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LABORATORIO DE FÍSICA II Página 1/1OCE-Rev 1.0SEGUNDA LEY DE NEWTON1. INTRODUCCIÓN:La cuarta experiencia de laboratorio, c...
LABORATORIO DE FÍSICA II Página 2/2OCE-Rev 1.04. INDICACIONES DE SEGURIDAD• Implementos de seguridad de uso obligatorio• A...
LABORATORIO DE FÍSICA II Página 3/3OCE-Rev 1.05. FUNDAMENTO TEÓRICOSEGUNDA LEY DENEWTONEstudia conjuntamente elmovimiento ...
LABORATORIO DE FÍSICA II Página 4/4OCE-Rev 1.06. FÓRMULAS. La razón del valor de la fuerza al de la aceleración es consta...
LABORATORIO DE FÍSICA II Página 5/5OCE-Rev 1.07. PROCEDIMIENTOSMasa del móvil constante.Primero ingresar al programa Data ...
LABORATORIO DE FÍSICA II Página 6/6OCE-Rev 1.08. RESULTADOS OBTENIDOSMasa del móvil constante.TABLA 1 Con la masa de 30gr....
LABORATORIO DE FÍSICA II Página 7/7OCE-Rev 1.0GRÁFICO 1 (GRUPO6, SEGUNDA LEY DE NEWTON)En el gráfico 1 se puede observar c...
LABORATORIO DE FÍSICA II Página 8/8OCE-Rev 1.0 Para hallar la desviación media Hallando el % de Error % de Error de la ...
LABORATORIO DE FÍSICA II Página 9/9OCE-Rev 1.0 Para hallar la masa del sistema Para hallar la fuerza promedioValores Exp...
LABORATORIO DE FÍSICA II Página 10/10OCE-Rev 1.0 Hallando el promedio de la aceleración experimental Para hallar la fuer...
LABORATORIO DE FÍSICA II Página 11/11OCE-Rev 1.0TABLA 3 Con la masa de 90gr.Masa del móvil (kg):0.3070 kg.1 2 3 4 5 Promed...
LABORATORIO DE FÍSICA II Página 12/12OCE-Rev 1.0GRÁFICO 3 (GRUPO6, SEGUNDA LEY DE NEWTON)En el gráfico 3 se puede observar...
LABORATORIO DE FÍSICA II Página 13/13OCE-Rev 1.0 Hallando el promedio de la fuerza experimental Para hallar la desviació...
LABORATORIO DE FÍSICA II Página 14/14OCE-Rev 1.08.1.2. Evaluar el error porcentual en las tablas 1, 2 y 3. Proponga unajus...
LABORATORIO DE FÍSICA II Página 15/15OCE-Rev 1.0Tabla 2Análisis Valor Teórico Valor Experimental Error PorcentualFuerza pr...
LABORATORIO DE FÍSICA II Página 16/16OCE-Rev 1.0TABLA 4 Móvil con carga de 100 gr.Masa del móvil (kg):0.3070 kg.1 2 3 4 5 ...
LABORATORIO DE FÍSICA II Página 17/17OCE-Rev 1.0GRÁFICO 4 (GRUPO6, SEGUNDA LEY DE NEWTON)En el gráfico 4 se puede observar...
LABORATORIO DE FÍSICA II Página 18/18OCE-Rev 1.0 Hallando el % de Error % de Error de la aceleración % de Error de la F...
LABORATORIO DE FÍSICA II Página 19/19OCE-Rev 1.0GRÁFICO 5 (GRUPO6, SEGUNDA LEY DE NEWTON)En el gráfico 5 se puede observar...
LABORATORIO DE FÍSICA II Página 20/20OCE-Rev 1.0 Hallando el % de Error % de Error de la aceleración % de Error de la F...
LABORATORIO DE FÍSICA II Página 21/21OCE-Rev 1.0GRÁFICO 6 (GRUPO6, SEGUNDA LEY DE NEWTON)En el gráfico 6 se puede observar...
