Laboratorio 4 original

LABORATORIO DE FÍSICA II Página 1/1
OCE-Rev 1.0
SEGUNDA LEY DE NEWTON
1. INTRODUCCIÓN:
La cuarta experiencia de laboratorio, cuyo enunciado hace referencia a la segunda ley
de 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 o
no cumplimiento de esta ley, además estableceremos la relación entre masa, fuerza y
aceleración cuando la masa va variando.
Además verificaremos las proporcionalidades teóricas e inversas descritas en la
mayoría de los textos de estudio.
2. OBJETIVOS
a) Verificar que cuando la fuerza resultante sobre un cuerpo no es nula,éste se mueve con
un movimiento acelerado.
b) Comprobar que la aceleración para una fuerza dada, depende de una propiedaddel cuerpo
llamada masa.
c) Verificar que la aceleración de un cuerpo bajo la acción de una fuerza netaconstante, es
inversamente proporcional a su masa.
3. MATERIALES Y EQUIPOS
Computadora personal con programa Data Studio instalado
Sensor de movimiento rotacional
Móvil PASCAR
Polea
Pesas con portapesas
Cuerda
Regla.
(GRUPO6) (GRUPO6) (GRUPO6)

OCE-Rev 1.0
4. INDICACIONES DE SEGURIDAD
• Implementos de seguridad de uso obligatorio
• Análisis de Trabajo Seguro (ATS)
N° TAREAS RIESGOS IDENTIFICADOS MEDIDAS DE CONTROL DEL
RIESGO
1 Recepción e inspección de
materiales.
Caída y daños de rupturade
equipos.
Organizar el grupo para una
adecuada recepción del
material e instrumento.
2 Toma de corriente al
momento de instalar el
equipo.
Recibir una descarga eléctrica al
momento de conectar la
computadora a la fuente de
tensión.
Verificar el buen estado de los
cables antes de realizar el
laboratorio.
3 Montaje del laboratorio Dañar algunos de los
componentes por una mala
ejecución.
Prestar atención a las
instrucciones del profesor
también se debe tener en cuenta
su correcta instalación.
4 Trabajando con el sensor de
movimiento rotacional.
Ruptura del sensor como también
quemar por su mala aplicación.
Hacer un ajuste seguro a las
varillas de contención.
5 Utilización de móvil Pascar. Malograr el móvil por la cantidad
de peso en exceso
Trabajar solo con las pesas
necesarias.
6 Toma de mediciones del
Data Studio
Generar mal los cálculos. Hacer los ajustes necesarios
verificando siempre nuestras
guías de trabajo
7 Orden y limpieza Caídas y tropezones. Tener la misma actitud para
culminar el laboratorio.
Nota: Apellidos y Nombres
Lab. Nº
: 4Valle Perez, Brayton
Vera Mamani, Erick
ADVERTENCIA
• Leer detalladamente el procedimiento y verificar la correcta parametrización.
• Identificar la polaridad de los conectores utilizados para no provocar sobrecorriente o
cortocircuitos.
• Antes de energizar el sistema, el profesor del curso debe verificar las conexiones y dar su
visto bueno.

OCE-Rev 1.0
5. FUNDAMENTO TEÓRICO
SEGUNDA LEY DE
NEWTON
Estudia conjuntamente el
movimiento y las fuerzas
que lo originan.
Para detener el movimiento
de un cuerpo es necesaria
una fuerza.
La dinámica abarca
casi toda la mecánica.
La razón del valor de la fuerza
al de la aceleración es
siempre la misma, es decir, es
constante
Nos permite establecer una
relación numérica entre las
magnitudes fuerza y aceleración
La dirección de la
aceleración es la misma
que la de la fuerza neta,
encontrándose en reposo
“La aceleración que toma un cuerpo es proporcional a la fuerza neta
externa que se le aplica, pero inversamente proporcional a su masa”

