viernes, 29 de mayo de 2009

LABORATORIO Nº6

LAS TABLAS CON LOS DATOS YA ESTAN HECHAS PERO NO SE PUEDEN COLGAR EN SU FORMATO YA SE PRESENTARA EN EL IMFORME IMPRESO.

ENCARGADO DE TABLAS:JONATHAN CORNEJO SUAÑA

martes, 19 de mayo de 2009

JONATHAN CORNEJO

OBSERVACIONES


ü Se logro evaluar el experimento mediante el cálculo del error experimental.
ü En el presente laboratorio el error puede quedar justificado debido que al momento de realizar las mediciones hubo un error o la influencia de diversos factores tanto factores humanos como externos, como puede ser el lugar de trabajo
ü Un factor influyente en la toma de datos es que no hay peso despreciable del hilo lo cual no es recomendable en el experimento ya que por lo general se utiliza un hilo muy fino de masa despreciable.
ü Si m es pequeña con repecto de M, la aceleración es pequeña y se pueden medir tiempos y posiciones en una de las dos masas con mayor presicion.
ü Para verificar las leyes mecánicas del movimiento uniformemente acelerado. La máquina de Atwood es una demostración común en las aulas usada para ilustrar los principios de la Física, específicamente en Mecánica.
ü Cuando , la máquina está en equilibrio neutral a pesar de la posición de los pesos.
ü Cuando \ m_1" type="#_x0000_t75" o:spid="_x0000_i1026">ambas masas experimentan una aceleración uniforme
ü Las ilustraciones originales de Atwood muestran el eje de la polea principal descansando sobre el borde de otras cuatro ruedas, para minimizar las fuerzas de fricción de los cojinetes. Muchas implementaciones históricas de la máquina siguen este diseño.
OJO:
ü Un ascensor con un contrapeso se aproxima a una máquina de Atwood ideal y de ese modo alivia al motor conductor de la carga de aguantar la cabina del ascensor — tiene que vencer sólo la diferencia entre el peso y la inercia de las dos masas. El mismo principio se usa para ferrocarriles de
funicular con dos vagones de ferrocarriles conectados en vías inclinadas.
ü En un movimiento pendular, la tensión del hilo no se mantiene constante. En cada momento, la fuerza centrípeta neta que actúa sobre la lenteja será la suma de la tensión del hilo más la componente perpendicular del peso:
ü
ü Como el movimiento es circular y todas las fuerzas anteriores tienen la misma dirección, se deduce la siguiente ecuación para los módulos de las fuerzas:
ü
ü Donde α es el ángulo que forma en cada instante el hilo con la vertical.


CONCLUSIONES


v En el presente laboratorio tratamos el fenómeno que sucede en el experimento de la máquina de atwood, para lo cual se realizo el experimento donde se observo el efecto del sistema mecánico de masa-cuerda.
v La máquina de Atwood es un clásico ejemplo de la aplicación de la segunda ley de Newton.
v La máquina de Atwood consta de una polea de la que se cuelgan dos objetos de masa distinta. Es fácil mostrar que si las masas son m1 y m2, la aceleración del sistema es:
a = g (m2- m1)/ (m1 + m2)
y la tensión de la cuerda que une a los dos objetos es:
T = 2 g m2 m1/ (m1 + m2)

v Si los dos cuerpos tienen la misma masa y están a la misma altura, la máquina de Atwood estará en equilibrio inestable. En cambio, si los dos cuerpos están inicialmente a distinta altura, la variación de la aceleración de la gravedad con la altura hace que el cuerpo más cercano a la Tierra experimente una fuerza mayor que el cuerpo más alejado.
v La máquina de Atwood es un dispositivo mecánico que se utilizó para medir la aceleración de la gravedad. El dispositivo consiste en una polea que tenga muy poco rozamiento y un momento de inercia muy pequeño.
v Al realizar el laboratorio se trato el experimento de máquina de atwood, en el cual observamos el efecto que causa el campo gravitacional de la tierra sobre una partícula.
v El objetivo que se logro es poner de manifiesto las leyes de la gravedad mediante la reproducción de la caída de los cuerpos permitiendo la demostración de las leyes del movimiento uniformemente acelerado en estos movimientos.
v Se comprobó la sustitución de un movimiento uniforme a otro acelerado. La disminución de la velocidad que esta máquina aporta a la caída de los cuerpos está basada en el principio de conservación de la cantidad de movimiento ("cuando un cuerpo en movimiento encuentra a otro en reposo, este le cede parte de su velocidad, tanto más cuanto mayor sea la masa del segundo respecto del primero").
v Efectivamente, haciéndose equilibrio estas dos masas, queda en ellas sin efecto la gravedad (lo cual fue comprobado en el presente laboratorio en forma experimental) por lo tanto, la misma fuerza que hacía caer al peso m, cuando estaba solo será la que mueva ahora a este peso y a las dos masas M y M´. La cantidad de movimiento será, pues, la misma.
v Si la masa adicional m cayese libremente, adquiriría una aceleración “x”. Unidas la m y la M, la velocidad común será menor. En conclusión nos dice que podemos hacer la aceleración tan pequeña como queramos, aumentando M con respecto a m.
M
M
m
La aceleracion será menor