LABORATORIO DE FÍSICA II Página 22/22OCE-Rev 1.0 Hallando el % de Error % de Error de la aceleración % de Error de la F...
LABORATORIO DE FÍSICA II Página 23/23OCE-Rev 1.0F =0.48899 N8.2.2. Según los datos medidos ¿Cuál es la diferencia entre la...
LABORATORIO DE FÍSICA II Página 24/24OCE-Rev 1.08.2.3. Con los datos del montaje, realice un DCL para cada caso suponiendo...
LABORATORIO DE FÍSICA II Página 25/25OCE-Rev 1.09. OBSERVACIONES: Se tuvo que alinear las cuerdas para que estén paralela...
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  1. 1. LABORATORIO DE FÍSICA II Página 1/1OCE-Rev 1.0SEGUNDA LEY DE NEWTON1. INTRODUCCIÓN:La cuarta experiencia de laboratorio, cuyo enunciado hace referencia a la segunda leyde newton tiene como propósito fundamental establecer la relación entre la masa [m]y la aceleración [a] de un cuerpo en movimiento es este caso el móvil PASCAR,cumpliendo:Durante el laboratorio demostraremos con los resultados obtenidos el cumplimiento ono cumplimiento de esta ley, además estableceremos la relación entre masa, fuerza yaceleración cuando la masa va variando.Además verificaremos las proporcionalidades teóricas e inversas descritas en lamayoría de los textos de estudio.2. OBJETIVOSa) Verificar que cuando la fuerza resultante sobre un cuerpo no es nula,éste se mueve conun movimiento acelerado.b) Comprobar que la aceleración para una fuerza dada, depende de una propiedaddel cuerpollamada masa.c) Verificar que la aceleración de un cuerpo bajo la acción de una fuerza netaconstante, esinversamente proporcional a su masa.3. MATERIALES Y EQUIPOSComputadora personal con programa Data Studio instaladoSensor de movimiento rotacionalMóvil PASCARPoleaPesas con portapesasCuerdaRegla.(GRUPO6) (GRUPO6) (GRUPO6)
  2. 2. LABORATORIO DE FÍSICA II Página 2/2OCE-Rev 1.04. INDICACIONES DE SEGURIDAD• Implementos de seguridad de uso obligatorio• Análisis de Trabajo Seguro (ATS)N° TAREAS RIESGOS IDENTIFICADOS MEDIDAS DE CONTROL DELRIESGO1 Recepción e inspección demateriales.Caída y daños de rupturadeequipos.Organizar el grupo para unaadecuada recepción delmaterial e instrumento.2 Toma de corriente almomento de instalar elequipo.Recibir una descarga eléctrica almomento de conectar lacomputadora a la fuente detensión.Verificar el buen estado de loscables antes de realizar ellaboratorio.3 Montaje del laboratorio Dañar algunos de loscomponentes por una malaejecución.Prestar atención a lasinstrucciones del profesortambién se debe tener en cuentasu correcta instalación.4 Trabajando con el sensor demovimiento rotacional.Ruptura del sensor como tambiénquemar por su mala aplicación.Hacer un ajuste seguro a lasvarillas de contención.5 Utilización de móvil Pascar. Malograr el móvil por la cantidadde peso en excesoTrabajar solo con las pesasnecesarias.6 Toma de mediciones delData StudioGenerar mal los cálculos. Hacer los ajustes necesariosverificando siempre nuestrasguías de trabajo7 Orden y limpieza Caídas y tropezones. Tener la misma actitud paraculminar el laboratorio.Nota: Apellidos y NombresLab. Nº: 4Valle Perez, BraytonVera Mamani, ErickADVERTENCIA• Leer detalladamente el procedimiento y verificar la correcta parametrización.• Identificar la polaridad de los conectores utilizados para no provocar sobrecorriente ocortocircuitos.• Antes de energizar el sistema, el profesor del curso debe verificar las conexiones y dar suvisto bueno.
