informe 7 lab física i
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informe dinamica de newtonTRANSCRIPT
INTEGRANTES:
MEDICO MEJIA DANTE 15130156 BLAS MIRANDA FERNANDO RAUL 15130134 ANCCASI HUAYLLA EDUARDO 15130209 VASQUES DELGADO HEBER 15130180 MARCOS CASTRO JAIME 11190141
PROFESOR: CABRERA CESAR ARISTA
LIMA-PERÚ2015
LABORATORIO DE FÍSICA 1 UNMSM
I. PROCEDIMIENTO:
1. Use la balanza de 3 brazos para masas mayores de 610 g . Coloque la pesa de 295,0 g en el extremo de los brazos, lo cual le permitirá medir hasta 1 610 g. Mida la masa del carro.
2. Coloque la prensa porta-polea en el borde ancho de la mesa, y ajuste verticalmente el listón de madera al borde de la mesa utilizando para ello las dos prensas, el cual se comporta como parachoques.
3. Marque la distancia de 70cm sobre la mesa, que es la longitud entre el punto de partida y el parachoques.
4. Alinee la cuerda que ha de jalar al carro a la altura de la polea, esta debe de estar paralela a la mesa; vea que la cuerda tenga la longitud apropiada desde el carro pegado al parachoques hasta el piso cuyo extremo tiene al portapesas vertical.
5. Coloque “cinco” masas de 50 g sobre el carro y ate el portapesas al extremo de la cuerda después de la polea, tal como indica en la figura, considere todas las masas y la masa del portapesas como parte de la masa total del sistema.
6. Ponga al carro antes de la línea del partidor, sincronice el inicio del desplazamiento con el cronómetro y tome la medida del tiempo. El peso de la portapesas, será llamada F1.
7. Luego retire una de las masas de 50g que se encuentran sobre el carro y colóquela sobre en portapesas. A este nuevo valor será llamada F2. No olvide de registrar los tiempos. Continué este procedimiento hasta llegar a F5.
8. Consigne las medidas en la Tabla 1.
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LABORATORIO DE FÍSICA 1 UNMSM
Para calcular las aceleraciones se usará la siguiente fórmula
d=V0t + at2/2 pero V0 = 0
Entonces d= at2/2 , a = 2d/t2
Masa del sistema = 1.647 Kg
Distancia a recorrer d = 0.70m
t1(s) t2(s) t(s) t2 a (m/s2) m (Kg) F(N)
2.51 2.52 2.515 6.33 0.22 0.05 0.49
1.65 1.65 1.65 2.72 0.51 0.10 0.98
1.28 1.21 1.245 1.55 0.90 0.15 1.47
1.10 1.05 1.075 1.16 1.21 0.20 1.96
1.01 0.96 0.985 0.97 1.44 0.25 2.45
0.915 0.915 0.915 0.84 1.69 0.30 2.94
Tabla No 1
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0.70m
LABORATORIO DE FÍSICA 1 UNMSM
LA RELACIÓN MASA Y ACELERACIÓN.
1) Arme el sistema tal como indica la siguiente figura. Coloque el portapesas, esta es la fuerza constante que se aplicará al coche para desplazarlo una distancia de 0.70m.
2) Tome 2 veces el tiempo que demora el carro en cubrir la distancia de 0.70 m
3) Aumente la masa del móvil colocando sobre el carro una carga de 100g de masa proceda a medir tres veces el tiempo, prosiga de igual manera aumentando la carga de 100g y así hasta llegar a 500g.
Para calcular las aceleraciones se usará la siguiente fórmula.
3
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.80
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
a(m/s^2) vs F(N)
LABORATORIO DE FÍSICA 1 UNMSM
Sea: T T
T
T
mg
∑F = m.a
Según el sistema.
Para m: mg - T= m.aPara M: T = Ma
Entonces mg – Ma =ma , mg = Ma + ma luego a = mg/(m+M)
Tabla No 2
Fuerza constante (portapesas) = 0.49N
Distancia a recorrer d= 0.70 m
t1(s) t2(s) t(s) t2 a (m/s2)Carga de masa(g)
Masa del coche con carga(Kg)
2.29 2.28 2.285 5.22 0.26 500 1.847
2.40 2.30 2.35 5.52 0.27 400 1.747
2.59 2.56 2.57 6.61 0.29 300 1.647
2.70 2.53 2.615 6.84 0.31 200 1.547
2.89 2.87 2.88 8.29 0.33 100 1.447
2.90 2.97 2.93 8.59 0.35 0 1.347
4
m
M
LABORATORIO DE FÍSICA 1 UNMSM
1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.90.24
0.26
0.28
0.3
0.32
0.34
0.36M vs a(m/s2)
0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.80.24
0.26
0.28
0.3
0.32
0.34
0.36
(Masa M)-1 vs aceleración
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LABORATORIO DE FÍSICA 1 UNMSM
DE LA RELACION DE LA FUERZA EN LA ACCION Y REACCION
1. Arme el sistema tal como indica la figura. Conteste la pregunta ¿Qué significa el valor que indica el dinamómetro?
Rpta: El valor del dinamómetro significa que el sistema está en equilibrio porque
está marcando la fuerza del peso de la izquierda lo cual es igual a la fuerza
aplicada por el peso de la derecha.