v Un péndulo simple es un sistema constituido por un objeto material, llamado lenteja(en nuestro caso la masa), suspendido de un hilo, que se considera inextensible y sin masa(idealmente, al no cumplirse se justifica el porcentaje de error), y sujeto a un punto fijo en uno de sus extremos. La única acción externa ejercida sobre este sistema es el peso del objeto, que alcanza el equilibrio en una posición perfectamente vertical, donde el peso compensa exactamente la tensión del hilo.
v Si se desvía la posición del cuerpo un cierto ángulo con respecto a la vertical, empieza a oscilar en un movimiento que se asemeja bastante, al movimiento armónico simple cuando los ángulos de desplazamiento son pequeños.
v Un péndulo simple es un modelo idealizado que consiste en una masa puntual
suspendida de un hilo sin masa no extensible. Al desplazar la masa de su punto de
equilibrio, ésta oscila alrededor de dicha posición. La masa puntual describe un arco de
circunferencia con radio igual a la longitud del hilo.
v Se llama fuerza centrípeta a la fuerza que tira de un objeto hacia el centro de un
camino circular mientras que el objeto sigue dicha trayectoria a una rapidez constante, siendo la rapidez la magnitud de la velocidad.
v La velocidad de un cuerpo, en módulo, dirección y sentido, permanece constante de acuerdo con la tercera ley de Newton (ley de la inercia) si no actúa ninguna fuerza sobre el o la resultante de todas las fuerzas que actúan es cero. Las circunstancias de un movimiento circular son diferentes: En este caso debe haber una fuerza, llamada fuerza centrípeta, dirigida hacia el eje de rotación.
v La fuerza centrípeta siempre actúa en forma perpendicular a la dirección de movimiento del cuerpo sobre el cual se aplica.
v En el caso de un objeto que se mueve en trayectoria circular con rapidez cambiante, la fuerza neta sobre el cuerpo puede ser descompuesta en un componente perpendicular que cambia la dirección del movimiento y uno tangencial, paralelo a la velocidad.
v Para la segunda experiencia del presente laboratorio se coloca un sensor fotopuerta, de forma tal de medir el intervalo de tiempo durante el cual la masa colocado en la parte inferior del péndulo interrumpe el haz de luz al pasar por la posición de equilibrio.
La longitud del hilo se mide en forma directa con una regla.
La velocidad y la tensión en el punto de equilibrio se miden para los siguientes casos:
F Para distintas longitudes, manteniendo constante la masa ó
F Para distintas masas, manteniendo constante la longitud.
v Se verifica experimentalmente que la tensión en el hilo de un péndulo simple en la posición de equilibrio está dada por:

T = m (g) + v²/l

Esto es equivalente a afirmar que la fuerza centrípeta viene dada por la relación mv²/l.