  3. 3. LABORATORIO DE FÍSICA II Página 3/3OCE-Rev 1.05. FUNDAMENTO TEÓRICOSEGUNDA LEY DENEWTONEstudia conjuntamente elmovimiento y las fuerzasque lo originan.Para detener el movimientode un cuerpo es necesariauna fuerza.La dinámica abarcacasi toda la mecánica.La razón del valor de la fuerzaal de la aceleración essiempre la misma, es decir, esconstanteNos permite establecer unarelación numérica entre lasmagnitudes fuerza y aceleraciónLa dirección de laaceleración es la mismaque la de la fuerza neta,encontrándose en reposo“La aceleración que toma un cuerpo es proporcional a la fuerza netaexterna que se le aplica, pero inversamente proporcional a su masa”
  4. 4. LABORATORIO DE FÍSICA II Página 4/4OCE-Rev 1.06. FÓRMULAS. La razón del valor de la fuerza al de la aceleración es constante:(1)(2) Para hallar la aceleración:(3)(4) Para hallar la masa del sistema:(5) Para hallar la fuerza promedio:(6) Para hallar la fuerza experimental:(7) Para hallar el error porcentual:(8) Para hallar la desviación media
  5. 5. LABORATORIO DE FÍSICA II Página 5/5OCE-Rev 1.07. PROCEDIMIENTOSMasa del móvil constante.Primero ingresar al programa Data Studio, hacer clic en el icono crear experimento.El sensor de movimiento rotacional es un dispositivo que me permite calcular las variablesdel movimiento lineal y rotacional.Luego hacer clic en configuración, seleccionamos posición lineal, velocidad lineal yaceleración lineal, modificamos la frecuencia de registro y seleccionamos 50 Hz.Arrastramos el icono Grafico 1, sobre velocidad y aceleración y obtenemos el graficoposición, velocidad y aceleración vs tiempo, luego realizamos el montaje de la figura.1FIGURA 1 (GUIADELABORATORIO, 2012)Luego colocar el móvil a 1 metro de la polea y empezamos con una masa de 30g, luego de50g y finalmente de 70g.Masa del móvil variable.Conservar el montaje anterior solo que en esta experiencia se mantiene la masa suspendidadel hilo con un valor de 50 gr y varia ahora el valor de la masa del móvil, empezar con unamasa añadida de 100 gr y luego cambie la masa a 250 y 500 gramos.FIGURA 2 (GUIADELABORATORIO, 2012)
  6. 6. LABORATORIO DE FÍSICA II Página 6/6OCE-Rev 1.08. RESULTADOS OBTENIDOSMasa del móvil constante.TABLA 1 Con la masa de 30gr.Masa del móvil (kg):0.3070kg.1 2 3 4 5 PromedioAceleraciónexp (m/s²)Fuerza exp (N)Análisis ValorTeóricoValorExperimentalErrorPorcentualFuerza promedio (N)Aceleración promedio (m/s²)Valores Teóricos Para hallar la aceleración: Para hallar la masa del sistema Para hallar la fuerza promedioValores ExperimentalesEl sensor nos dio estos resultados
  7. 7. LABORATORIO DE FÍSICA II Página 7/7OCE-Rev 1.0GRÁFICO 1 (GRUPO6, SEGUNDA LEY DE NEWTON)En el gráfico 1 se puede observar como la aceleración es constante y que la distanciarecorrida es aproximadamente 1 metro; y también podemos observar la desviaciónestándar de cada medición. Hallando el promedio de la aceleración experimental Para hallar la fuerza experimental Hallando el promedio de la fuerza experimental
  8. 8. LABORATORIO DE FÍSICA II Página 8/8OCE-Rev 1.0 Para hallar la desviación media Hallando el % de Error % de Error de la aceleración % de Error de la FuerzaTABLA 2 Con la masa de 50gr.Masa del móvil (kg):0.3070 kg.1 2 3 4 5 PromedioAceleraciónexp (m/s²)Fuerza exp (N)Análisis ValorTeóricoValorExperimentalErrorPorcentualFuerza promedio (N)Aceleración promedio (m/s²)Valores Teóricos Para hallar la aceleración:
  9. 9. LABORATORIO DE FÍSICA II Página 9/9OCE-Rev 1.0 Para hallar la masa del sistema Para hallar la fuerza promedioValores ExperimentalesEl sensor nos dio estos resultadosGRÁFICO 2 (GRUPO6, SEGUNDA LEY DE NEWTON)En el gráfico 2 se puede observar como la aceleración es constante y que la distanciarecorrida es aproximadamente 1 metro; y también podemos observar la desviaciónestándar de cada medición.
