PRACTICA DE LABORATORIO NRO.2

CURSO : LABORATORIO DE MECANICA

DOCENTE : JULIO HERVER BALLESTEROS ENRIQUEZ

TEMA : SEGUNDA LEY DE NEWTON

FACULTAD : INGENIERÍA INDUSTRIAL Y DE SISTEMAS

ALUMNOS : LARICO RIVERA, JUDITH MIGUMY

MEZA HUAMAN, FRANCI

ROJAS CUELLAR, CARLOS ALFREDO

VERASTEGUI YURIVILCA, FRIDA

TURNO : NOCHE

FECHA DE REALIZACIÓN: 06 DE FEBRERO 2015

FECHA DE ENTREGA :13 DE FEBRERO 2015

FEBRERO – 2015

1.-OBJETIVOS

Determinar experimentalmente que existe entre fuerza m masa y aceleración para un cuerpo con movimiento unidireccional bajo la acción de una fuerza externa

Entender la relación entre las fuerzas de la naturaleza y el movimiento Encontrar la relación entre las fuerzas que actúan sobre un objeto y su

aceleración Calcular el porcentaje de error de la aceleración entre la experimental y

teórica.

2.- DESCRIPCIÓN DEL MATERIAL

UN (01) RIEL DE DOBLE VIA

UN (01) CARRO DINAMICO

UN (01) INTERFAZ VERNIER

FUENTE DE PODER 6V Y CABLE USB

UNA (01) PC CON SOFTWARE LOGGER PRO

UNA (01) FOTOPUERTA

UNA (01) POLEA SIMPLE

UNA (01) VARILLA DE SUJECIÓN, JUEGO DE ARANDELAS, UN PORTA MASAS

UNA (01) NUEZ DOBLE

UNA BALANZA DE TRES BRAZOS

3.- FUNDAMENTO TEÓRICO

La Segunda Ley de Newton, también conocida como Ley Fundamental de la Dinámica, es la que determina una relación proporcional entre fuerza y variación de la cantidad de movimiento o momento lineal de un cuerpo. Dicho de otra forma, la fuerza es directamente proporcional a la masa y a la aceleración de un cuerpo

La existencia de una aceleración a implica necesariamente un cambio de velocidad con respecto al tiempo. La aceleración es entonces el resultado de una fuerza y como la fuerza es un vector la aceleración también lo será, es decir tiene una magnitud y un sentido. Convencionalmente se acepta que la aceleración es positiva cuando aumenta la velocidad del cuerpo y negativa cuando la disminuye. La respuesta específica de un cuerpo a una fuerza no depende solamente de la magnitud de esta, depende también de la masa m.

4.- PROCEDIMIENTO

a) Instale el sistema experimental como se muestra en la figura 2, teniendo en cuenta que el hilo debe estar paralelo al riel.

b) Conecte la fuente de poder de 6 V en la entrada de voltaje de la interfaz. Luego conecte la interfaz a la PC mediante el cable USB.

c) Una foto puerta a la polea, enroscando la varilla de sujeción. Conecte la foto puerta al canal digital DIG/SONIC1 de la interfaz Vernier.

d) Ingrese al programa Logger Pro instalado en la PC. Vera automáticamente en pantalla 3 sistemas de coordenadas cartesianas: distancia-tiempo, velocidad-tiempo y aceleración-tiempo, además de una tabla donde se registraran los parámetros correspondientes al movimiento.

e) Seleccione Configurar sensores del menú Experimento, y luego mostrar todas las interfaces. Otra forma directa es hacer clic en el botón Configurar sensores.

f) En la ventana emergente, aparecerá en forma digital la interfaz Vernier. Haga clic en la foto puerta que aparece en el canal digital y seleccione Establecer distancia y longitud y en la nueva ventana cambie la opción Máscara de barras por Polea ultra (Radio10) Borde exterior.Luego, presione Aceptar y posteriormente en Identificar.

Parte 1 : Masa del móvil 𝒎 constante y tensión 𝑻 variable

a) Obtenga el valor de la masa del móvil m.

b) Agregue dos arandelas a la porta masa, y obtenga el valor de la masa suspendida , registrándolo en la tabla 1.

c) Posicione el móvil al extremo del riel y manténgalo fijo, de tal manera que la masa suspendida esté muy cerca a la polea.

d) Presione el botón tomar datos ( ► ) y posteriormente suelte el móvil.

e) Antes que el móvil impacte con el otro extremo del riel, detenga el movimiento del móvil y presione el botón parar ( ■ )

f) Sombree la gráfica distancia-tiempo, y presione el icono ajuste de curva. Seleccione la opción ecuación general cuadrática y haga clic en probar ajuste para obtener los valores de los coeficientes de ajuste (𝐴, 𝐵 y 𝐶) de la ecuación cuadrática.

g) Obtenga el valor de la aceleración experimental 𝑎𝑒𝑥𝑝 dada por: 𝑎𝑒𝑥𝑝 = 2𝐴.

Observación

Recordando la ecuación cinemática con aceleración constante:

La cual puede expresarse matemáticamente en forma de la siguiente ecuación cuadrática:

Y comparando los coeficientes cuadráticos de ambas ecuaciones, notamos que:

h) Repetir el procedimiento 5 veces.

5.- IMÁGENES OBTENIDAS CON EL LOGGER PRO

MASA CONSTANTE Y TENSION VARIABLE

a) Ensayo Nº 1

b) Ensayo Nº 2

c) Ensayo Nº 3

d) Ensayo Nº 4

e) Ensayo Nº 5

6.- RESULTADOS

Tabla 1. Datos experimentales manteniendo la masa del móvil constante y tensión variable.

Ensayo Nro. ms (kg) aexp (m/s2) aref (m/s2) T (N) Erel %

1 0,0356 0,6004 0,653 0,325 8,05%2 0,0507 0,85 0,905 0,451 6,07%3 0,0648 1,086 1,128 0,562 4,20%4 0,0782 1,2786 1,33 0,663 3,90%5 0,0923 1,5024 1,532 0,763 1,95%

7.- CONCLUSIONES

Analizamos los datos arrojados por el Logger Pro, se obtuvo diferentes resultados tanto en masa constante como en tensión constante.

Concluimos que la aceleración que mostró el carro es inversamente proporcional a la masa del objeto, y en ocasiones las muestras sucesivas, daban como margen más de 5% considerando que fue un trayecto corto. Esto nos demuestra, que los errores también están presentes en los experimentos de laboratorio.

Observamos como ambas fuerzas, masa y aceleración son directamente proporcionales, e inversas al tiempo.