BIBLIOGRAFIA UTILIZADA


Obtenido de "http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_de_Atwood"
http://www.heurema.com/PDF14.htm
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/celeste/atwood/atwood.htm
http://www.fisicarecreativa.com/informes/infor_mecanica/attwod1.pdf
http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza_centr%C3%ADpeta
http://es.encarta.msn.com/encyclopedia_761579565/fuerza_centr%C3%ADpeta.html
http://www.walter-fendt.de/ph14s/carousel_s.htm

lunes, 18 de mayo de 2009

HELBER CRUZ

LABORATORIO . MAQUINA DE ATWOOD

LAS TABLAS YA ESTAN HECHAS EL PROBLEMA ES QUE NO SE PUEDEN ADJUNTAR

DE HELBER CRUZ (ENCARGADO DE LAS TABLAS DE DATOS )- RESOLUCION

martes, 5 de mayo de 2009

HELBER

OBSERVACIONES
Ø Para obtener una cifra mas precisa es necesario configurar el medidor digital del programa Data Studio.
Ø Hacer el D.C.L correspondiente para entender gráficamente el laboratorio.
Ø El sensor de movimiento rotacional es el que detecta la aceleración, velocidad, etc.
Ø El sistema realizado en este laboratorio se ha regido con una pita (tension).
Ø Todo el experimento se realizo sobre una superficie plana.
Ø El programa Data Studio es una herramienta necesaria para la aplicación de laboratorios practicos como este.
Ø Es de importancia la aplicación practica del tema, ya que nuestra carrera viene relacionada con la misma .
Ø Si la margen de error es muy grande , se podria decir que la resolucion del ejercicio resuelto es erroneo.
Ø La masa suspendida debe estar a una altura media entre la superficie y debajo de la misma.
Ø El desplazamiento del carro para este experimento debe ser en linea recta.
Ø La distancia aproximada en este experimento es de aproximadamente 1 metro.

RESULTADOS OBTENIDOS
Ø Llegamos a comprobar la información teorica de la segunda ley de newton con la experiencia realizada.
Ø Sabemos ya el funcionamiento de la segunda ley de newton en la practica .
Ø Comprobamos la segunda ley de newton.
Ø Los datos obtenidos por el programa Data Studio de las fuerzas fueron correctas y verosimiles.
Ø Fue de gran ayuda la experiencia sobre el tema de dinamica lineal y la segunda ley de newton.
Ø Mas que todo la experiencia trataba específicamente de hallar la aceleración que se producia con respecto al valor numerico de la masa suspendida.
Ø Los resultados obtenidos teóricamente coincidieron con los datos obtenidos en la experiencia.

CONCLUSIONES
Ø La expresión F = ma permite determinar la masa de un cuerpo, fuerza o aceleración cualquiera sea el lugar donde se encuentre.
Ø Saber describir el movimiento mecanico relacionandolo directamente con las causas que lo originan.
Ø Entender y reconocer el efecto de inercia.
Ø Comprender la segunda ley de newton.
Ø Saber que la aceleración es directamente proporcional a la fuerza e inversamente proporcional a la masa.
Ø Opcionalmente en laboratorio se puede aplicar otra formula para hallar la aceleración y es : “ a = mg / M+m “.
Ø La direccion de la aceleración es la misma que la de la fuerza neta en donde el cuerpo inicialmente se encuentre en reposo o bien moviendose en cualquier direccion.
Ø El factor masa es una magnitud escalar numéricamente igual a la fuerza necesaria para comunicarle la unidad de aceleración.
Ø En el laboratorio la fuerza que empuja el carro para que este produzca una aceleración es el peso de la masa suspendida en el aire.
Ø A manera que el valor numerico de la masa suspendida aumentaba, aumentaba tambien la aceleración del cuerpo (carro).
Ø A mayor distancia, mayor sera el aumento de la aceleración conforme pasa el tiempo y conforme tambien mayor sea el desplazamiento de la masa suspendida.
Ø Los margenes de error fueron minimos.
Ø Se concluye que siempre habra un margen de error en una aplicación teorica de una practica.
Ø La comprobación practica en el experimento fue muy facil y entendible.

CHRISTIAN TICONA ZAMBRANO

PROFESOR KLINGE LA PARTE QUE A MI ME HA TOCADO CORRESPONDE A LAS TABLAS DE LOS RESULTADOS QUE HEMOS OBTENIDOSEGUN LOS PROCEDIMIENTOS, LOS MISMOS QUE NO PUEDO COLGAR POR MOTIVOS DE FORMATO.
EL MIERCOLES LO PODRA VER EN EL INFORME GRUPAL QUE LE ENTREGAREMOS.

