Practica Caida Libre.docx

Facultad de Ciencias Básicas Ingeniería y Tecnología

Practica: Segunda Ley De Newton, Tiro Vertical, Caída Libre Laboratorio de Fenómenos Físicos Ing. Bernardino Lima Jiménez o o o o o

Espejel Mendoza José Alfonso Meneses Muñoz Karla Alejandra Montiel Hernández Patricia Ramos Sánchez Briza Mariana Vazquez Huerta Gustavo Giovany

INGENIERIA QUIMICA

2°B JUEVES 7 DE MARZO DE 2019

Tabla de Contenido o o o o o o o o

Introducción Objetivos Marco Teórico Materiales Procedimiento Cálculos Y Análisis De Resultados Conclusiones Bibliografía

Introducción Cuando un cuerpo se halla en reposo, permanecerá así a menos que se haga algo para sacarlo de dicho estado. Un agente exterior debe ejercer una fuerza sobre él para alterar su movimiento, esto es, para acelerarlo. Isaac Newton planteó por vez primera en forma clara y concreta tres enunciados conocidos con el nombre de Leyes del Movimiento, los cuales explicaron la relación causa-efecto de las fuerzas al actuar sobre los cuerpos. La primera ley de Newton establece que para que un objeto permanezca en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo uniforme, la fuerza neta que actúa sobre él debe ser igual a cero. Cuando una fuerza no equilibrada actúa sobre un objeto, le imprime una aceleración. Isaac Newton, en su Segunda Ley, estableció que la fuerza que actúa sobre un objeto y la aceleración que ésta le provoca son directamente proporcionales.

Objetivos 1. Establecer el tipo de relación existente entre la fuerza aplicada a un cuerpo y la aceleración producida (masa constante). 2. Establecer el tipo de relación existente entre la masa de un cuerpo y la aceleración producida (fuerza constante). 3. Comprobar que dos cuerpos caen al mismo tiempo sin importar su peso

aplicando los conocimientos adquiridos sobre el tema. 4. Determinar la aceleración de un cuerpo en un tiro vertical aplicando los conocimientos adquiridos sobre el tema

Marco Teórico Las leyes de Newton, también conocidas como leyes del movimiento de Newton, son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la mecánica, en particular, aquellos relativos al movimiento de los cuerpos. Revolucionaron los conceptos básicos de la física y el movimiento de los cuerpos en el universo.  Segunda ley de Newton o ley de fuerza La segunda ley del movimiento de Newton dice El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime. Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene por qué ser constante) actúa una fuerza neta: la fuerza modificará el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo o dirección. 

Caída Libre

Un cuerpo que se deja caer en el vacío, se desplaza en línea recta vertical con una aceleración constante, la cual se conoce como gravedad (g), lo que produce que el módulo de la velocidad aumente uniformemente en el transcurso de su caída  Movimiento de subida o de tiro vertical Al igual que la caída libre, este es un movimiento uniformemente acelerado. Tal como la caída libre, es un movimiento sujeto a la aceleración de la gravedad (g), sólo que ahora la aceleración se opone al movimiento inicial del objeto. A diferencia de la caída libre, que opera solo de bajada, el tiro vertical comprende subida y bajada de los cuerpos u objetos y posee las siguientes características: - La velocidad inicial siempre es diferente a cero. - Mientras el objeto sube, el signo de su velocidad (V) es positivo. - Su velocidad es cero cuando el objeto alcanza su altura máxima

Materiales o o o o o o

Dinamómetro Flexómetro Ladrillo (2.5 kg.) Cuendas Libros de diferentes pesos (En una pequeña bolsa) Pelotas de diferentes tamaños  Unicel  Goma  Canica o Pedazo de Madera (400 gr.)

Procedimiento Enumeraremos los procedimientos de manera rápida, ya que, en la parte de Cálculos y Análisis de Resultados se explicará a detalle y con datos específicos lo que ocurrió en cada paso que mencionaremos a continuación.  La primera parte consto de colocar el ladrillo sobre una mesa y amarrarlo con la cuenda a la bolsa con los libros dentro de ella, la bolsa caería en forma de polea o péndulo por la mesa CAIDA LIBRE o Con la ayuda de la regla y el plumón medimos la altura de la cual serian lanzados los cuerpos, esta altura fue de 2.8m o Los objetos, que en este caso eran las distintas pelotas, el pedazo de madera y unos libros, fueron colocados en la altura de la cual iban a ser lanzados o Con el apoyo de mis compañeros de equipo verificamos que los cuerpos estuvieran correctamente posicionados para que no hubiera errores. o Procedimos al lanzamiento de ambos cuerpos y verificamos el tiempo de caída con la ayuda del cronometro o Repetimos el procedimiento varias veces para verificar el resultado o Realizamos nuestras anotaciones acerca de qué pasa en cada caso con los diferentes objetos TIRO VERTICAL o Determinamos el punto desde donde se lanzaría la pelota o Una vez localizado el punto con el apoyo de mis compañeros de equipo verificamos que el lanzamiento fuera correcto para que no hubiera errores o Tomamos el tiempo con el cronometro desde que fue lanzada verticalmente las pelotas hasta cuando cayó al suelo o Repetimos el procedimiento varias veces para verificar el resultado o Realizamos nuestras anotaciones para calcular la velocidad con la que fue lanzada

