FACULTAD

DE INGENIERÍA INDUSTRIAL Y DE SISTEMAS

CURSO : LABORATORIO DE FISICA I

PROFESOR : ING. SANTACRUZ DELGADO, JOSE

TEMA : SEGUNDA LEY DE NEWTON

INTEGRANTES : HUARCAYA BAYLON, CARLOS

RODAS HUAMAN, EDGAR

VELAZCO MATOS, LUIS

AULA : C-401

CICLO : II

TURNO : NOCHE

OCTUBRE DEL 2009

INTRODUCCION

Las leyes del movimiento tienen un interés especial aquí; tanto el movimiento

orbital como la ley del movimiento de los cohetes se basan en ellas.

Newton planteó que todos los movimientos se atienen a tres leyes principales

formuladas en términos matemáticos y que implican conceptos que es

necesario primero definir con rigor. Un concepto es la fuerza, causa del

movimiento; otro es la masa, la medición de la cantidad de materia puesta en

movimiento; los dos son denominados habitualmente por las letras F y m.

“La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional a su

aceleración.”

SEGUNDA LEY DE NEWTON

OBJETIVOS

Analizar y comprobar las diferentes relaciones que tiene la fuerza

existente entre las masas y la aceleración.

Dar a conocer de que se trata la segunda ley de Newton.

Analizar en diversos tiempos el movimiento que realiza el carrito debido a

sus masas a través del Software Logger Pro.

Lograr un mejor desarrollo en el los laboratorios deben tomarse datos

precisos que se toman a través de unos aparatos electrónicos la cual nos

facilita obtener datos con precisión y dichas graficas.

EQUIPOS Y MATERIALES

Un riel de metal de precisión

Un carro dinámico

Una interface Vernier

Una PC. (Logger Pro)

Una Foto-puerta (sensor)

Una polea simple

Una balanza

Un porta masas

Un Juego de masas

Cordel o pita

MONTAJE DEL EXPERIMENTO:

MARCO TEORICO

LEYES DE NEWTON

Se denomina Leyes de Newton a tres leyes concernientes al movimiento de

los cuerpos. La formulación matemática fue publicada por Isaac Newton en

1687, en su obra Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. Las leyes de

Newton constituyen, junto con la transformación de Galileo, la base de la

mecánica clásica. En el tercer volumen de los Principia Newton mostró que,

combinando estas leyes con su Ley de la gravitación universal, se pueden

deducir y explicar las Leyes de Kepler sobre el movimiento planetario.

Debe aclararse que las leyes de Newton tal como comúnmente se exponen,

sólo valen para sistemas de referencia inerciales. En sistemas de referencia

no-inerciales junto con las fuerzas reales deben incluirse las llamadas fuerzas

ficticias o fuerzas de inercia que añaden términos suplementarios capaces de

explicar el movimiento de un sistema cerrado de partículas clásicas que

interactúan entre sí.

Segunda Ley de Newton o Ley de la Fuerza

La variación del momento lineal de un cuerpo es proporcional a la

resultante total de las fuerzas actuando sobre dicho cuerpo y se

produce en la dirección en que actúan las fuerzas.

Newton definió el momento lineal (momentum) o cantidad de movimiento

como una magnitud representativa de la resistencia de los cuerpos a alterar

su estado de movimiento definiendo matemáticamente el concepto coloquial

de inercia.

,

donde m se denomina masa inercial. La segunda ley se escribe por lo tanto:

Esta ecuación es válida en el marco de la teoría de la relatividad de Albert

Einstein si se considera que el momento de un cuerpo se define como:

Substituyendo en la ecuación de la fuerza, la definición de la cantidad de

movimiento clásica la segunda ley de Newton adquiere la forma más familiar

de:

.

Esta ley constituye la definición operacional del concepto de fuerza, ya que

tan sólo la aceleración puede medirse directamente. De una forma más

simple, se podría también decir lo siguiente:

La fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional al

producto de su masa y su aceleración.

Donde F es la fuerza aplicada, m es la masa del cuerpo y a la aceleración.

ACTIVIDAD

TABLA N°1

(La actividad 1, 2, están presentes en esta tabla)

Masa(kg)

Masa

suspendi

da(g)

Masa total o

Masa del

sistema(kg)

Aceleración

Experimental

( m/s2)

Aceleración

teórica(m/s2)

Fuerza

Aceleradora

(N)

M Msusp

Mtotal=M+ms

usp

aexp

ateor=msusg/

M+msusp

Facel=msusp

g

492,5 9,5 0,502 0,1918 0,1854 0,0931

492,5 17,5 0,51 0,3976 0,33627 0,1715

492,5 25,5 0,518 0,5872 0,4824 0,2499

492,5 33,5 0,526 0,797 0,6241 0,3283

492,5 41,5 0,534 0,9847 0,7616 0,4067

Aceleración Fuerza Masa Masa Error Error

Experimental

( m/s2)