  10. 10. LABORATORIO DE FÍSICA II Página 10/10OCE-Rev 1.0 Hallando el promedio de la aceleración experimental Para hallar la fuerza experimental Hallando el promedio de la fuerza experimental Para hallar la desviación media Hallando el % de Error % de Error de la aceleración % de Error de la Fuerza
  11. 11. LABORATORIO DE FÍSICA II Página 11/11OCE-Rev 1.0TABLA 3 Con la masa de 90gr.Masa del móvil (kg):0.3070 kg.1 2 3 4 5 PromedioAceleraciónexp (m/s²)Fuerza exp (N)Análisis ValorTeóricoValorExperimentalErrorPorcentualFuerza promedio (N)Aceleración promedio (m/s²)Valores Teóricos Para hallar la aceleración: Para hallar la masa del sistema Para hallar la fuerza promedioValores ExperimentalesEl sensor nos dio estos resultados
  12. 12. LABORATORIO DE FÍSICA II Página 12/12OCE-Rev 1.0GRÁFICO 3 (GRUPO6, SEGUNDA LEY DE NEWTON)En el gráfico 3 se puede observar como la aceleración es constante y que la distanciarecorrida es aproximadamente 1 metro; y también podemos observar la desviaciónestándar de cada medición. Hallando el promedio de la aceleración experimental Para hallar la fuerza experimental
  13. 13. LABORATORIO DE FÍSICA II Página 13/13OCE-Rev 1.0 Hallando el promedio de la fuerza experimental Para hallar la desviación media Hallando el % de Error % de Error de la aceleración % de Error de la Fuerza8.1.1. Proponga más tres fuerzas localizadas en modelo experimental, cuyosefectos se han despreciado con fines de simplificar los cálculos.Podemos considerar a la fuerza de fricción del móvil con el carril, la fuerza de fricciónque ejerce el aire y la fuerza de fricción de la polea.
  14. 14. LABORATORIO DE FÍSICA II Página 14/14OCE-Rev 1.08.1.2. Evaluar el error porcentual en las tablas 1, 2 y 3. Proponga unajustificación sobre el porqué difiere el valor de la fuerza experimentalrespecto a la fuerza teórica.Tabla 1Análisis Valor Teórico Valor Experimental Error PorcentualFuerza promedio (N)Aceleración promedio (m/s²)Tabla 2Análisis Valor Teórico Valor Experimental Error PorcentualFuerza promedio (N)Aceleración promedio (m/s²)Tabla 3Análisis Valor Teórico Valor Experimental Error PorcentualFuerza promedio (N)Aceleración promedio (m/s²)Al incrementar la masa en el portapesas, disminuye el error porcentual de lafuerzapromedio, debido a que si seguimos aumentando más peso obtenemos una fuerzamayor que la del rozamiento es por ello que nuestro error porcentual se reduce cadavez más.8.1.3. Suponiendo que el error porcentual se debe exclusivamente a fuerzasde fricción, calcule un valor de una fuerza equivalente y su coeficiente defricción para cada caso. Asuma los valores conocidos del modeloexperimental.Tabla 1Análisis Valor Teórico Valor Experimental Error PorcentualFuerza promedio (N) 13.99 %Aceleración promedio (m/s²) 13.79 %
  15. 15. LABORATORIO DE FÍSICA II Página 15/15OCE-Rev 1.0Tabla 2Análisis Valor Teórico Valor Experimental Error PorcentualFuerza promedio (N)Aceleración promedio (m/s²)Tabla 3Análisis Valor Teórico Valor Experimental Error PorcentualFuerza promedio (N) 5.63 %Aceleración promedio (m/s²) 6.48 %8.1.4. Según los resultados obtenidos, exprese y justifique el tipo deproporcionalidad entre la fuerza resultante y la aceleración del sistema.m =0.33 kgMasa del móvil variable
