CUESTIONARIO 1. Trace la gráfica 1, “F versus a”, y halle la fórmula experimental por el método de para de puntos. ¿Qué valor indica la pendiente que denominaremos K1? Calcule el error porcentual cometido con respecto a la medida directa de la masa del carro.
Nos piden calcular la fórmula por el método del par de puntos, para el cual solo tomamos dos puntos cualesquiera. En este caso consideraremos (2.3, 0.315) y (5.77, 0.444) Aplicando tendremos que que la pendiente será:
= = 0.444−0.315 5.77−2.3 =0.037 Entonces =+⟹=0.037+ 0.315) Reemplazamos (0.444, para hallar b ⟹ 0.444 = 0.037 × 5.77 + ⟹ = 0.23 ⟹=.+. El valor de que es el de la pendiente indica la masa debida =/; entonces la masa experimental seria el valor de la pendiente = = . . Pero además nos piden calcular el error porcentual cometido durante la medición directa de la masa del carro (error experimental porcentual).
ó ó − )100% % = ( 1
El valor teórico lo tenemos en la tabla 1 que es 0.157 kg.
% = (0.157−0.037 0.157 )×100%=76.43% 2. ¿Cómo interpreta dinámicamente el origen de coordenadas de la gráfica 1? La grafica muestra que el móvil está en el origen de condenadas con la aceleración (a=0) y fuerza (F=0); por lo tanto, está en reposo; es decir, no hay movimiento.
3. ¿Podría definir la masa? ¿Cómo? Establezca diferencias entre masa y peso. Determina la masa utilizando la fuerza y la aceleración. La segunda ley del movimiento de newton indica que una fuerza es igual a la masa por aceleración: f = ma. Entonces para hallar su masa: m = f / a. (La fuerza se mide en newton N) Diferencia entre masa y peso La masa es la cantidad de materia en un objeto y no cambia a menos que cortes parte de este o agregues más material. El peso es una medida del efecto que tiene la gravedad sobre la masa. Si mueves el objeto hacia un área con una gravedad diferente (como por ejemplo de la tierra a la luna), su peso cambiará, pero no la masa.
4. Trace la gráfica 2 “a” vs “m”, si la recta forma un ángulo de 90° con cualquier recta paralela al eje X que la intercepta, ensaye la gráfica 3 de proporcionalidad directa.
0.18 0.16 0.14 0.12 ] 2 0.1 ^ S / M0.08 [
0.06
y = -0.0695x + 0.2491 R² = 0.9458
0.04 0.02 0 0
0.5
1
1.5 MASA [kg]
2
2
2.5
3
3.5
a). Halle la fórmula experimental por par de puntos. ¿Qué valor indica esta otra pendiente?
1.85;0.12 ^ 2.16; 0.10 =+ = 0.12−0.10 1.85−2.16 = −0.0645 Reemplazando 2.16; 0.10 para hallar “b” 0.10= −0.064592.16+ =−0.239 =−0.0645−0.239 b). Halle el error experimental cometido. Indique las causas de este error y como lo minimizaría
= |−0.0695−−0.0645| =0.005 La causa de este error se debe a que solo sea tomado dos puntos y se minimizaría haciendo uso de la estadística (regresión lineal) así se tendría una pendiente más exacta.
20 18 16 14 ] 12 2 ^ S / 10 M [
8
y = 7.8708x - 5.5734 R² = 0.9753
6 4 2 0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
1/MASA [kg^-1]
a) Halle la fórmula experimental por par de puntos. ¿Qué valor indica esta otra pendiente?
1.46;6.37 ^ 1.61; 7.30 3
=+ = 7.30−6.37 1.61−1.46 = 6.2 Reemplazando 1.61; 7.30 para hallar “b” 7.30= 6.21.61+ =−2.682 =6.2−2.682 b) Halle el error experimental cometido. Indique las causas de este error y como lo minimizaría
= |7.9−6.2| =1.75 La causa de este error se debe a que solo sea tomado dos puntos y se minimizaría haciendo uso de la estadística (regresión lineal) así se tendría una pendiente más exacta.