Cálculos Y Análisis De Resultados Para la primera parte de la práctica se realizaron Las siguientes tablas las cuales muestran el cálculo de velocidad, aceleración y fuerza que tuvo un cuerpo 2.5 kg al ser arrastrado por 3 diferentes cuerpos de distinta masa. Calculo de velocidad: Masa Distancia Tiempo Formula Velocidad 4.5 kg 1.80 m 1.5 s v=d/t 1.20 m/s 6 kg 1.80 m 1.2 s v=d/t 1.50 m/s 1.9 kg 1.80 m 1.9 s v=d/t 0.973 m/s En la tabla se muestran los valores obtenidos en cuanto a la velocidad que tuvo el cuerpo al ser desplazado por el peso de un cuerpo con masa mayor. Calculo de aceleración: Masa Velocidad Tiempo Formula Aceleración 4.5 kg 1.20 m/s 1.5 s a=v/t 0.8 m/s2 6 kg 1.50 m/s 1.2 s a=v/t 1.25 m/s2 1.9 kg 0.947 m/s 1.9 s a=v/t 0.497 m/s2 La tabla nos indica el cálculo de la aceleración conforme el tiempo que tardó en caer el objeto y la velocidad que tuvo. Calculo de fuerza: Masa Aceleración 4.5 kg 0.8 m/s2 6 kg 1.25 m/s2 1.9 kg 0.497 m/s2 Después de conocer la aceleración que calcular su fuerza expresada en Newton.

Formula Fuerza F=m x a 3.6 N F=m x a 7.5 N F=m x a 0.944 N tuvo el cuerpo, en la tabla ya logramos

Diferentes unidades de medida

Fuerza 1 Masa 1 Aceleración 1 Fuerza 2 Masa 2 Aceleración 2 Fuerza 3

CGS 360000 dinas 4500 g 0.008 cm/s² 750000 dinas 6000g 0.0125 cm/s² 94400 dinas

Mks 3.6 N 4.5 kg 0.8 m/s2 7.5 N 6 kg 1.25 m/s2 0.944 N

Ingles 0.8093 lb 0.308 slug 2.625 ft/s2 1.6861 lb 0.4111 slug 4.101 ft/s2 0.2122 lb

Masa 3 Aceleración 3

1900 g 0.005 cm/s²

1.9 kg 0.497 m/s2

0.1301 slug 3.116 ft/s2

Las siguientes tablas muestran el cálculo de la distancia, tiempo, velocidad y aceleración con la que caen tres diferentes objetos desde una altura de 2.77 m. Calculo de velocidad: Objeto Pelota esponja Bloque madera Pelota unicel Balín

Distancia de 2.77 m

Tiempo 0.99 s

Formula v=d/t

Velocidad 2.79 m/s

de 2.77 m

1.07 s

v=d/t

2.58 m/s

de 2.77 m

1.26 s

v=d/t

2.19 m/s

2.77 m

1.06 s

v=d/t

2.61 m/s

2.77 m

0.8 s

v=d/t

3.43 m/s

Velocidad de 2.79 m/s

Tiempo 0.99 s

Formula a=v/t

Aceleración 2.81 m/s2

de 2.58 m/s

1.07 s

a=v/t

2.41 m/s2

de 2.19 m/s

1.26 s

a=v/t

2.06 m/s2

2.61 m/s

1.06 s

a=v/t

2.46 m/s2

3.43 m/s

0.8 s

a=v/t

4.28 m/s2

Libro

Calculo de la aceleración: Objeto Pelota esponja Bloque madera Pelota unicel Balín Libro

En la tercer y última parte de la práctica lo que hicimos fue registrar el tiempo en que se tardan 3 diferentes objetos en subir y caer a una distancia de aproximadamente 8 metros. Objeto

Tiempo de subida

Tiempo de bajada

Distancia

Pelota de esponja

2.26 s

1.10 s

8m

Pelota de unicel

1.45 s

1.30 s

8m

Bloque de madera

1.13 s

0.90 s

8m

Conclusión Se concluyó que entre las variables de fuerza y aceleración existe una relación lineal, siendo ellas directamente proporcionales.  Se concluyó que entre la masa y la aceleración existe una relación inversa, porque al aumentar la masa, disminuye la aceleración. También llegamos a la conclusión de que, a partir del tiempo transcurrido durante una caída libre o un tiro vertical hacia arriba, se puede conocer una altura aproximada conociendo ya sea su velocidad inicial en el caso de un movimiento de caída libre, y en el caso de un tiro vertical hacia arriba su velocidad final. Además, aprendimos que el tiro vertical se acelera constantemente al valor de la gravedad, dependiendo de la posición de la que este en la Tierra. Comprobamos que un movimiento como es el de caída libre es uniformemente variado, ya que su aceleración es constante sin ser nula.

Bibliografía  Serway. Física. Editorial McGraw-Hill (1992)  Eisberg, Lerner. Física. Fundamentos y Aplicaciones. Editorial McGraw-Hill (1983).  Gettys, Keller, Skove. Física Clásica y Moderna. Editorial McGraw-Hill (1991).