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Laboratorio de física

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  • 1. LABORATORIO DE FÍSICA: DINÁMICA BIBIANA CHÁVARRO ANGELICA LEYVA KATERINE CLAROS JESICA PEÑUELA ANGIE BOTERO KAREN LOZANO PAULA GOMEZINSTITUCIÓN EDUCATIVA ESCUELA NORMAL SUPERIOR DE NEIVA GRADO: 1003 NEIVA-HUILA 2011 1
  • 2. LABORATORIO DE FÍSICA: DINÁMICA Trabajo presentado por: BIBIANA CHÁVARRO ANGELICA LEYVA KATERINE CLAROS JESICA PEÑUELA ANGIE BOTERO KAREN LOZANO PAULA GOMEZ Trabajo presentado a: YESICA ALEJANDRA PALOMARES GUZMAN Practicante del área de físicaINSTITUCIÓN EDUCATIVA ESCUELA NORMAL SUPERIOR DE NEIVA GRADO: 1003 NEIVA-HUILA 2011 2
  • 3. TABLA DE CONTENIDO Pág.1. INTRODUCCIÓN 42. OBJETIVO GENERAL DE LA FÍSICA 53. OBJETIVOS PARTICULARES 64. MARCO TEÓRICO 75. EXPERIENCIA 96. TABLAS DE DATOS 107. ANÁLISIS DE DATOS 128. CONCLUSIONES 149. BIBLIOGRAFÍA 15 3
  • 4. 1. INTRODUCCIÓNEstudia el movimiento de sus objetos y de su respuesta a las fuerzas. Lasdescripciones del movimiento comienzan con una definición cuidadosa demagnitudes como el desplazamiento, el tiempo, la velocidad, la aceleración, lamasa y la fuerza. 4
  • 5. 2. OBJETIVO GENERAL DE LA FÍSICAEl alumno obtendrá una clara visión de las ideas sobre la naturaleza a través delas prácticas experimentales. Una visión que lo acostumbrara a encontrar lasmejores soluciones, además de brindarle conocimientos específicos,fundamentales para la prevención de accidentes, para la modificación deproductos, procesos, formas de trabajo y mejora de tecnología en el campo de laingeniería. 5
  • 6. 3. OBJETIVOS PARTICULARES Determinar la fuerza neta que actúa sobre un cuerpo inicialmente en reposo. Interpretar y describir las leyes de Newton. Define y aplica conceptos de dinámica, fuerza, masa y aceleración. Realizar la comprobación experimental de las leyes de newton. Desarrollar habilidad en el manejo del material y equipo de laboratorio de física. 6
  • 7. 4. MARCO TEÓRICOIsaac Newton demostró que la velocidad de los objetos que caen aumentacontinuamente durante su caída. Esta aceleración es la misma para objetospesados y ligeros, siempre qu3e no se tenga en cuenta la resistencia del aire(rozamiento). Newton mejoró este análisis al definir la fuerza y la masa, yrelacionarlas con la aceleración. Para los objetos que se desplazan a velocidadespróximas a la velocidad de la luz, las leyes de Newton han sido sustituidas por lateoría de la relatividad de Albert Einstein. Para las partículas atómicas ysubatómicas, las leyes de Newton han sido sustituidas por la teoría cuántica. Peropara los fenómenos de la vida diaria, las tres leyes del movimiento de Newtonsiguen siendo la piedra angular de la dinámica (el estudio de las causas delcambio en el movimiento)LAS LEYES DE LA DINÁMICA La primera ley de Newton o ley de la inercia"Todo cuerpo permanecerá en su estado de reposo o movimiento uniforme yrectilíneo a no ser que sea obligado por fuerzas externas a cambiar su estado"En esta ley, Newton afirma que un cuerpo sobre el que no actúan fuerzas externas(o las que actúan se anulan entre sí) permanecerá en reposo o moviéndose avelocidad constante.Esta idea, que ya había sido enunciada por Descartes y Galileo, suponía rompercon la física aristotélica, según la cual un cuerpo sólo se mantenía en movimientomientras actuara una fuerza sobre él La segunda ley de Newton o ley de la interacción y la fuerza"El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz externa y ocurresegún la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime"Esta ley explica las condiciones necesarias para modificar el estado demovimiento o reposo de un cuerpo. Según Newton estas modificaciones sólotienen lugar si se produce una interacción entre dos cuerpos, entrando o no en 7