OCE-Rev 1.0
6. 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

OCE-Rev 1.0
7. PROCEDIMIENTOS
Masa 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 variables
del movimiento lineal y rotacional.
Luego hacer clic en configuración, seleccionamos posición lineal, velocidad lineal y
aceleración lineal, modificamos la frecuencia de registro y seleccionamos 50 Hz.
Arrastramos el icono Grafico 1, sobre velocidad y aceleración y obtenemos el grafico
posición, velocidad y aceleración vs tiempo, luego realizamos el montaje de la figura.1
FIGURA 1 (GUIADELABORATORIO, 2012)
Luego colocar el móvil a 1 metro de la polea y empezamos con una masa de 30g, luego de
50g y finalmente de 70g.
Masa del móvil variable.
Conservar el montaje anterior solo que en esta experiencia se mantiene la masa suspendida
del hilo con un valor de 50 gr y varia ahora el valor de la masa del móvil, empezar con una
masa añadida de 100 gr y luego cambie la masa a 250 y 500 gramos.
FIGURA 2 (GUIADELABORATORIO, 2012)

OCE-Rev 1.0
8. RESULTADOS OBTENIDOS
Masa del móvil constante.
TABLA 1 Con la masa de 30gr.
Masa del móvil (kg):
0.3070kg.
1 2 3 4 5 Promedio
Aceleraciónexp (m/s²)
Fuerza exp (N)
Análisis Valor
Teórico
Valor
Experimental
Error
Porcentual
Fuerza promedio (N)
Aceleración promedio (m/s²)
Valores Teóricos
 Para hallar la masa del sistema
 Para hallar la fuerza promedio
Valores Experimentales
El sensor nos dio estos resultados

OCE-Rev 1.0
GRÁFICO 1 (GRUPO6, SEGUNDA LEY DE NEWTON)
En el gráfico 1 se puede observar como la aceleración es constante y que la distancia
recorrida es aproximadamente 1 metro; y también podemos observar la desviación
estándar de cada medición.
 Hallando el promedio de la aceleración experimental
 Para hallar la fuerza experimental
 Hallando el promedio de la fuerza experimental

OCE-Rev 1.0
 Hallando el % de Error
 % de Error de la aceleración
 % de Error de la Fuerza
0.3070 kg.
1 2 3 4 5 Promedio
Fuerza exp (N)
Análisis Valor
Teórico
Valor
Experimental
Error
Porcentual
Fuerza promedio (N)
Valores Teóricos

OCE-Rev 1.0

OCE-Rev 1.0
0.3070 kg.
1 2 3 4 5 Promedio
Fuerza exp (N)
Análisis Valor
Teórico
Valor
Experimental
Error
Porcentual
Fuerza promedio (N)
Valores Teóricos

OCE-Rev 1.0

OCE-Rev 1.0
8.1.1. Proponga más tres fuerzas localizadas en modelo experimental, cuyos
efectos se han despreciado con fines de simplificar los cálculos.
Podemos considerar a la fuerza de fricción del móvil con el carril, la fuerza de fricción
que ejerce el aire y la fuerza de fricción de la polea.

OCE-Rev 1.0
8.1.2. Evaluar el error porcentual en las tablas 1, 2 y 3. Proponga una
justificación sobre el porqué difiere el valor de la fuerza experimental
respecto a la fuerza teórica.
Tabla 1
Análisis Valor Teórico Valor Experimental Error Porcentual
Fuerza promedio (N)
Tabla 2
Fuerza promedio (N)
Tabla 3
Fuerza promedio (N)
Al incrementar la masa en el portapesas, disminuye el error porcentual de lafuerza
promedio, debido a que si seguimos aumentando más peso obtenemos una fuerza
mayor que la del rozamiento es por ello que nuestro error porcentual se reduce cada
vez más.
8.1.3. Suponiendo que el error porcentual se debe exclusivamente a fuerzas
de fricción, calcule un valor de una fuerza equivalente y su coeficiente de
fricción para cada caso. Asuma los valores conocidos del modelo
experimental.
Tabla 1
Fuerza promedio (N) 13.99 %
Aceleración promedio (m/s²) 13.79 %