2. Arme el sistema tal como indica la figura.
Para evitar que la pesa caiga al suelo
sujétela de la varilla superior con un
cordel grueso; luego jale del extremo
C de la cuerda fina de dos modos
diferentes.
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LABORATORIO DE FÍSICA 1 UNMSM
i) De un tirón normal en C con una fuerza de más o menos 1/8 kg, hacia
abajo. ¿En qué punto de las cuerdas se rompe? Explique lo sucedido.
La cuerda se rompe en el punto A porque al jalar lenta y
progresivamente todo el sistema, la pesa y las 2 cuerdas se vuelven una
y al llegar a su límite la cuerda se rompe en el punto A.
ii) De un tirón seco en C con una fuerza de más de o menos 3/4 kg hacia
abajo. ¿En qué punto de las cuerdas se rompe? Explique lo sucedido.
La cuerda se rompe en el punto B porque al jalar rápido y bruscamente el sistema
solo es formado por la pesa y la cuerda inferior y de esta forma todo es tan rápido
que al llegar al límite la cuerda se rompe en el punto B.
II. CUESTIONARIO:
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LABORATORIO DE FÍSICA 1 UNMSM
1. Trace la gráfica 1, “a versus F”, y halle la fórmula experimental por el método de par 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.
x iAceleración
y iFuerza
x i y i x2i
0.22 0.49 0.108 0.048
0.51 0.98 0.500 0.260
0.90 1.47 1.323 0.810
1.21 1.96 2.372 1.464
1.44 2.45 3.528 2.074
1.69 2.94 4.969 2.856
∑ x i=5 .97 ∑ yi=10 . 29 ∑ x i y i=12. 8 ∑ x2i=7 .512
m=6 (12 .8 )−(5 .97 ) (10 .29 )
6 (7 .512 )−(5 .97 )2=1 .630
8
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.80
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
a(m/s^2) vs F(N)
LABORATORIO DE FÍSICA 1 UNMSM
b=(7 . 512 ) (10. 29 )−(5. 97 ) (12 . 8 )
6 (7 . 512 )−(5 . 97 )2=0 . 094
La ecuación de la recta obtenida experimentalmente es la siguiente:
y=1 . 63 x+0 . 094
La pendiente indica el valor de la masa del carro entonces el error
porcentual de la masa del carro es:
Error porcentual Experimental = l1.347 – 1.63l x 100 = 21.01%
1.347
2. ¿Cómo interpreta dinámicamente el origen de coordenadas de la gráfica
1? ¿Podría definir la masa? ¿Cómo?
Los interpreto como el momento en la que el cuerpo está en reposo y
por lo tanto la aceleración es nula y por lo tanto la fuerza también. La masa se
puede obtener dividiendo el valor de la fuerza entre la aceleración.
3. Trace la gráfica 2: “m versus a”, si la recta forma un ángulo mayor a 90o
con cualquier recta paralela al eje x que la intercepta, ensaye la Gráfica 3
de proporcionalidad directa.
a) Halle la fórmula experimental por par de puntos ¿Qué valor
indica esta otra pendiente?
b) Halle el error experimentalmente cometido. Indique las causas
de este error y como minimizar.
Proporcionalidad indirecta.