Aceleradora

(N)experimental teórica Absoluto Porcentual

0,1918 0,0931 0,48540146 0,502 -0,01659854 -1,66%

0,3976 0,1715 0,43133803 0,51 -0,07866197 -7,87%

0,5872 0,2499 0,42557902 0,518 -0,09242098 -9,24%

0,797 0,3283 0,4119197 0,526 -0,1140803 -11,41%

0,9847 0,4067 0,41301919 0,534 -0,12098081 -12,10%

Aceleración

Experimental

( m/s2)

Aceleración

teórica

(m/s2)

Error

Absoluto

Error

Porcentual

0,1918 0,1854 0,0064 0,64%

0,3976 0,33627 0,06133 6,13%

0,5872 0,4824 0,1048 10,48%

0,797 0,6241 0,1729 17,29%

0,9847 0,7616 0,2231 22,31%

CUESTIONARIO

1) ¿Qué relación existe entre las variables graficadas?

Entre la fuerza y la aceleración hay una relación

directamente proporcional, ya que a mayor ”a”

hay mayor fuerza, por la tanto su grafica se

asemeja idealmente a un Y=X

2) En qué porcentaje cree usted que se comprobó la Segunda Ley de Newton.

Analizando la tabla n°1 se observa que existe una diferencia entre la

aceleración experimental y teórica, ya que no se considera la fuerza de

fricción del carril con respecto al carro de prueba

Ahora para saber el porcentaje que se comprobó la Segunda Ley de

Newton se hará lo siguiente:

3) ¿A qué atribuye el error experimental de la aceleración y masa total? Explique.

Según los datos obtenidos y los análisis respectivos, los errores en la

experimentación se deben a lo siguiente:

Que cada instrumento de medida tiene un pequeño porcentaje de error

No se considera la fuerza de fricción

La percepción Visual a la hora de pesar

Al momento de terminar la toma de datos, LOGGER PRO puede haber

considerado como movimiento el choque del carrito.

4) En base a las preguntas anteriores, responda lo siguiente:

Una pelota de hule y una de golf tienen la misma masa, pero la de hule

tiene mayor radio. ¿Por qué, si se aceleran de manera idéntica con la

misma fuerza inicial, la pelota de golf debería ir más lejos?

Ra

6aaire

ra

4aaire

La pelota de golf irá más lejos ya que presenta una menor oposición del

aire, ya que a mayor volumen mayor oposición, Ahora para la pelota de

hule se observa que:

Aceleración hule=a-6aire<a-4aire, por lo tanto la fuerza, por ende el desplazamiento

será mayor al que tenga mayor aceleración.

5) Hacer un diagrama de cuerpo libre del sistema y aplique la Segunda Ley

de Newton, en este caso suponga que existe fricción entre el carro y el

riel, y determine la aceleración del cuerpo. (Sugerencias: tome μ como

coeficiente de fricción entre el carro y el riel)

M2

FG=m1

g

NFr

F

FR

M1

OBSERVACIONES

La segunda ley de Newton es válida para cuerpos cuya masa es

constante.

Cuando tenemos fuerzas y aceleraciones muy grandes ya no cumple la

ley pero cuando son muy pequeñas sigue siendo válida la segunda ley de

Newton.

Hemos podido notar que el software (Logger Pro) usado en nuestra

práctica de laboratorio es muy eficaz en su desempeño, cuando uno lo

usa de manera correcta.

La aceleración de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza neta

aplicada sobre el e inversamente proporcional a su masa.

CONCLUSIONES

Teóricamente el objeto debe seguir una trayectoria vertical dada por la

ecuación.

Nosotros creemos que la mejor conclusión que se puede sacar de un

trabajo como este es que la fuerza está presente en nuestras vidas a cada

momento aunque nunca pensemos en ello o simplemente no nos demos

cuenta. Además con este trabajo nosotros pudimos aprender mejor, lo que

es una fuerza, aprendimos desde el concepto mismo hasta como

medirlas, y exactamente de qué maneras actúan las fuerzas en nuestra

vida diaria, hasta en las cosas más simples, la fuerza está presente en

toda situación que presente movimiento.

Damos a concluir que cada aparato electrónico que hemos utilizado hasta

ahora en nuestras prácticas de laboratorio de física I, ha sido de mucha

importancia para la mejor aplicación en la parte teórica.

RECOMENDACIONES

Una buena ubicación de los instrumentos que usamos en nuestras

prácticas de laboratorio hará que estas se desarrollen de manera eficaz y

la toma de datos sea de mejor valor para nuestros resultados.

Un mayor espacio para el desarrollo de la práctica sería conveniente para

una mejor y mayor participación de cada integrante de grupo.

El trabajo a conciencia, el interés en la práctica y la colaboración de cada

integrante del grupo hará que los resultados que deseamos obtener sean

los mejores para el desarrollo y la elaboración de la misma.

BIBLIOGRAFIA

http://www.fisicanet.com.ar/fisica/dinamica/ap01_leyes_de_newton.php

http://www.monografias.com/trabajos18/leyes-newton/leyes-newton.shtml

http://es.wikipedia.org/wiki/Leyes_de_Newton

http://fisicayeducacion.wikispaces.com/4-+Segunda+ley+de+Newton

http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/02/leyes.html