5. Exprese los enunciados de las leyes de Newton de otra manera. 1° ley de inercia En esta primera ley, Newton expone que “Todo cuerpo tiende a mantener su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas ejercidas sobre él”. Esta ley postula, por tanto, que un cuerpo no puede cambiar por sí solo su estado inicial, ya sea en reposo o en movimiento rectilíneo uniforme, a menos que se aplique una fuerza neta sobre él. Newton toma en cuenta, sí, que los cuerpos en movimiento están sometidos constantemente a fuerzas de roce o fricción, que los frena de forma progresiva. Por ejemplo, los proyectiles continúan en su movimiento mientras no sean retardados por la resistencia del aire e impulsados hacia abajo por la fuerza de gravedad.
2ª ley de la fuerza y aceleración
4
La segunda ley del movimiento de Newton dice que “Cuando se aplica una fuerza a un objeto, éste se acelera. Dicha a aceleración es en dirección a la fuerza y es proporcional a su intensidad y es inversamente proporcional a la masa que se mueve”. 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. En concreto, los cambios experimentados en la cantidad de movimiento de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta; esto es, las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos.
Fneta =
∑ = ma
3ª ley de acción y reacción Las fuerzas siempre actúan por pares iguales y opuestos. Si el cuerpo A ejerce una fuerza FA,B sobre el cuerpo B, éste ejerce una fuerza igual, pero opuesta a FA,B sobre el cuerpo A .
FA,B = - FA,B
6.
Defina Como “relación de masas de los dos cuerpos al recíproco de sus aceleraciones producidas sobre estos cuerpos por la misma fuerza”. Dé una interpretación. ¿Cuál de los móviles tiene mayor inercia
y cuál es su valor?
5
La oposición que presentan los cuerpos a cambiar su estado de reposo o de movimiento se llama inercia. La inercia se mide por la cantidad de materia o masa que tiene un cuerpo; es decir, a mayor masa, mayor inercia. Por ejemplo: es más fácil levantar un cuaderno que un mueble.
Móvil A
Móvil B
= × = × × = ×
El móvil que tiene mayor inercia es aquel que tiene mayor masa. Si Si
> , entonces el móvil A tiene mayor inercia. < , entonces el móvil B tiene mayor inercia.
7. Escriba las unidades de Fuerza en todos los sistemas de unidades y sus equivalencias. SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES
SISTEMA CEGESIMAL (CGS)
SISTEMA TÉCNICO
8. Escriba las unidades de masa en todos los sistemas de unidades y sus equivalencias. Para pasar de una unidad a otra podemos seguir este esquema: La unidad fundamental de masa es el kilogramo, pero el sistema de múltiplos y
submúltiplos
se
estableció
6
a
partir
del
gramo:
O
K
M IL
H
O E
O O
C
D
G A M
R C A
T
G O
G
R A M A
D
M E
R A
C IG
M T
IG
E IL N IG
R
R A R
A
M A
M M
C O
O
G R
O
E
O
Kg
Hg
Dag
G
Dg
Cg
Mg
1.000 G
100 G
10 G
1 G
0,1 G
0,01 G
0,001 G
Datos: El miligramo es una unidad de La tonelada es una unidad de masa muy grande.
masa muy
pequeña.
Recordemos que si queremos pasar de una unidad a otra tenemos que multiplicar (si es de una unidad mayora otra menor) o dividir (si es de una unidad menor a otra mayor) por la unidad seguida de tantos ceros como lugares haya entre ellas.
9. Escriba las unidades de aceleración en todos los sistemas de unidades y sus equivalencias. La aceleración mide directamente la rapidez con que cambia la velocidad.