OCE-Rev 1.0
Tabla 2
Fuerza promedio (N)
Tabla 3
Fuerza promedio (N) 5.63 %
Aceleración promedio (m/s²) 6.48 %
8.1.4. Según los resultados obtenidos, exprese y justifique el tipo de
proporcionalidad entre la fuerza resultante y la aceleración del sistema.
m =0.33 kg
Masa del móvil variable

OCE-Rev 1.0
TABLA 4 Móvil con carga de 100 gr.
0.3070 kg.
1 2 3 4 5 Promedio
Fuerza exp (N)
Análisis Valor
Teórico
Valor
Experimental
Error
Porcentual
Fuerza promedio (N)
Valores Teóricos.

OCE-Rev 1.0
recorrida es aproximadamente 1 metro; la posición va hacia arriba y la aceleración es
casi una línea, todo esto podemos observar en la figura.

OCE-Rev 1.0
0.3070 kg.
1 2 3 4 5 Promedio
Fuerza exp (N)
Análisis Valor
Teórico
Valor
Experimental
Error
Porcentual
Fuerza promedio (N) %
Aceleración
promedio(m/s²)
Valores Teóricos.

OCE-Rev 1.0

OCE-Rev 1.0
0.3070 kg.
1 2 3 4 5 Promedio
Fuerza exp (N)
Análisis Valor
Teórico
Valor
Experimental
Error
Porcentual
Aceleración promedio(m/s²) %
Valores Teóricos.

OCE-Rev 1.0

OCE-Rev 1.0
8.2.1. Según el modelo, se agrega sucesivamente masas al móvil ¿Cómo
afecta a la aceleración del sistema? ¿Qué tipo de proporcionalidad existe
entre 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 aceleración
demostrando que es una relación inversa.
Tabla 4
Análisis ValorTeórico Valor Experimental Error Porcentual
Fuerza promedio (N)
Tabla 5
Tabla 6
Aceleración promedio (m/s²) %

OCE-Rev 1.0
F =0.48899 N
8.2.2. Según los datos medidos ¿Cuál es la diferencia entre la aceleración
teórica y la aceleración experimental? Exprese para cada caso en términos del
error porcentual.
Tabla 4
ValorTeórico Valor Experimental Error Porcentual
Tabla 5
Tabla 6
Aceleración promedio (m/s²) %

OCE-Rev 1.0
8.2.3. Con los datos del montaje, realice un DCL para cada caso suponiendo la
presencia de una fuerza de fricción. ¿Es ésta relevante?
Tabla 4 Tabla 5 Tabla 6
8.2.4. ¿De qué depende la fuerza de fricción? ¿Cuál es la evidencia de que la
fuerza de fricción es relevante en el modelo? Justifique con los datos del
montaje.
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, no
existiese porcentaje de error.

OCE-Rev 1.0
9. 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 la
aceleración 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 la
masa del móvil.
 Al colocar la masa en el móvil PASCAR se tuvo que colocar cintas ya que por el
movimiento podían caer y malograr el móvil.
 Se observó que el porcentaje de error aumentaba debido a la fuerza de rozamiento
de las poleas y de las reglas.
10. CONCLUSIONES:
 Concluimos que la aceleración de un cuerpo bajo la acción de una fuerza neta
constante, 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 el
PASCAR 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 la
fuerza de fricción.
 Concluimos que ambas fuerzas, masa y aceleración son directamente
proporcionales, e inversas al tiempo
11. BIBLIOGRAFIA:
GRUPO6. SEGUNDA LEY DE NEWTON. SEGUNDA LEY DE NEWTON. TECSUP, AREQUIPA.
GUIADELABORATORIO. (2012). SEGUNDA LEY DE NEWTON . AREQUIPA: TECSUP.

Laboratorio 4 original

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Similar a Laboratorio 4 original

Similar a Laboratorio 4 original (20)

Laboratorio 4 original