Subido por Delmer Mesa

LABORATORIO SEGUNDA LEY DE NEWTON GRADO 1001

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INSTITUCIÓN EDUCATIVA TÉCNICO INDUSTRIAL GUSTAVO JIMÉNEZ SOGAMOSO – BOYACA
APROBADO POR RESOLUCIÓN No. 0377 de 24/08/2014 CODIGO DANE 215759000907 NIT 891.855.310-0
Docente: Lic. Delmer Mesa Sanchez
Estudiante: ________________________________________________________________
Ásignatura: Fisica
Grado: 10º_______________
Tema: DINAMICA DE FUERZAS
Fecha: _________________
PRACTICA DE LABORATORIO :LA SEGUNDA LEY DE NEWTON O PRINCIPIO DEL
MOVIMIENTO.
OBJETIVOS:
1. Determinar experimentalmente cómo cambia la aceleración de un cuerpo cuando este es halado por
fuerzas de diferentes magnitudes.
2. Construir una gráfica de la aceleración del objeto en función de la fuerza actuando en el objeto.
3. Construir una gráfica de la aceleración del objeto en función de la masa o inercia del objeto.
4. Determinar experimentalmente la relación matemática entre fuerza, masa y aceleración.
5. Definir operacionalmente el concepto: fuerza
LOGRO: Aplicar el concepto de fuerza,masa y aceleración en la segunda ley de Newton
MATERIALES: Software de simulación, hoja de cálculo de Excel
PROCEDIMIENTO
Abrir el simulador en el link
Experimento de la Segunda Ley de Newton (walter-fendt.de)
CASO UNO: Masa Fija
La Segunda Ley de Newton nos dice que la fuerza neta aplicada a un objeto es directamente
proporcional a la aceleración que sufre ese objeto. Esa aceleración apunta en la misma dirección
que apunta la fuerza neta. Además, la constante de proporcionalidad es la masa del objeto. En
esta parte exploraremos la valides de esta última oración. Aceleraremos un objeto de masa M con
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una fuerza conocida. Esta fuerza será la tensión que ocurre en un hilo cuando colgamos una masa
m de uno de sus extremos (ver figura 1). Esa masa estará dada por las masas que le añadamos al
gancho.
Nuestro montaje experimental
consta de dos cuerpos en
movimiento (figura 1). Si
aplicamos la Segunda Ley a
cada uno de estos, obtenemos
dos ecuaciones.
Podemos solucionar simultáneamente estas dos ecuaciones para la tensión, dando
Completa los datos de las tablas, representa los valores de cada una de ellas en gráficas y presenta tu
informe contestando las preguntas de acuerdo a los resultados obtenidos.
PROCEDIMIENTOS INICIALES
1) Montaje del Equipo: Con el programa simulador abierto saldrá una ventana con una gráfica de
posición en función del tiempo.
2) Ponga el sensor de movimiento a 0.5 m de distancia para tomar la medida del tiempo.
3) Identifique el carro de 100 g en el simulador e identifique el hilo que está atado al porta pesas
en uno de sus extremos y en el cual se pueden ubicar masas con diferentes valores.
4) Desprecie la masa del gancho porta pesas y ubique allí las diferentes masas (mg) y anótelas en
las tablas respectivas.
PROCEDIMIENTOS EXPERIMENTALES
1. Ubique el sensor de tiempo a 0,5 m de la posición inicial del carrito de masa M.
2. Para tomar datos, seleccione comenzar en el panel de control y observe como se desplaza el
carrito, registre el tiempo obtenido para el movimiento y los valores de la distancia y aceleración.
3. Calcule la aceleración con las fórmulas dadas y registre los valores.
4. Añada 10 gramos al gancho de masas y repita el procedimiento.
5. Repita tres veces más, cada vez añadiendo 10 gramos.
6.Repita el procedimiento, pero ahora generando un coeficiente de rozamiento desde 0,1 hasta 0,5.
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Análisis:
1. Para cada iteración de la actividad, calcule la tensión en el hilo. Esta tensión es la fuerza que
acelera el carrito.
2. Compare los resultados obtenidos en cada ítem para la tensión y la aceleración y describa lo
observado.
3. Compare los resultados obtenidos con y sin coeficiente de fricción para la aceleración y
determine una observación acerca del papel que juega la fricción en el movimiento del carrito.
4. Grafique en papel milimétrico los valores de la tensión en el eje Y, y la aceleración en el eje X.
¿Qué tipo de gráfica esperaría obtuviste? ¿Describe con tus propias palabras lo que significa la
gráfica?
5. Grafique en papel milimétrico los valores de la tensión en el eje y la aceleración con fricción en
el eje x ¿Qué tipo de gráfica esperaría obtuviste? ¿Describe con tus propias palabras lo que
significa la gráfica?, y las diferencias con la gráfica de fuerza contra aceleración sin fricción del
paso anterior
6. Grafique en papel milimétrico los valores de la aceleración en el eje y la masa en el eje x ¿Qué
tipo de gráfica esperaría obtuviste? ¿Describe con tus propias palabras lo que significa la gráfica?
7. Obtenga los pantallazos de las gráficas generadas por la simulación y compárelas con las
realizadas en papel milimétrico.
8. A partir de los resultados obtenidos en las gráficas y lo realizado en las diferentes actividades de
la practica obtenga cinco observaciones y cinco conclusiones.
CASOS
1
GRAMO
10
GRAMO
S
20
GRAMO
S
30
GRAMO
S
40
GRAMO
S
50
GRAMO
S
Con friccion
Tiemp
o (seg)
0.087 m/s²
µ=0,001
0.001 Kg
0.00099 Kg
0.0097 N
0.0097 m/s²
0.01 Kg
0.0090 Kg
0.008028 N
0.892 m/s²
3.209
seg
1.059
seg
0.02 Kg
0.016 Kg
0.02616 N
1.635 m/s²
0.782
seg
0.03 Kg
0.023 Kg
0.04 Kg
0.028 Kg
0.05 kg
0.033 Kg
PROBLEMAS DE APLICACIÓN
1. Un péndulo de 20 cms de largo tiene
un periodo de 0.4 segundos; si la
longitud del péndulo se aumenta en
160 cms ¿Cuál será el periodo del
péndulo alargado?
2. Un péndulo de 50 cms de longitud
tiene un periodo de 0.6 segundos. ¿En
cuantos centímetros se debe variar la
longitud para que el nuevo periodo sea
de 0.3 segundos?
3. Un péndulo que en el Polo Norte
presenta un periodo de 1.0 segundo, al
traerlo a Luruaco, ¿el periodo
aumentara o disminuirá?
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4. Al traer un reloj de péndulo del Polo al
Ecuador, se adelanta o se atrasa. Da
razones.
5. Calcular el periodo de oscilación de un
péndulo de 90 cms de longitud, en un
lugar en el que la gravedad tiene un
valor de 980 m/s².
6. Determinar en forma experimental el
periodo de un péndulo cuya longitud
sera de 120 cms; con base en el dato
hallado, calcule el valor de la gravedad
en ese lugar
7. El periodo de oscilación de un péndulo
es de 3 segundos. ¿Cuál será su nuevo
periodo? Si:
a. Su longitud se duplica
b. Su longitud se reduce en ¾
partes.
8. Un péndulo de 12.5 cms de longitud
tiene un periodo de 0.3 segundos. ¿Se
debe acortar o alargar y cuanto para
que su nuevo periodo sea de 0.6
segundos?
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