Jonathan Cornejo



PRACTICA Nº4
SEGUNDA LEY DE NEWTON

Introducción

Las Leyes de Newton son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la dinámica, en particular aquellos relativos al movimiento de los cuerpos.
En concreto, la relevancia de estas leyes radica en dos aspectos:
por un lado, constituyen, junto con la
transformación de Galileo, la base de la mecánica clásica;
por otro, al combinar estas leyes con la
Ley de la gravitación universal, se pueden deducir y explicar las Leyes de Kepler sobre el movimiento planetario.
Así, las Leyes de Newton permiten explicar tanto el movimiento de los
astros, como los movimientos de los proyectiles artificiales creados por el ser humano, así como toda la mecánica de funcionamiento de las máquinas.
Su formulación matemática fue publicada por
Isaac Newton en 1687 en su obra Philosophiae Naturalis Principia Mathematica.[1]No obstante, la dinámica de Newton, también llamada dinámica clásica, solo se cumple en los sistemas de referencia inerciales; es decir, sólo es aplicable a cuerpos cuya velocidad dista considerablemente de la velocidad de la luz (que no sobrepasen los 300,000 km/s); la razón estriba en que mientras más cerca esté un cuerpo de alcanzar esa velocidad (lo que ocurriría en los sistemas de referencia no-inerciales), más posibilidades hay de que incidan sobre el mismo una serie de fenómenos denominados efectos relativistas o fuerzas ficticias, que añaden términos suplementarios capaces de explicar el movimiento de un sistema cerrado de partículas clásicas que interactúan entre sí. El estudio de estos efectos (aumento de la masa y contracción de la longitud, fundamentalmente) corresponde a la teoría de la relatividad especial, enunciada por Albert Einstein en 1905.


Objetivos


1) Verificar que cuando la fuerza resultante sobre un cuerpo no es nula, este se mueve con un movimiento acelerado.
2) Comprobar que la aceleración para una fuerza dada, depende de una propiedad del cuerpo llamada masa.
3) Verificar que la aceleración de un cuerpo bajo la acción de una fuerza neta constante, es inversamente proporcional a su masa.
4) Ser capaz de configurar e implementar equipos para toma de datos experimentales y realizar un análisis grafico utilizando como herramienta el software DATA STUDIO.
5) Utilizar el software DATA STUDIO para verificación de parámetros estadísticos respecto a la información registrada.


Fundamentos teóricos


El Sistema MKS y el "newton"
Considere la caída libre producto de la gravedad. La fuerza de gravedad es proporcional a la masa m, de manera que podemos escribir


F = mg (1)


en donde g es la aceleración de la gravedad, dirigida hacia abajo. Efectivamente, la proporcionalidad nos permite agregarle al lado derecho la constante de multiplicación correcta, pero no lo haremos por que lo que queremos hacer es definir algunas unidades de F.
Todas las fórmulas y unidades cuantitativas en física dependen de las unidades en las cuales las tres cantidades básicas son medidas--distancia, masa y tiempo. Permítanos por lo tanto escoger a partir de ahora el medir la distancia en metros, la masa en kilogramos y el tiempo en segundos. Esa convención es conocida como el sistema MKS: en tanto las fórmulas contengan solo cantidades obtenidas por este sistema, ellas serán consistentes y correctas. Pero tenga cuidado... si por error mezcla las unidades MKS con gramos o centímetros (o libras y pulgadas), puede terminar con unos resultados bastante extraños!
[Esto, finalmente, fue como el orbitador Mars Climate --una misión espacial de US$125 millones--fue perdido el 23 de Septiembre de 1999. Cuando un pequeño cohete fue disparado para ajustar su entrada a la atmósfera de Marte, el operador, un contratista de NASA, asumió que su empuje estaba dada en unidades Inglesas. En realidad, las especificaciones de la NASA estaban dadas en unidades métricas.]
En el sistema MKS el valor efectivo de g varía desde 9.78 m/s2 en el ecuador, hasta 9.83 m/s2 en los polos, debido a la rotación de la Tierra La ecuación (1) no solo muestra que el peso es proporcional a la masa, sino que---asumiendo que es medido en kilogramos--- introduce una unidad de F, llamada (¡no es sorpresa!) "newton."
De acuerdo a esa ecuación, una fuerza de 1 newton actuando sobre un kilogramo de masa lo acelera en 1 m/sec2, de manera que la fuerza de gravedad sobre un kilogramo de masa es aproximadamente 9.8 newtons. Con anterioridad esto se llamaba "una fuerza de un kilogramo de peso", una unidad conveniente para aplicaciones generales, (1 kg = 9.8 newton), pero no para aplicaciones exactas, debido a la variación de g alrededor del globo.


