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AGRADECIMIENTO

El presente trabajo se pudo desarrollar gracias al ímpetu de cada integrante del grupo.También queremos agradecer de manera especial a nuestro catedrático por sus consejos y asesoramiento constante.

Los autores.

3

INTRODUCCIÓN

Con la ayuda de materiales fáciles de conseguir y haciendo uso de mucha

imaginación se logrará demostrar la gravedad de los cuerpos en nuestro planeta.

Los primeros trabajos fueron hechos por Aristóteles, quien consideraba a la

tierra como el centro del universo (Sistema Egocéntrico), lo cual hacia que

describir el movimiento de los cuerpos celestes fuese sumamente complicado.

Esta teoría con el tiempo sufrió ciertas modificaciones, pero aún tenía serias

limitaciones para explicar con sencillez una serie de fenómenos que se observan.

3

ÍNDICE

Agradecimiento 01

Introducción 02

Índice 03

PLANTEAMIENTO DE ESTUDIO 04

Formulación del Problema 04

Importancia del estudio 04

Objetivos 04

Objetivo General 04

Objetivo Específico 04

Justificación de Estudio 05

Marco Teórico

05

Antecedentes 05

Materiales y métodos 06

Materiales y equipos a utilizar 06

Metodología de Estudio 07

Métodos de Investigación 07

Tipo de estudio 07

construcción de la maquina 07

Recolección de datos 12

Aspectos administrativos 15

Costo del proyecto 15

Financiamiento 15

Conclusiones 16

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 17

ANEXOS 18

3

“MÁQUINA NEWTONIANA”

I. PLANTEAMIENTO DE ESTUDIO

Formulación del Problema:

Durante mucho tiempo los hombres de ciencia se han preocupado de

demostrar muchos conceptos, entre estos, la conservación de la cantidad

de movimiento y la energía mecánica, es así que el grupo humano

encargado de realizar el presente trabajo se vio obligado a idearse en la

elaboración del trabajo de título “MAQUINA NEWTONIANA”.

En el presente trabajo demostraremos de una forma resumida y didáctica,

el efecto que sufre una esfera luego de ser golpeada por otra.

II. IMPORTANCIA DEL ESTUDIO:

Con el desarrollo del presente trabajo se dará a conocer el mecanismo de

conservación de la cantidad de movimiento y la energía mecánica,

haciendo uso de materiales simples y de una manera sencilla de

entender.

2.1. OBJETIVOS:

2.1.1 OBJETIVO GENERAL

Comprender el mecanismo de la conservación de la cantidad de

movimiento y la energía mecánica.

2.1.2 OBJETIVO ESPECÍFICO

Entender cómo es que se conserva la cantidad de

movimiento y la energía mecánica.

Demostrar la acción y efecto de una esfera al ser

colisionada por otra similar.

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2.2 JUSTIFICACIÓN DE ESTUDIO

Ante la ausencia de fuerzas disipativas tenemos que la energía

total de un sistema se conserva, en el problema que

estamos tratando la expresión toma la forma siguiente:

II. MARCO TEÓRICO

3.1.1 ANTECEDENTES:

Ya desde antiguo se observó el cielo y se comprobó que existían

ciertos cuerpos que no se movían igual que las estrellas, fueron

llamados planetas, que significaba errantes, y fueron

identificados con deidades.

En la antigua Grecia se propusieron diversos sistemas para

ordenar el movimiento de estos planetas. Aristarco de Samos

propuso que el Sol estaba en el centro del Universo con los

planetas girando a su alrededor en órbitas circulares, pero la

teoría que triunfó fue la de Ptolomeo, según la cual era la Tierra

la que estaba en el centro con el sol girando en torno a él. Esa

teoría pasó a la cultura cristiana (y por tanto a la Edad Media

europea) a través de Aristóteles y sobrevivió hasta que en la

época renacentista Copérnico volvió a introducir la teoría

heliocéntrica.

3

IV. MATERIALES Y MÉTODOS

4.1 MATERIALES Y EQUIPOS A UTILIZAR:

MATERIALES:

01 base de madera de 60 x 40 cm

02 parantes de madera de 1 pulgada de 40 cm.

02 trozos de madera de 50 cm.

