Segunda Ley de Newton
RESUMEN La segunda ley de Newton es la que nos dice y explica que los cambios de movimiento son producidos por las fuerzas, que son empujes o tirones que hacen cambiar y acelerar el movimiento de un cuerpo , su causa puede ser gravitacional , eléctrica , magnética o simplemente un esfuerzo muscular . Las fuerza fuerzas s siempr siempre e apare aparecen cen como como resul resultad tado o de intera interacci ccin n de dos cuerpos, ya que la accin de una fuerza sobre un cuerpo no se puede mantener sin que haya otro que la provoque, ejemplo! en el experimento anterior, el carro no se hubiera movido si no hubiera habido una pesa que lo halara con cierta fuerza para que el carro se acelerara. "n cuerpo que es impulsado por una fuerza puede seguir en movimiento aun después de dejar de empujarla #$alileo $.%
INTRODUCCION: &stud &studia ia el movimi movimient ento o de sus objetos objetos y de su respu respuest esta a a las fuerzas fuerzas .Las descri descripci pcione ones s del del movim movimien iento to comien comienza zan n con una una defin definici icin n cuida cuidados dosa a de magnitudes como el desplazamiento, el tiempo , la velocidad , la aceleracin , la masa y la fuerza.
MARCO TEÓRICO La din'mica es parte de la mec'nica y se encarga de estudiar las fuerzas que intervienen en un movimiento y las leyes que lo rigen a diferencia de lacinem'tica. (egunda Ley de Newton La aceleracin que un cuerpo adquiere es directamente proporcional a la resultante de las fuerzas que act)an en él, y tiene la misma direccin y el mismo sentido que dicha resultante. * + m a , o bien, - + m a. onsideremos un cuerpo sometido a la accin de varias fuerzas #-/, -0, -1, etc.%. (abemos que al suceder esto, es posible sustituir el sistema de fuerzas por una fuerza )nica, la resultante * del sistema.
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La aceleracin que el cuerpo vaya a adquirir por la accin del sistema de fuerza, se obtendr' como si el cuerpo estuviese sometido a la accin de una fuerza )nica, igual a *. La ecuacin - + ma ser' en este caso, sustituida por * + ma, y el vector a tendr' la misma direccin y el mismo sentido que el vector *. La ecuacin * + ma es la expresin matem'tica de la (egunda Ley de Newton en su forma m's general. La (egunda Ley de Newton es una de las leyes b'sicas de la mec'nica, se utiliza en el an'lisis de los movimientos prximos a la superficie de la tierra y también en el estudio de los cuerpos celestes. &l mismo Newton la aplic al estudiar los movimientos de los planetas, y el gran éxito logrado constituy una de las primeras confirmaciones de esta ley. La masa de un cuerpo es el cociente entre la fuerza que act)a en el mismo, y la aceleracin que produce en él, o sea! m+-2a. uanto mayor sea la masa de un cuerpo, tanto mayor ser' su inercia3 es decir, la masa de un cuerpo es una medida de la inercia del mismo.
EXPERIENCIA: &n esta experiencia los estudiantes del aula /45 con laayuda del profesor 6iyashiro , pusimos en practica la segunda ley de Newton o ley de la interaccion y la fuerza. .7ara esta experiencia utilizamos! 8unas pesas 8/ cronometro 8unas medidas 8un carrito de aluminio 8polea 8mesa 7ara realizar esta practica deb9amos poner el carrito de aluminio en la mesa amarrado a un extremo de una piola y al otro extremo de la piola se colgaban pesas las cuales se dejaban al vacio para que la gravedad las halara e hiciera avanzar el carrito, esta piola deb9a pasar por una polea que permit9a que el carro fuera halado de una manera m's eficaz. :l carrito también se le iba agregando peso para que not'ramos la diferencia de movimiento que produc9a cuando utiliz'bamos la misma fuerza para hallar el carrito cada vez con diferente peso. ada vez que hal'bamos el carrito con los diferentes pesos, se produc9a una aceleracin diferente, la cual calcul'bamos tomando con los cronmetros el tiempo que tardaba el carrito de una medida a otra, hab9an 4 medidas en la masa, y un cronometro para cada medida, el cual era manejado por un estudiante, as; sac'bamos los promedios y hall'bamos aceleracin.