  16. 16. LABORATORIO DE FÍSICA II Página 16/16OCE-Rev 1.0TABLA 4 Móvil con carga de 100 gr.Masa del móvil (kg):0.3070 kg.1 2 3 4 5 PromedioAceleraciónexp (m/s²)Fuerza exp (N)Análisis ValorTeóricoValorExperimentalErrorPorcentualFuerza promedio (N)Aceleración promedio (m/s²)Valores Teóricos. Para hallar la aceleración: Para hallar la masa del sistema Para hallar la fuerza promedioValores ExperimentalesEl sensor nos dio estos resultados
  17. 17. LABORATORIO DE FÍSICA II Página 17/17OCE-Rev 1.0GRÁFICO 4 (GRUPO6, SEGUNDA LEY DE NEWTON)En el gráfico 4 se puede observar como la aceleración es constante y que la distanciarecorrida es aproximadamente 1 metro; la posición va hacia arriba y la aceleración escasi una línea, todo esto podemos observar en la figura. Hallando el promedio de la aceleración experimental Para hallar la fuerza experimental Hallando el promedio de la fuerza experimental
  18. 18. LABORATORIO DE FÍSICA II Página 18/18OCE-Rev 1.0 Hallando el % de Error % de Error de la aceleración % de Error de la FuerzaTABLA 5 Móvil con carga de 300 gr.Masa del móvil (kg):0.3070 kg.1 2 3 4 5 PromedioAceleraciónexp (m/s²)Fuerza exp (N)Análisis ValorTeóricoValorExperimentalErrorPorcentualFuerza promedio (N) %Aceleraciónpromedio(m/s²)Valores Teóricos. Para hallar la aceleración: Para hallar la masa del sistema Para hallar la fuerza promedioValores ExperimentalesEl sensor nos dio estos resultados
  19. 19. LABORATORIO DE FÍSICA II Página 19/19OCE-Rev 1.0GRÁFICO 5 (GRUPO6, SEGUNDA LEY DE NEWTON)En el gráfico 5 se puede observar como la aceleración es constante y que la distanciarecorrida es aproximadamente 1 metro; la posición va hacia arriba y la aceleración escasi una línea, todo esto podemos observar en la figura. Hallando el promedio de la aceleración experimental Para hallar la fuerza experimental Hallando el promedio de la fuerza experimental
  20. 20. LABORATORIO DE FÍSICA II Página 20/20OCE-Rev 1.0 Hallando el % de Error % de Error de la aceleración % de Error de la FuerzaTABLA 6 Móvil con carga de 600 gr.Masa del móvil (kg):0.3070 kg.1 2 3 4 5 PromedioAceleraciónexp (m/s²)Fuerza exp (N)Análisis ValorTeóricoValorExperimentalErrorPorcentualFuerza promedio (N) %Aceleración promedio(m/s²) %Valores Teóricos. Para hallar la aceleración: Para hallar la masa del sistema Para hallar la fuerza promedioValores ExperimentalesEl sensor nos dio estos resultados
  21. 21. LABORATORIO DE FÍSICA II Página 21/21OCE-Rev 1.0GRÁFICO 6 (GRUPO6, SEGUNDA LEY DE NEWTON)En el gráfico 6 se puede observar como la aceleración es constante y que la distanciarecorrida es aproximadamente 1 metro; la posición va hacia arriba y la aceleración escasi una línea, todo esto podemos observar en la figura. Hallando el promedio de la aceleración experimental Para hallar la fuerza experimental Hallando el promedio de la fuerza experimental
