chispeo. Ajuste con las manos el electrodo de
tal forma que quede preparado para un registro
simple con el generador de chispas.
• Sujete el deslizador y aplíquele una fuerza
constante, empleando el sistema de pesas y
polea.
• Encienda el impulsor de aire y el generador de
chispas; seleccione, en éste último, la frecuencia
adecuada.
• Inicie el registro de posición y tiempo,
presionando el botón del control remoto del
generador de chispas y libere el deslizador para
que inicie su movimiento. Procure suspender el
registro antes de que el deslizador alcance el otro
extremo del sistema de flotación.
• Retire la regla de chispeo y encierre, mediante
círculos pequeños los puntos marcados en la tira
de papel de registro. Vuelva a colocar la regla de
chispeo en la regla metálica.
• Mida la fuerza que produjo el movimiento; es
decir, determine el peso de la masa empleada
para jalar el deslizador, (masa = masapesas +
masaportapesas).
Mecánica Laboratorio de Física I • Compare el valor de la constante que relaciona la
aceleración y la masa con la fuerza, F, que actúa
sobre el deslizador.
• Si hay discrepancia entre el modelo teórico y el
obtenido experimentalmente, haga una lista de
las posibles fuentes de error.
Figura 1.
• Repita el experimento al menos cuatro veces
más, pero en cada nuevo registro, cambie la
masa del deslizador insertando pesas en la parte
superior de éste manteniendo la misma fuerza
que produce el movimiento para todos los
registros. Al terminar cada uno de estos
registros, quite la regla de chispeo y marque con
otro símbolo (triángulos, cuadrados, etc.) los
nuevos puntos en el papel de registro y regrese la
regla a su posición en el sistema de flotación.
• Retire la tira de papel de registro de la regla de
chispeo, y determine para cada uno de los
registros, la aceleración correspondiente del
deslizador.
• Con los diferentes valores de las masas del
deslizador, sus correspondientes aceleraciones y
el valor de la fuerza que produce el movimiento
en cada uno de los eventos, construya una tabla
de datos.
• Grafique la aceleración contra la masa y
encuentre la relación funcional que existe entre
estas cantidades.
Discusión y conclusiones
Discuta con sus compañeros la validez del
experimento. Escriba sus conclusiones en el reporte.
Si existe discrepancia entre el modelo teórico y el
resultado obtenido experimentalmente, detecte y
analice las posibles fuentes de error.