Segunda Ley de Newton


Ahora podemos expresar en números la dependencia de la aceleración en la fuerza y la masa. Lord Kelvin, un importante científico Británico en la época de la Reina Victoria, fue citado diciendo alguna vez
"cuando usted mide lo que está hablando y lo expresa en números, sabe algo acerca de eso, pero cuando no lo puede expresar en números, su conocimiento es pobre e insatisfactorio... "


De acuerdo a la segunda ley de Newton, la aceleración de un objeto es proporcional a la fuerza F actuando sobre ella e inversamente proporcional a su masa m. Expresando F en newtons obtenemos a--para cualquier aceleración, no solamente para la caída libre--de la siguiente forma
a = F/m (2)
Debemos notar que ambas a y F no solo tienen magnitudes, sino también direcciones--ambas son cantidades vectoriales. El denotar vectores (en esta sección) mediante letras en negritas, hace que la segunda ley de Newton sea leída adecuadamente:
a = F/m (3)
Esto expresa el enunciado anterior "se acelera en la dirección de la fuerza."
Muchos libros de texto escriben
F = ma (4)
pero la ecuación (3) es la manera en que se utiliza normalmente--F y m son las entradas, a es el resultado.


Materiales y equipos de trabajo


ü Computadora personal con programa DATA ESTUDIO instalado.
ü Interface USB link.
ü Sensor de movimiento rotacional
ü Móvil PASCAR
ü Polea
ü Pesas con porta pesas
ü Cuerda
ü Regla


Procedimiento:


MASA DEL MOVIL CONSTANTE
Ingrese al programa DATA STUDIO, haga clic sobre el icono crear experimento y seguidamente reconocerá el sensor de movimiento rotacional previamente insertado a la interfase power link.
Seguidamente procedemos a configurar dicho sensor, para lo cual hacemos doble clic sobre el icono respectivo, ya seleccionado e instalado, y lo configuramos para que registre 50 lecturas por segundo.
Una vez calibrado el sensor arrastramos el icono GRAFICO sobre el icono sensor de movimiento y seleccionamos la grafica velocidad – aceleración vs tiempo, luego hacemos el montaje de la figura:

Ahora coloque el móvil en la posición inicial(a 1 m de la polea), empiece las mediciones con la masa de 20 gr suspendida del hilo.
Inicie la toma de datos soltando el móvil y oprimiendo el botón INICIO en la barra de configuración principal del DATA STUDIO, utilice las herramientas de análisis del programa para determinar la velocidad media y aceleración media.

No permita que el móvil golpee la polea.


Repita el proceso hasta completar 10 mediciones, luego trabaje con masas de 40 y 60 gr..Borre las mediciones incorrectas, no almacene datos innecesarios.
Llene las tablas calculando el error absoluto, el error porcentual, la desviación media y la desviación estándar.
Para hacer el cálculo de la fuerza experimental, calcule la masa con la balanza y con el valor de g hallado en la práctica anterior calcule el valor de la masa experimental.
Haga el D.C.L. para el montaje ¿Cuál es el valor teórico de la aceleración en cada caso?
Aceleración teórica:
a=m.g/M+m
Analizando los datos recolectados en las tablas 4.1, 4.2, 4.3 ¿Cuál es la relación entre la aceleración y la fuerza aplicada?
Utilice la grafica velocidad tiempo de la tabla 4.1 y hallando el área bajo la curva halle la distancia recorrida por el móvil.
4.2 Masa del móvil variable

Analizando los datos recolectados en las tablas 4.4,4.5,4.6 ¿Cuál es la relación entre la aceleración y la masa del cuerpo?
Los datos recolectados nos permitió comprobar experimentalmente que a menor masa la aceleración es mayor.
¿Qué factores pueden causar las diferencias entre el valor comúnmente aceptado y el valor obtenido experimentalmente?
Diversos factores tales como la inclinación de la mesa que influye en la aceleración del móvil; el factor humano en el experimento; y podemos nombrar los materiales ya que no existe material ideal lo cual se demuestra en el error porcentual.

Bibliografía


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http://es.wikipedia.org/wiki/Leyes_de_Newton
http://www.phy6.org/stargaze/Mnewt2nd.htm

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