PRÁCTICO Nº3 FUERZA Y ACELERACIÓN

TITULO: Práctico Nº 3 Fuerza y aceleración.

OBJETIVOS:          

Ø  Los objetivos del práctico son calcular la velocidad inicial y final.

Ø  Calcular la aceleración del móvil.

Ø   Graficar F= f(a).

Ø  Establecer la relación entre fuerza y aceleración.

FUNDAMENTO TEÓRICO:

La rama de la física que se ocupa del estudio del movimiento, lo que lo produce y lo afecta, se llama mecánica. El interés humano en el movimiento se remonta a las civilizaciones más antiguas. Varios científicos de la antigua Grecia, entre quienes se destacaba Aristóteles, propusieron teorías sobre el movimiento, dichas teorías fueron consideradas descripciones útiles, aunque más tarde se demostró que no eran del todo ciertas.
Galileo (1564-1642) e Isaac Newton (1642-1727) formularon  gran parte de los conceptos sobre el movimiento que tienen hoy en día amplia aceptación.
La mecánica se divide en dos partes: cinemática y dinámica.
La cinemática se ocupa de describir el movimiento de los objetos sin considerar qué es lo que lo causa.
La dinámica analiza las causas del movimiento, o sea las fuerzas.
Al estudiar la cinemática estudiamos también otras magnitudes como velocidad, aceleración, tiempo y desplazamiento.
Definimos desplazamiento como la distancia en línea recta entre dos puntos, uno de ellos recibe el nombre de punto inicial y el otro punto final se representa con Δx y se calcula xf-xi. Es una magnitud vectorial por lo tanto tiene las cuatro características: dirección, sentido, módulo y punto de aplicación.
La velocidad nos dice que tan rápidamente se está moviendo algo y en qué dirección se está moviendo. Podemos hablar de velocidad media y velocidad instantánea. Es también una magnitud vectorial, por lo tanto presenta las cuatros características de un vector.
La aceleración es una magnitud vectorial con igual dirección y sentido que la fuerza neta y que expresa a cuantos metros por segundos se desplaza un móvil por cada segundo que transcurre.
Según Aristóteles el estado natural de los cuerpos era el reposo y solamente se encontraba en movimiento si sobre el actuaba una fuerza. Más tarde Galileo cambió esta concepción del movimiento y demostró que los objetos en caída libre “caen” con la misma aceleración, sea cual fuera su masa o peso. No explicó porque lo hacen, pero Newton si lo hizo, por eso juega un papel muy importante en la dinámica.
Los movimientos pueden ser rectilíneo uniforme o rectilíneo uniformemente variado.
El movimiento rectilíneo, es aquel movimiento cuya trayectoria es una línea recta y que se desplaza con una velocidad constante. Cuando ocurre un cambio de velocidad, es decir, cuando un cuerpo se acelera, estamos frente a un movimiento rectilíneo uniformemente variado.
La dinámica es la rama de la física que estudia la relación entre la fuerza y el movimiento Isaac Newton fue el principal contribuyente de la dinámica, resumió las principales relaciones y principios, a los que llamamos leyes de Newton. Cuando hablamos de las causas del movimiento hablamos de fuerzas.
Una fuerza es capaz de poner en movimiento a un objeto estacionario, de acelerar o no un objeto, o también cambiar la dirección en que se mueve.
Newton creó tres leyes a las que llamamos: principio de inercia, principio o ley de masa y la ley de acción y reacción.
Mediante la segunda ley de Newton, se deduce que la fuerza neta de un objeto es directamente proporcional a la aceleración del mismo e inversamente proporcional a la masa.
De esta ley concluimos que el vector aceleración tiene igual dirección y sentido que la fuerza neta y que cuando una aumenta, la otra aumenta proporcionalmente; mientras que la masa se reduce inversamente proporcional.

MATERIALES:

Ø  Balanza

Ø  Carrito

Ø  Cuerda

Ø  Pesas

Ø  Soporte

Ø  Sensores

Ø  Riel

Ø  Contadores digitales

PROCEDIMIENTO:

Armar el sistema.
 Conectar los sensores a los correspondientes contadores.
Colocar los sensores en los soportes.
Determinar la masa del sistema.
Colocar el carrito en posición inicial controlando que todos los controladores estén en cero.
Se deja mover el carrito bajo la acción del soporte para pesas y registrar los tiempos correspondientes a cada contador.
Sacar una de las pesas del móvil y colocarla en el soporte para pesas. Dejar mover el carrito y registrar los tiempos.
Repetir el procedimiento hasta terminar de pasar todas las pesas del carrito al soporte y registrar los valores.
Utilizar las ecuaciones y cálculos para cumplir con los objetivos, construir de esta manera un cuadro de valores.
Calcular las velocidades iniciales y finales para cada caso y calcular las diferentes aceleraciones.
Graficar FN=f(a)
Calcular su pendiente.

OBSERVACIONES,DATOS Y CÁLCULOS:

M(kg)	F(N)	Ti(s)	Tf(s)	Ta(s)
0,005	0,049	0,471	0,09	2,77
0,010	0,098	0,214	0,042	1,144
0,015	0,147	0,166	0,033	0,99
0,020	0,196	0,136	0,027	0,82

                                                                                                          Tabla de valores (1)

Vi (m/s)	Vf (m/s)	a (m/s2)
0,64	0,33	0,97
0,14	0,714	0,5
0,181	0,909	0,735
0,22	1,7	1,087

                                                                                                          Tabla de valores (2)

FUENTES DE ERROR: Margen de error debido a errores experimentales ya que el sistema no es uno de los más sofisticados por ejemplo, el carrito no partió siempre desde el mismo punto, errores de criterio sobre las cifras significativas y la aproximación a la hora de registrar las medidas.

CONCLUSIÓN: Comprobamos experimentalmente que a medida que el objeto se vuelve más masivo la fuerza aumenta, y  a medida que la fuerza del cuerpo aumenta la aceleración aumenta también; comprobando de esta manera que mantienen una relación proporcional, como lo plantea la segunda ley de Newton.