01 nivel de referencia de aluminio 5 cm2 x 30 cm

01 transformador de 12 voltios

01 regla metálica

04 esferas de metal

01 hilo de pescar tamaño 0.45 mm de diámetro

02 escuadras de 45º de 25 cm

01 interruptores

04 alambres de cobre

02 estuches de Cd.

02 metros de cable mellizo

12 tornillos de empalme

02 metros de cable delgado de cobre

HERRAMIENTAS:

01 taladro

01 juego de brocas

01 sierra metálica

01 pistola de soldar

01 poliester sintético

01 Alicate

01 estilete

01 Pasta de soldar

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0.5 metros de estaño 01 juego de reglas

01 pegamento sintético

4.2 METODOLOGÍA DE ESTUDIO

4.1.1 MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN:

TIPO DE ESTUDIO

El tipo de estudio utilizado para el presente es el

Experimental

4.1.2 CONSTRUCCION DE LA MAQUINA

Se seguirá el siguiente procedimiento:

1. Se empezó a soldar las esferas con soldadura autógena.

3

2. Se pulió los residuos que quedaron luego del soldado.

3

3. Construyó la base conjuntamente con los parantes para

sostener a las esferas.

4. Se colocó las esferas con sus hilos cada uno, a una distancia

exacta.

5. Se puso el nivel de referencia para tener la seguridad de

que estamos trabajando a un mismo nivel.

v. ¿CÓMO FUNCIONA LA MÁQUINA DE FÍSICA NEWTONIANA?

Cuando una pelota choca contra las demás ¿por qué sólo una de ellas sale

volando del otro extremo?

Porque las pelotas obedecen la LEY DEL IMPULSO EQUIVALENTE

Cuando empujas, pateas o lanzas algo, le das algo. Le traspasas algo de tu

energía al objeto por ejemplo, una pelota de fútbol. A medida que la pelota

avanza, decelera porque parte de su se utiliza para desplazar moléculas de

aire, o hacer a un lado briznas de pasto

Ahora comprendo. Si lanzara una pelota de béisbol bien fuerte, tendría

más que si lanzara la madeja de lana de mi gato con la misma fuerza.

3

¡Correcto! Y si la pelota de béisbol chocara con la ventana de tu vecino,

sería mucho más probable que la quebrara que si se tratara de la madeja

de lana.

¡Porque la pelota de béisbol tiene más !

¡Sí! Ahora ¿qué pasaría si en vez de una pelota de béisbol y una de lana,

tuvieras dos pelotas de béisbol? Tú lanzas una y tu hermana pequeña lanza la

otra. Tú eres más grande y fuerte que ella, por lo que puedes lanzar con más

fuerza, lo que hace que la pelota se mueva con mayor rapidez. Supón que

lanzas tu pelota dos veces más rápido de lo que tu hermana lanza la suya.

Ambas pelotas pesan exactamente lo mismo. ¿Cuál de ellas tiene más ?

Bueno, si depende del peso y la velocidad, mi pelota tendrá dos veces

más .

¡Absolutamente cierto!

Entonces ¿qué sucede con el aparato que construiste?

¿Qué pasa con él?

Bueno, es como si lanzara una pelota contra las demás que están

colgando en una fila. La pelota en movimiento tiene una cierta cantidad

de CM, según su peso y velocidad. Todas las pelotas son iguales. Cuando

la primera pelota golpea a la segunda pelota de la fila, esta última se

mueve y golpea a la tercera, la que golpea a la cuarta, la que a su vez

golpea a la quinta. La quinta pelota es la última de la fila y como no tiene

nada contra qué golpear simplemente sale volando. Entonces el de la

primera pelota simplemente pasa a través de las demás pelotas hasta

llegar a la última.

Por lo tanto decimos que la CANTIDAD DE MOVIMIENTO se conserva.

Nada se pierde. Es posible que parte de la energía que le da velocidad a la

pelota se disperse un poco si las pelotas no están perfectamente

3

alineadas entre sí. O si las pelotas se hicieron con material blando, parte

de la energía se gastaría en aplastarlas un poco.

¿Y qué pasaría si suelto dos o tres pelotas?

¿Qué pasa con eso?