  • 8. contacto (por ejemplo, la gravedad actúa sin que haya contacto físico). Según lasegunda ley, las interacciones producen variaciones en el momento lineal. La tercera ley de Newton o ley de acción-reacción"Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria; las accionesmutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentidos opuestos"Esta ley se refleja constantemente en la naturaleza: se tiene una sensación dedolor al golpear una mesa, puesto que la mesa ejerce una fuerza sobre ti con lamisma intensidad; el impulso que consigue un nadador al ejercer una fuerza sobreel borde de la piscina, siendo la fuerza que le impulsa la reacción del borde a lafuerza que él está ejerciendo 8
  • 9. 5. EXPERIENCIAEn esta experiencia los estudiantes del grado 1003 con la ayuda del profesorAlfredo Osorio y la practicante Yesica Palomares, pusimos en práctica la segundaley de Newton o ley de la interacción y la fuerza.Para esta experiencia utilizamos: - Unas pesas - 8 cronómetros - Unas medidas - Un carrito de madera - Polea - Piola - MesaPara realizar esta práctica debíamos poner el carritode madera en la mesa amarrado a un extremo de unapiola y al otro extremo de la piola se colgaban pesaslas cuales se dejaban al vacio para que las gravedadlas halara e hiciera avanzar el carrito, está piola debíapasar por una polea que permitía que en carrito fuerahalado de una manera más eficaz.Al carrito también se le iba agregando peso para quenotáramos la diferencia de movimiento que producíacuando utilizábamos la misma fuerza para halar elcarrito cada vez con diferente peso.Cada vez que halabamos en carrito con los difrentes peso se producia unaaceleracion diferente, la cual calculabamos tomando con los cronometros eltiempo que tardaba el carrito de una medida a otra, habian 8 medidas en la mesa,y un cronometro para cada medida, el cual era manejado por un estudiante, asísacabamos los promedios y hayabamos aceleración. 9
  • 10. 6. TABLAS DE DATOSTabla Nº3. SEGUNDA LEY DE NEWTON A B CPUNTO Distancia d Tiempo Tiempo Tiempo Tiempo aceleración (m) (seg) 1 (seg) 2 (seg) 3 promedio (m/seg2) 1 0,1 1,63 0,83 0,55 1 0,1 2 0,2 1,9 1,47 1,25 1,54 0,08 3 0,3 2,2 1,9 1,7 1,93 0,08 4 0,4 2,47 2,17 1,49 2,03 0,09 5 0,5 3,42 2,3 2,11 2,61 0,07 6 0,6 2,94 2,44 2,32 2,56 0,09 7 0,7 3,04 2,72 2,25 2,79 0,09 8 0,8 3,11 2,75 2,63 2,83 0,1 Promedio de la aceleración 0,08 Pesa 1,m= 100g Pesa 2,m= 50g Fuerza leída en el dinamómetro= 50gTabla Nº4. SEGUNDA LEY DE NEWTON A B CPUNTO Distancia d Tiempo Tiempo Tiempo Tiempo aceleración (m) (seg) 1 (seg) 2 (seg) 3 promedio (m/seg2) 1 0,1 0.7 0.84 0.7 0.74 0.18 2 0,2 0.73 0.74 0.85 0.77 0.33 3 0,3 1 1 1 1 0.3 4 0,4 1.26 1.35 1.37 1.32 0.22 5 0,5 1.43 1.38 1.52 1.44 0.24 6 0,6 1.47 1.49 1.61 1.52 0.26 7 0,7 1.67 1.78 1.78 1.74 0.23 8 0,8 1.79 1.81 1.86 1.82 0.24 Promedio de la aceleración 0.25 Pesa 1,m= 100g Pesa 2,m= 70g Fuerza leída en el dinamómetro= 70g 10
  • 11. Tabla Nº5. FUERZA RESULTANTE A B C EX P Masa del sistema Aceleración promedio Fuerza (N) 1 0.8 Kg 0.08 m/seg2 0.064 N 2 0.8 Kg 0.25 m/seg2 0.2 NTabla Nº1. FUERZA NETA A B C D E F masa masa a a distancia t1 t2 t3 tR que cuelga del carro experimental teórica1 50 gr 700 gr 0,8 m 2,3 2,4 2,3 2,3 0,302 m/seg2 0,653 m/seg22 100 gr 700 gr 0,8 m 1,5 1,3 1,3 1,3 0,946 m/seg2 1,225 m/seg23 150 gr 700 gr 0,8 m 0,9 0,8 0,9 0,9 2,5 m/seg2 1,73 m/seg2 Tiempo promedio 1,5 seg 11