  22. 22. LABORATORIO DE FÍSICA II Página 22/22OCE-Rev 1.0 Hallando el % de Error % de Error de la aceleración % de Error de la Fuerza8.2.1. Según el modelo, se agrega sucesivamente masas al móvil ¿Cómoafecta a la aceleración del sistema? ¿Qué tipo de proporcionalidad existeentre la masa y la aceleración? Justifique con ayuda de los datos medidos.Según la ecuación:Al aumentar la masa del móvil, incrementa el denominador, y se reduce la aceleracióndemostrando que es una relación inversa.Tabla 4Análisis ValorTeórico Valor Experimental Error PorcentualFuerza promedio (N)Aceleración promedio (m/s²)Tabla 5Análisis ValorTeórico Valor Experimental Error PorcentualFuerza promedio (N) %Aceleración promedio (m/s²)Tabla 6Análisis ValorTeórico Valor Experimental Error PorcentualFuerza promedio (N) %Aceleración promedio (m/s²) %
  23. 23. LABORATORIO DE FÍSICA II Página 23/23OCE-Rev 1.0F =0.48899 N8.2.2. Según los datos medidos ¿Cuál es la diferencia entre la aceleraciónteórica y la aceleración experimental? Exprese para cada caso en términos delerror porcentual.Tabla 4ValorTeórico Valor Experimental Error PorcentualAceleración promedio (m/s²)Tabla 5ValorTeórico Valor Experimental Error PorcentualAceleración promedio (m/s²)Tabla 6ValorTeórico Valor Experimental Error PorcentualAceleración promedio (m/s²) %
  24. 24. LABORATORIO DE FÍSICA II Página 24/24OCE-Rev 1.08.2.3. Con los datos del montaje, realice un DCL para cada caso suponiendo lapresencia de una fuerza de fricción. ¿Es ésta relevante?Tabla 4 Tabla 5 Tabla 68.2.4. ¿De qué depende la fuerza de fricción? ¿Cuál es la evidencia de que lafuerza de fricción es relevante en el modelo? Justifique con los datos delmontaje.La fuerza de fricción depende de y según la fórmula:La demostración es el porcentaje de error, ya que si el carril y las poleas fueran ideales o lisos, noexistiese porcentaje de error.
  25. 25. LABORATORIO DE FÍSICA II Página 25/25OCE-Rev 1.09. OBSERVACIONES: Se tuvo que alinear las cuerdas para que estén paralelas entre el carril y el móvil. Data Studio nos brindó los resultados necesarios para la obtención de datos. Se tuvo que tener cuidado con respecto al móvil PASCAR ya que durante laaceleración por la fuerza de la masa, el móvil podía caerse y dañarse. Se uso el mismo montaje para los 2 experimentos, solamente variando las masas y lamasa del móvil. Al colocar la masa en el móvil PASCAR se tuvo que colocar cintas ya que por elmovimiento podían caer y malograr el móvil. Se observó que el porcentaje de error aumentaba debido a la fuerza de rozamientode las poleas y de las reglas.10. CONCLUSIONES: Concluimos que la aceleración de un cuerpo bajo la acción de una fuerza netaconstante, es inversa a su masa. Se demostró que la fuerza y la aceleración son proporcionales. Verificamos que cuando la fuerza resultante sobre algún cuerpo en este caso elPASCAR no es nulo, éste se mueve con un movimiento acelerado. Se comprobó que la aceleración del cuerpo dependía de la masa. Demostramos que la fuerza experimental menos la fuerza teórica nos proporciona lafuerza de fricción. Concluimos que ambas fuerzas, masa y aceleración son directamenteproporcionales, e inversas al tiempo11. BIBLIOGRAFIA:GRUPO6. SEGUNDA LEY DE NEWTON. SEGUNDA LEY DE NEWTON. TECSUP, AREQUIPA.GUIADELABORATORIO. (2012). SEGUNDA LEY DE NEWTON . AREQUIPA: TECSUP.

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