Laboratorio 05 Maquina Atwood.docx

MECÁNICA DE SÓLIDOS

DOCENTE: Soca Flores, Carlos TÍTULO DE LA PRÁCTICA EXPERIMENTAL: Laboratorio Nº 5 Máquina de Atwood INTEGRANTES: Gaslac Sulca, Alessandro Huapaya Agama, Danilo

CARRERA PROFESIONAL: Mantenimiento de Maquinaria Pesada

AÑO ACADÉMICO: 2017 - l

SECCIÓN: C2 - D

FECHA DE REALIZACIÓN: 25 - 05 - 2017 FECHA DE ENTREGA: 01 - 06 - 2017

I.

INTRODUCCION Este laboratorio tiene como propósito principal estimar el valor numérico de la aceleración de la gravedad utilizando la Máquina de Atwood bajo la mirada de la segunda Ley de Newton. La Máquina Atwood fue diseñada por George Atwood (1784) para demostrar las leyes del movimiento acelerado y medir la aceleración de la gravedad. La máquina está formada básicamente por dos masas unidas por una cuerda que pasa por una polea.

II.

OBJETIVO:

-

III.

Determinar experimentalmente mediante la máquina de Atwood la aceleración de la gravedad

FUNDAMENTO TEORICO: La máquina de Atwood es una maquina inventada en 1784 por George Atwood como un experimento de laboratorio para verificar las leyes mecánicas del movimiento uniformemente acelerado. La máquina de Atwood es una demostración común en las aulas usadas para ilustrar los principios de física, específicamente mecánica. La máquina de Atwood consiste en dos masas, m1 y m2, conectadas por una cuerda de masa despreciable con una polea ideal de masa despreciable. -

Cuando m1 = m2, la maquina está en equilibrio neutral sin importa la posición Cuando m1 > m2, ambas masas experimentan una aceleración uniforme.

Se puede obtener una ecuación para la aceleración usando análisis de fuerzas. Puesto que se está usando una cuerda inelástica con masa despreciable y una polea ideal con masa despreciable, las únicas fuerzas que se tiene que considerar son: la fuerza tensión(T) y el peso de las dos masas(mg). Para encontrar el ∑ 𝑓 tenemos que considerar la que afectan a cada masa por separado (con el siguiente convenio de signos, suponiendo que m1 > m2, la aceleración a es positiva hacia abajo – con el mismo sentido de la aceleración de la gravedad g – en m1 y hacia arriba – con el sentido contrario a la aceleración de la gravedad g- en m2): -

Fuerzas que afectan a m1: m1 g- T = m1a (donde g y a tienen el mismo sentido) Fuerzas que afectan a m2: T- m2g = m2a (donde T y a tienen el mismo sentido)

IV.

MATERIALES DE TRABAJO

-

V.

Computadora con el software Pasco Capstone Sensor de movimiento rotacional Varilla Soporte universal Pesas Interfaz Power Link

PROCEDIMIENTO:

-

Primero procedemos a realizar el montaje respectivo para esta experiencia

-

Luego ingresamos al software Pasco Capstone previamente de haber insertado en sensor de movimiento rotacional.

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De ahí procedemos con las tomas de datos para luego registrarlo en el

software Pasco Capston

Datos: El siguiente cuadro expresa el peso en gramos de N° de pesas 1 pesas 2 pesas 3 pesas 4 pesas 5 pesas 6 pesas

Masa ( g ) 50,0 99,8 149,8 199,6 249,5 299,4

Formula: 𝑓 + 𝑓′ 𝑓=( ′ )×𝑓 𝑓 −𝑓 Donde: g = gravedad (9,8) m = masa a = aceleración 1° experiencia “Dos pesas vs tres pesas “ Datos obtenidos Aceleración 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Velocidad media 1,796

1,740 1,740 1,792 1,842 1,834 1,811 1,800 1,800 1,804

𝑓 𝑓2

𝑓 𝑓2

Tiempo (s) 0,150 0,200 0,250 0,300 0,350 0,400 0,450 0,500 0,550

-

Remplazamos con el primer dato Hallando la aceleración: 149,8 + 99,8 9,8 = ( )×𝑓 149,8 − 99,8 𝑓 = 1,96

𝑓 𝑓2

Hallando la gravedad: 149,8 + 99,8 𝑓 =( ) × 1,796 149,8 − 99,8 𝑓 = 8,96

𝑓 𝑓2

2° experiencia “Dos pesas vs cuatro pesas” Datos obtenidos: Aceleración 1 2 3 4 5 6

Velocidad media: 3.036

-

𝑓

Tiempo (s)

𝑓2

2,978 2,989 3,019 3,079 3,090 3,060

0,150 0,200 0,250 0,300 0,350 0,400

𝑓 𝑓2

Remplazamos con el primer dato: Hallando la aceleración 199,6 + 99,8 9,8 = ( )×𝑓 199.6 − 99.8 𝑓 = 3,26

𝑓 𝑓2

Hallando la gravedad 199,6 + 99,8 𝑓=( ) × 3,036 199.6 − 99.8

𝑓 = 9,108

𝑓 𝑓2

3° experiencia “tres pesas vs cinco pesas” Aceleración 1 2 3 4 5 6 7 8

Velocidad media: 2,263

Remplazamos: Hallando la aceleración

2,190 2,231 2,224 2,269 2,325 2,310 2,276 2,280

𝑓 𝑓2

𝑓 𝑓2

Tiempo 0,150 0,200 0,250 0,300 0,350 0,400 0,450 0,500

9,8 = (

249,5 + 149,8 )×𝑓 249,5 − 149,8 𝑓 = 2,69

𝑓 𝑓2

Hallando la gravedad 𝑓=(

249,5 + 149,8 ) × 2,263 249,5 − 149,8 𝑓 = 9.06

VI.

𝑓 𝑓2

Conclusiones: Se estudió la relación entre tiempo, masa y aceleración existente en la máquina de Atwood 1. En el primer caso la velocidad media con respecto al tiempo fue 1,796

𝑓 𝑓2 𝑓

2. En el segundo caso la velocidad media con respecto al tiempo fue 3.036 3. En el tercer caso la velocidad media con respecto al tiempo fue 2,263

En los valores experimentales de los tres casos al hallar el resultado, salen diferentes al valor de la gravedad teórica que es 9,80665 m/s² En el primer caso la gravedad es 𝑓 = 8,96

𝑓 𝑓2

En el segundo caso la gravedad es 𝑓 = 9,108 En el tercer caso la gravedad es 𝑓 = 9.06

𝑓 𝑓2

𝑓 𝑓2

𝑓 𝑓2

𝑓2