  • 12. 7. ANÁLISIS DE DATOS  ¿Qué es una fuerza?R/: El empuje o tirón que hacen cambiar el movimiento de un cuerpo, es decir, quelos aceleran, su causa puede ser gravitacional, eléctrica, magnética o simplementeun esfuerzo muscular.  Si la masa del cuerpo permanece constante, indica ¿cómo se comporta la aceleración al aumentar la fuerza aplicada?R/: Al aumentar la fuerza aumenta la aceleración del carro, ya que entre másfuerza haya es más fácil de mover un objeto.  Si la fuerza que se aplica permanece constante. ¿cómo se comporta la aceleración al aumentar la masa?R/: al aumentar la masa del carro y la fuerza siga constante, va a disminuir laaceleración, ya que a una fuerza no aumenta y el peso del carro si va ser másdifícil de moverlo ya que va a estar más pesado, ejemplo: a una niña se le dificultamás mover un sillón que una silla.CONTESTA LAS SIGUIENTES PREGUNTAS CON EL ANÁLISIS DE LA TABLANº1.Análisis:  Representa gráficamente las siguientes relaciones: a) La columna A en función de la E 12
  • 13. Relacion B en funcion de F 800 700 600 m (carro) 500 400 Series1 300 200 100 0 0 0.5 1 1.5 2 a Teórica b) La columna B en función de la F Relacion A en funcion de E 160 m(pesa que cuelga) 140 120 100 80 60 Series1 40 20 0 0 1 2 3 a Experimental  ¿Cómo varia los resultados si se modificara la superficie de desplazamiento?R/: Depende a como se modifique la superficie, porque si la superficie ejercierafuerza de rozamiento en el cuerpo, el movimiento seria más lento; si la superficieestuviera inclinada también varia, ya que si el cuerpo tiene que bajar una ramplava ha ser más rápido que en una superficie plana y si el cuerpo tiene que subir vaha ser más lento que en una superficie plana, ya que va ejercer una fuerzaconstante que resulta por su peso y por la gravedad.  ¿Qué sucedería si sobre un cuerpo no existiese o actuara ninguna fuerza?R/: El cuerpo no se movería ya que no hay una fuerza externa que le hagaproducir movimiento. 13
  • 14. 8. CONCLUSIÓNESLa segunda ley de dinámica de Newton es la que nos dice y explica que loscambios de movimiento son producidos por las fuerzas, que son empujes o tironesque hacen cambiar y acelerar el movimiento de un cuerpo, su causa puede sergravitacional, eléctrica, magnética o simplemente un esfuerzo muscular.Las fuerzas siempre aparecen como resultado de la interacción de dos cuerpos,ya que la acción de una fuerza sobre un cuerpo no se puede mantener sin quehaya otro que la provoque, ejemplo: en el experimento anterior, el carro no séhubiera movido si no hubiera habido una pesa que lo halara con cierta fuerza paraque el carro se acelerara.Las fuerzas siempre aparecen en pares para cada acción de un cuerpo sobre otrosiempre existirá una reacción igual o contraria (acción y reacción). Cuando uncuerpo ejerce una fuerza sobre un cuerpo, este reacciona con una fuerza de lamisma magnitud, misma dirección y sentido contrario.Un cuerpo que es impulsado por una fuerza puede seguir en movimiento aundespués de dejar de empujarla (Galileo G.).¿Cómo varían los efectos de las fuerzas al cambiar la masa y la aceleración?Cuando a un cuerpo se le aplica una fuerza esta adquiere una aceleración,además la fuerza que actúa sobre un cuerpo es directamente proporcional a laaceleración, entonces si una misma fuerza es aplicada a diferentes masas, unamayor que la otra, entre mayor sea la masa menos aceleración va ha haber, y si lamasa es menor mas aceleración va haber, porque en cuanto mayor sea la masade un cuerpo mayor será su inercia y es más difícil cambiar su estado de reposo arectilíneo. 14
  • 15. 9. BIBLIOGRAFÍA- Practica de laboratorio. Leyes de Newton. Nueva escuela tecnológica. Competencias específicas. Tomado de internet: http://www.netmexico.com/practicas/FIS16LN.pdf 15