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1.347
LABORATORIO DE FÍSICA 1 UNMSM
x iMasa
y iAceleración
x i y i x2i
1.847 0.26 0.48 3.411
1.747 0.27 0.47 3.052
1.647 0.29 0.48 2.713
1.547 0.31 0.48 2.393
1.447 0.33 0.48 2.094
1.347 0.35 0.47 1.814
∑ x i=9 .582 ∑ yi=1 .81 ∑ x i y i=2.86 ∑ x2i=15 . 477
m=6 (2 .86 )−(9 .582 ) (1 . 81 )
6 (15 . 477 )−(9 .582 )2=−0 .175
b=(15 .477 ) (1 .81 )−(9 .582 ) (2 .86 )
6 (15 .477 )−(9 .582 )2=0 .581
y=−0 .175 x+0 .581
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LABORATORIO DE FÍSICA 1 UNMSM
1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.90.24
0.26
0.28
0.3
0.32
0.34
0.36M vs a(m/s2)
Proporcionalidad directa
x iMasa
y iAceleración
x i y i x2i
0.54 0.26 0.14 0.29
0.57 0.27 0.15 0.33
0.61 0.29 0.18 0.37
0.65 0.31 0.20 0.42
0.69 0.33 0.23 0.48
0.74 0.35 0.26 0.55
∑ x i=3 .80 ∑ yi=1 .81 ∑ x i y i=1.16 ∑ x2i=2 . 44
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LABORATORIO DE FÍSICA 1 UNMSM
m=6 (1 .16 )−(3 .80 ) (1 . 81 )
6 (2 . 44 )−(3 . 80 )2=0 . 41
b=(2. 44 ) (1 . 81 )−(3 .80 ) (1. 16 )
6 (2 . 44 )−(3. 80 )2=0 .042
y=0. 41 x+ 0. 042
En este caso el valor de la pendiente nos da experimentalmente la
fuerza constante con la que es movido el sistema. El error experimental es:
Error porcentual Experimental = l0.48 – 0.41l x 100 %= 14.58%
0.48
12
0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.80.24
0.26
0.28
0.3
0.32
0.34
0.36
(Masa M)-1 vs aceleración
LABORATORIO DE FÍSICA 1 UNMSM
4. Explique los enunciados de las leyes de Newton de otra
manera
1ra. Ley: “Un cuerpo de masa constante permanece en estado
de reposo o de movimiento con una velocidad constante en línea
recta, a menos que sobre ella actúa una fuerza”.
2da. Ley: “Cuando un cuerpo es afectado por una fuerza
resultante esta experimenta una aceleración cuyo valor es
directamente proporcional a dicha fuerza e inversamente
proporcional a la masa del cuerpo”
a = FR
m
3ra. Ley : “Si un cuerpo le aplica una fuerza a otro (Acción);
entonces el otro le aplica una fuerza igual y en sentido contrario al
primero (reacción)”.
5) ¿Es perezosa la naturaleza? Recuerde ejemplos:
del mago; la mesa, los platos y el mantel; de los efectos que
experimenta una persona cuando viaja parado en un ómnibus.
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LABORATORIO DE FÍSICA 1 UNMSM
Cuando una persona, viaja en un ómnibus esta dependen de lo
que pase con la velocidad del ómnibus, por ejemplo si el ómnibus
frena repentinamente la persona tiende a cambiar su posición inicial
debido a que posee masa y tiende a seguir la dirección del
movimiento que poseía el móvil.
Caso contrario si el ómnibus estando en reposo, de
manera violenta inicia su marcha, el individuo tiende a mantenerse
en reposo, entonces una fuerza actuaría sobre él haciendo que su
cuerpo se vaya hacia atrás.
En el ejemplo del mago, los utensilios colocados sobre la mesa
tienden a mantenerse en reposo porque poseen masa por eso es que
conservan su posición y aparentemente no se mueven de su sitio.
6) Defina como “relación de masas de los dos
cuerpos al recíproco de sus aceleraciones producidas sobre
estos cuerpos por la misma fuerza”. De una interpretación
¿Cuál de los móviles tiene mayor inercia y cuál es su valor?
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 ejem.: es más fácil levantar un cuaderno
que un mueble.
7) Analice los errores porcentuales y las causas
correspondientes. Enuncie sus conclusiones. Con los datos
obtenidos experimentalmente ¿se cumplen las leyes de la
dinámica?
De los errores cometidos durante el desarrollo de esta
experiencia, se les puede atribuir a los diversos factores presentes
como lo son por ejemplo la fricción en las ruedas del móvil, la fricción
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LABORATORIO DE FÍSICA 1 UNMSM
en la polea, el rozamiento con el aire, errores cometidos al momento
de tomar los tiempos, etc.
8) Exprese literalmente, en gráfico y en símbolo las
definiciones de Newton, Dina y Kilogramo - Fuerza. Además
de las equivalencias entre ellas.
Newton : Unidad física de fuerza que expresa la
fuerza con la masa expresada e Kg y la aceleración en
m/s2.
F = m.a
N = Kg. m/s2
F m a
Dina: Unidad Física de fuerza que expresa a la fuerza
con la masa expresada en g y la aceleración en cm/s.
Asi tenemos: F = m . a
Dina = g. cm/s2
Equivalencias : 1N = 105 dinas
1N = 0.102 Kg - f
1Kg-f = 9.8 N
1g - f = 981 dinas
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