ACELERACIÓN
SÍMBOLO
EQUIVALENCIA
Pie (Uk, Us) por segundo al cuadrado
Ft/S2
0,304 8 M/S2
Gal
Gal
0,01 M/S2
Kilómetro por hora al cuadrado
Km/H2
7,72.10-5m/S 2
Pulgada por segundo al cuadrado
In/S2
25,4.10-3m/ S2
7
Yarda por segundo al cuadrado
Yd/S2
0,914 4 M/S2
Aceleración de convencional
-
9,806 65 M/S2
la
gravedad
10. De acuerdo a la figura siguiente, complete la incógnita en la unidad que se indica:
F = ¿? Kgf
Masa = 25 kg
Aceleración = 25 m/h2
F = 800 dinas Masa = ¿? Slug
Aceleración = 15 pies/min2
F = 1200 N
Aceleración =¿? Km/s2
Masa = 200 kg
× =. Kgf = × × × =. = × x
m
× × =. / = OBJETIVOS
Experimentalmente lograr comprender la segunda ley de Newton para así poderlo aplicar con mayor conocimiento en la solución de los problemas. Aplicar los conocimientos brindados en clase por el docente para tener un buen resultado. Ampliar el marco teórico de las leyes de Newton impartidas en clase. Verificar las leyes de Newton. Graficar las relaciones existentes entre la fuerza, masa y aceleración. Aplicar Regresión Lineal del MS Excel para el ajuste de curvas. El instrumento de medición debe estar bien calibrados (cronometro, balanza), el grupo tanto el que toma notas también estar concentrado, para obtener buenos resultados y disminuir el grado de error al realizar los cálculos matemático. Verificar que la aceleración de un cuerpo bajo la acción de una fuerza neta constante, es inversamente proporcional a su masa.
8
CONCLUSIÓN
Hemos concluido que para tener resultados más exactos se deben realizar varias medidas; por ejemplo, la medición del tiempo y luego sacar su media aritmética y con esta media recién poder trabajar. En esta última experiencia de laboratorio, se ha podido comprender la relación entre fuerza y aceleración, donde teóricamente estas son directamente proporcionales. Sin embargo, al realizar la experiencia se obtuvo una cierta variación en el resultado; esto se debe a un grado de error en la medición.
La segunda ley de newton nos permite tener las causas del movimiento. La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta actuando sobre él, e inversamente proporcional a la m asa del objeto.
"La ley de la reacción" enunciada algunas veces como que "para cada acción existe una reacción igual y opuesta". En términos más explícitos: Las fuerzas son siempre producidas en pares, con direcciones opuestas y magnitudes iguales. Si el cuerpo nº 1 actúa con una fuerza f sobre el cuerpo nº 2, entonces el cuerpo nº 2 actúa sobre el cuerpo nº 1 con una fuerza de igual intensidad y dirección opuesta.
BIBLIOGRAFÍA
http://www.profesorenlinea.cl/fisica/Leyes_de_Newton.html https://www.google.com.pe/search?q=imagenes+de+las+leyes+de+newto n&espv=2&biw=1517&bih=735&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahU KEwiWgKnxtvQAhUJPiYKHe_DBZgQ_AUIBigB&dpr=0.9#imgrc=QTJBaAmunteWIM %3A https://books.google.es/books?id=iJMTyEe0vBcC&pg=PA35&dq=unidade s+de+masa&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwja3_O_0tvQAhXLQyYKHUAKBg gQ6AEIMzAB#v=onepage&q&f=false
https://books.google.com.pe/books?id=iJMTyEe0vBcC&pg=PA37&lpg=PA 37&dq=unidades+de+aceleracion&source=bl&ots=bHoWFwOpi&sig=O4iViFMXXoZii7sEbiIfyRrWSzM&hl=es&sa=X&ved=0ahUKEwik mMXc39vQAhUSySYKHTqsBPo4ChDoAQhJMAg#v=onepage&q=unidad es%20de%20aceleracion&f=false
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