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RECOMENDACIONES 8 "na buena ubicacin de los instrumentos que usamos en nuestras pr'cticas de laboratorio har' que se desarrollen de manera eficaz y la toma de datos sea de mejor valor para nuestros resultados.8 "n mayor espacio para el desarrollo de la pr'ctica ser9a conveniente para una mejor y mayor participacin de cada integrante de grupo.8 &l trabajo a conciencia, el interés en la pr'ctica y la colaboracin de cada integrante del grupo har' que los resultados que deseamos obtener sean los mejores para el desarrollo y la elaboracin de la misma.
VI. CUESTIONARIO: /. "sando los datos de la
ué representa la pendiente de esta gr'fica?
0. "sando los datos de la tabla 0, graficar en el papel milimetrado en el eje vertical (M! "o#g$a donde a + aceleracin, y la masa colgante @m colg.A en el eje horizontal. Be la pendiente de esta grafica obtenga el valor de g
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1. =La fuerza ejercida por la masa colgante es la )nica que act)a sobre el mvil para sistema conservativo? (i sobre una part9cula act)an fuerzas conservativas como el peso #mg% y fuerzas el'sticas #Cx%3 fuerzas que no desarrollan trabajo como la fuerza normal #N% y fuerzas no conservativas como el rozamiento u otras fuerzas. &n este caso la energ9a mec'nica no permanece constante o no se conserva, ello se debe a que por ejemplo la friccin es una fuerza disipativa, es decir durante el movimiento la energ9a producto del rozamiento se disipa hacia el medio ambiente 5. 7ara un cohete que cambia su masa a medida que usa combustible, =se cumple la F
=
ma
relacin ? Sil ama s av a r i a ,c o mop o re j e mp l ou nc o h e t eq u ev aqu e ma n doc o mb u s t i b l e ,n oe s v ál i dal ar el ac i ónF=m a. D. =La segunda ley de Newton es v'lida )nicamente para sistemas referenciales inerciales? &xplique brevemente. No, ya que as9, para un pasajero de un tren, el interventor viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andén de una estacin, el interventor se est' moviendo a una gran velocidad. (e necesita, por tanto, un sistema de referencia al cual referir el movimiento. La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referencia conocidos como (istemas de referencia inerciales, que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no act)a ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante. E.8 =(i la aceleracin es cero, seria cero también la fuerza resultante? *azone la respuesta. omo lo estableci Fsaac Newton hace mucho tiempo atr's, la aceleracin es directamente proporcional a la fuerza entonces si esta disminuye la aceleracin
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disminuir' por consiguiente si esta aumenta la aceleracin aumentar' también.&l cuerpo no se mover9a ya que no hay una fuerza externa que le aga producir movimiento.
a
m =
g
co lg
M + mco lg
G.8 on los datos de la tabla 0, calcular la aceleracin din'mica para cada caso y hallar el error porcentual, con respecto a la aceleracin por cinem'tica, obtenida en la misma tabla. &xplique.
4. Luego de cu'ntos segundos de ser soltado el sistema, el bloque @HA impacta en la superficie. No hay friccin. m : + 0 Ig., mH + 1 Cg.
: H
0
#g + /J m2s % -r+6s. : #1J80J.12D% + #1Ka% a /4+D :+1Em2sM0 +J :+1E B+ 0J./JmM0 B+K/20atM0 0J./JM0 + /20%#1.E%
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0 J cm s . 1G O
<+E2/J <+J.E
P. (obre un cuerpo de masa /JJ 2 1 Cg, act)a una fuerza constante de DJ N en la direccin del eje x, mediante la cual el cuerpo es acelerado, determinar! a% La aceleracin del cuerpo. b% (u velocidad a los /J s. c% La distancia recorrida en ese tiempo. *espuestas! a% -r+m.a 1J+/JJ.a21 N
a + /DJ2/JJ 88
a+ /.Dm2sM0
b% -+ JK:< -+#/.D%#/J% -+/Dm2s c%
d+ #JK-20%< d + #JK/D20%/J d+ /D.D d+ GDm
VI. %I%LIO&RA'A:
Q.B. ooper, :.B. RelfricC, In)t*u!enta"+,n e#e"t*,n+"a !ode*na y t-"n+"a)
de !ed+"+,n, 7rintece Rall, 6éxico /PP/.
. Iramer, P*"t+"a) de '/)+"a, 6c $raw Rill, 6exico /PP5.
Lic. . >uiSones 6., Lic. 7. :rellano ". &u/a de La0o*ato*+o de '/)+"a1 UNAC
7. (orler, :. Negro, '/)+"a 2*a"t+"a 0)+"a, :lambra, 6adrid, /PG1.
:. (erway, T. Q. Tewett, '/)+"a 2a*a "+en"+a) e +ngen+e*/a,
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