Informe 3.docx

Segunda Ley de Newton Mateo Pava, Nicolás Zuluaga, Alejandro Rodríguez Universidad Icesi, Facultad de Ciencias Naturales, Laboratorio de Física. Santiago de Cali ColombiaNoviembre 19 de 2018

1.

RESUMEN

Esta práctica se realizó con el objetivo de encontrar y analizar la segunda ley de newton a través de un montaje con distintas masas. Usando la ecuación de la segunda ley de Newton se llegó a analizar parámetros de aceleración usando los equipos de LabQuest y Tracker, encontrando así porcentajes de error por debajo del 5 por ciento, para así llegar a distinguir la relación entre la fuerza de un sistema con su aceleración. 2.

INTRODUCCIÓN

La segunda Ley de Newton plantea que la aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta y tienen la misma dirección, la masa del objeto también juega un papel importante porque a mayor masa menor será la aceleración. La segunda Ley de Newton permite interpretar situaciones dinámicas, se debe tener presente que la fuerza neta es la sumatoria de fuerzas y la masa m es la masa total del sistema. En esta práctica se utilizó la segunda Ley de Newton para demostrar experimentalmente la constante de proporcionalidad m, en un sistema con polea.

3. MARCO TEÓRICO Para poder realizar este experimento tuvimos que usar diferentes fórmulas que nos ayudaron a encontrar las diferentes aceleraciones, tanto teóricamente, como experimentalmente. (3.1) peso = masa 2 x gravedad

Esta fórmula se utiliza para hallar el peso de la masa 2. (3.2) aceleración teórica = peso/(masa 1+mas2) Con esta fórmula se encuentra la aceleración teórica, la cual se compara con la experimental. (3.3) predicción = aceleración teórica / 2 La siguiente fórmula ayuda a comparar el resultado de esta y los valores obtenidos en labquest y tracker. (3.4) aceleración experimental = parametro x 2 Con esta fórmula se obtiene la aceleración en labquest y en tracker. (3.5) % de error = ABS(a.teóricaa.experimental)/a.teórica Con esta fórmula se encuentra el porcentaje de error que existe entre el valor teórico y el valor experimental. (3.6) fuerza = peso x aceleración Esta fórmula muestra la fuerza del sistema.

(3.7) sumatoria de masas = masa1 + masa2 Esta fórmula muestra la suma de las dos masas.

4. MARCO PROCEDIMENTAL 4.1 Materiales ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓ ✓

LabQuest Tracker Masas Portamasa Carril Carro Cinta enmascarar Cuerda Celular PC

4. Se debe registrar un video por cada lanzamiento que se efectúe para luego analizar en tracker. 5. En el primer intento todas las masas deben estar en el objeto 1 (carro) y al finalizar, éste debe quedar vacío y todas las masas deben quedar en el objeto 2 (portamasas). 6. Se repite el procedimiento mínimo 10 veces, de modo que se roten las masas del objeto 1 (carro) al objeto 2 (portamasas) y por cada caso se registra en la tabla 1, el parámetro A del LabQuest y Tracker.

5. RESULTADOS

4.2 Procedimiento 1. Se realiza el siguiente montaje experimental.

Tabla (1) 2. Se selecciona la cantidad de masas para el sistema, teniendo en cuenta que deben sumar mínimo 250g y realizar mínimo 10 repeticiones. 3. Se debe tener en cuenta la masa del objeto 1 (carro) y del objeto 2 (portamasas) dentro de las masas m1 y m2 respectivamente.

Masa1 (g)

Masa 2 (g)

Parametro A (LQ)

Parametro A (TR)

0,512

0,02

0,18297

0,1806

0,507

0,025

0,22506

0,2324

0,497

0,036

0,31786

0,3324

0,487

0,045

0,40559

0,4278

0,467

0,065

0,59639

0,6117

0,447

0,085

0,7705

0,7536

0,422

0,11

1,0573

1,044

0,392

0,14

1,2591

1,313

0,362

0,17

1,528

1,589

0,312

0,22

2,0729

2,098

0,262

0,27

2,6830

2,339

Tabla (2)

Grafica (1)

Grafica (2) 6. ANÁLISIS DE RESULTADOS Al realizar las dos gráficas de fuerza vs. aceleración se obtiene una ecuación de la gráfica, la pendiente de esta ecuación debe estar cercana a la masa total del sistema, al comparar la masa total del sistema con estas dos pendientes es posible concluir que son iguales y

que existe una proporcionalidad en las masas del sistema. También fue posible afirmar que no hay porcentaje de error de las masas totales y el valor obtenido de la pendiente porque estos dos valores son iguales. Los errores más frecuentes obtenidos fueron en el momento de realizar el experimento, ya que es casi imposible encontrar la aceleración exacta, debido a que existen diferentes razones para encontrar un error, por ejemplo al lanzar el objeto ya que la fuerza puede variar. Esto se puede minimizar realizando el experimento varias veces hasta que se encuentre una aceleración más exacta aproximada a la aceleración obtenida por la predicción. Los valores atípicos en la aceleración se deben a que al realizar el experimento con diferentes masas y varias veces, existe la posibilidad de que algunas de las aceleraciones se alejen un poco de la predicción y otras en donde se acerque más a esta. Por lo tanto estos valores atípicos se deben a que no se logra encontrar con exactitud la aceleración con cada masa. Los resultados más confiables son los menos atípicos, esto se puede observar cuando el margen de error (porcentaje de error) es muy cercano a cero, es decir los que se acerquen más a la aceleración de la predicción. Los únicos resultados exactos son los encontrados algebraicamente (predicción), mientras que los resultados obtenidos en la práctica siempre tuvieron algún margen de error por más mínimo que fuera. Por lo tanto se puede observar como la aceleración va a cambiar un poco comparando ambos resultados. Se cumplió el objetivo ya que al realizar el experimento se pudo comprender y analizar de mejor manera la segunda ley de newton en un sistema con polea. En el sistema se puede hallar la energía potencial y energía cinética. La potencial se

observa en el porta masa, ya que la masa baja es decir se mueve en el eje Y, variando la altura. La cinética se puede ver en el desplazamiento del carro, ya que este se mueve hacia adelante y hacia atrás, es decir en el eje X.

7.CONCLUSIONES 1. Se observó cómo la mayoría de las aceleraciones obtenidas experimentalmente cumplen con el requisito de tener un porcentaje de error menor al 5%, por lo tanto se puede decir que se realizó una buena práctica. 2. Al comparar las 2 gráficas de aceleración , se evidenció que los valores obtenidos en LabQuest son más exactos que los de tracker, esto se debe a que LabQuest brinda mayor precisión en sus valores. 3. Se puede observar que a medida de que el objeto 2, es decir el portapesas contiene mayor peso, la aceleración va a ser cada vez mayor. Esto se debe a que el peso hecho por este genera mayor aceleración al objeto 2. 4. Al tener la misma sumatoria de masas siempre, pero variando entre los objetos, hace que se observe una gráfica lineal. 8.BIBLIOGRAFÍA 1. WILSON, J., BUFA, A. J., & LOU, B. (2007). Física. México: PEARSON EDUCATION. 2. Hurtado B, Diana Paola. (2018). Segunda ley de Newton. WILSON, J.,

BUFA, A. J., &; LOU, B. (2007). Física. México: PEARSON EDUCATION.