A ver, si suelto dos pelotas, tendrían dos veces más . . . digo, que una

sola pelota. Esto sería suficiente para que salieran volando dos pelotas en

el otro extremo. ¡Pero con tres pelotas, las cosas se ponen realmente

extrañas! La pelota del medio se mueve con las otras dos cuando golpea a

las dos pelotas inmóviles ¡sin embargo sale volando junto con ellas en el

otro extremo!

3

Entonces tres pelotas tienen más peso que dos pelotas. Como el debe

conservarse, debe moverse la misma cantidad de material para que se

cumpla la conservación de cantidad de movimiento.

A propósito, los científicos usan el término "masa" en vez de peso para

indicar la cantidad de material que tiene un objeto. El peso realmente es

sólo la fuerza con que la gravedad atrae algo. En el espacio, donde la

gravedad es muy débil, tanto la pelota de fútbol como la bocha no

pesarían nada, pero la bocha aún tendría mucha más masa.

5.1RECOLECCIÓN DE DATOS

MEDICIÓN N° TIEMPO (seg.)

1. 0.17

2. 0.19

3. 0.15

4. 0.23

5. 0.21

6. 0.18

3

7. 0.19

8. 0.23

9. 0.16

10. 0.21

Promedio=x=0.192 s

DESVIACION ESTANDAR:

S=¿¿

S=

{[ (0.192−0.17 )2+ (0.192−0.19 )2+(0.192−0.15 )2+(0.192−0.23 )2+ (0.192−0.21 )2+(0.192−0.18 )2+(0.192−0.19 )2+ (0.192−0.23 )2+ (0.192−0.16 )2+(0.192−0.21 )2 ]× 110

}1/2

S=

{ [(0.022)2+(0.002)2+(0.042)2+(−0.038)2+(0.018)2+(0.012)2+(0.002)2+(−0.038)2+(0.032)2+(−0.018)2 ]× 110

}1 /2

S=√ 0.0069610=0.02638

Error estándar en la medida.

(x−Sn , x+Sn¿

Sn= S

√n−1Sn=0.02638/3=0.008793≅ 0.0088

[0.192-0.0088; 0.192+0.0088]

3

Es decir el valor real está en el intervalo [0.1832; 0.2008]

MEDICIÓN N° TIEMPO (seg.)

1. 0.18

2. 0.19

3. 0.14

4. 0.21

5. 0.23

6. 0.17

7. 0.18

8. 0.20

9. 0.17

10. 0.21

Promedio=x=0.188 s

DESVIACION ESTANDAR:

S=¿¿

S=

{[ (0.188−0.18 )2+ (0.188−0.19 )2+(0.188−0.14 )2+ (0.188−0.21 )2+ (0.188−0.23 )2+(0.188−0.17 )2+ (0.188−0.18 )2+ (0.188−0.20 )2+ (0.188−0.17 )2+ (0.188−0.21 )2 ]× 110

}1 /2

S=

{ [(0.008)2+(0.002)2+(0.048)2+(−0.022)2+(−0.042)2+(0.018)2+(0.008)2+(−0.012)2+(0.018)2+(−0.022)2 ]× 110

}1/2

3

S=√ 0.0059610=0.0244

Error estándar en la medida.

(x−Sn , x+Sn¿

Sn= S

√n−1Sn=0.0244/3=0.0081

[0.188;± 0.0081]

Es decir el valor real está en el intervalo [0.1799; 0.1961]

VI. ASPECTOS ADMINISTRATIVOS

PRESUPUESTO

5.1.1 Costo del proyecto S/.

TOTAL 50.00

5.1.2 FINANCIAMIENTO

Autofinanciamiento

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VII. CONCLUSIONES

En la MAQUINA NEWTONIANA se mantiene la ley de

conservación de impulso.

A mayor masa mayor impulso generado, es decir son la masa y el

impulso son directamente proporcionales.

A mayor velocidad mayor impulso generado, es decir son la

velocidad y el impulso son directamente proporcionales.

A mayor impulso mayor tiempo de movimiento.

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VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

FÍSICA GENERAL: Teoría y Problemas, José W. Vásquez.

Editorial San Marcos. 1993. Lima Perú

FÍSICA I Problemas Resueltos. Leiva

Revista Española de Física, Vol 16, nº 5, 2002, págs. 41-45.

GIACOMO P. The new definition of the meter. Am. J. Phys. 52

(7) JUly 1984, pp. 607-613

3

IX. ANEXOS

3

3