DINAMICA Y LEYES DE NEWTON

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Informe de Prácticas de Física N° 7.
Dinámica y Las leyes de Newton.
Daniela Romero, Naomi Peñaherrera, José Córdova.
Facultad de Ciencias Químicas, Universidad de Cuenca,
 Cuenca – Ecuador.
danielamelissa_99@hotmail.es
gnsis_naomi@hotmail.com
josecordovavega@hotmail.com
Abstract.- Exponemos en el siguiente informe la práctica realizada para determinar y demostrar las leyes de newton en la dinámica, donde una propiedad de los cuerpos materiales es su masa inercial. La fuerza es otro concepto nuevo, útil cuando se trata de describir las interacciones entre cuerpos materiales. En esta práctica procedimos primeramente a obtener todos los materiales obtenidos del laboratorio de física.
I. INTRODUCCION
La dinámica es la parte de la Mecánica que estudia las relaciones entre las causas que originan los movimientos y las propiedades de los movimientos originados. Las Leyes de Newton constituyen los tres principios básicos que explican el movimiento de los cuerpos, según la mecánica clásica. Fueron formuladas por primera vez por Newton en 1687, aunque la primera de ellas ya fue enunciada por Galileo.
II. FUNDAMENTO TEÓRICO
Las leyes de la dinámica de Newton son tres:
1. LEY DE INERCIA
“Si no existe una fuerza resultante sobre un cuerpo, su aceleración es cero”. 
Luego la inercia de reposo es cuando un cuerpo no cambia de posición respecto de las coordenadas referenciales con que es descrito; y la inercia de movimiento rectilíneo uniforme (M.R.U) cuando el cuerpo se mueve con velocidad constante o invariante.
2. LEY DE LA FUERZA Y ACELERACIÓN
“La velocidad con la cual cambia la cantidad de movimiento un cuerpo, es proporcional a la fuerza resultante no equilibrada que soporta el cuerpo, y esa variación de la velocidad con respecto al tiempo se encuentra en la misma dirección y sentido de la fuerza”.
Expresada en fórmula: 
Donde: = m, cantidad de movimiento o momento lineal. 
 m= masa del móvil y = velocidad
3. LEY DE ACCIÓN Y REACCIÓN
“La interacción mutua que se ejercen dos cuerpos son dos fuerzas simultáneas iguales y dirigidas en sentido contrario”. Indistintamente una es una fuerza de acción y la otra de reacción” 	
Note que estas fuerzas actúan sobre cuerpos diferentes.
Sobre la base de este conjunto de leyes se desarrollan las acciones experimentales.
III. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.
El objetivo de la práctica es:
· Verificar las leyes de Newton.
Para esto contamos con los siguientes materiales:
· Carro de madera
· Prensas
· Juego de Pesas
· Prensa porta polea
· Poleas
· Regla
· Pesas de dos ganchos
· Soportes universales
· Cronómetro
· Varilla
· Listón de madera
· Dinamómetro
· Cordelitos
IV. PROCEDIMIENTO A:
 DE LA RELACIÓN FUERZA Y ACELERACIÓN.
1. Use la balanza de 3 brazos para masas mayores de 610g. Coloque la pesa de 295g en el extremo de los brazos, lo cual le permitirá medir hasta 1610g. Mida la masa del carro.
2. Coloque la prensa porta polea en el borde ancho de la mesa, y ajuste verticalmente el listón de madera al borde de la mesa, utilizando para ello las dos prensas, el cual se comporta como parachoques.
Fig2. 
3. Marque la distancia de 80cm sobre la mesa, que es la longitud entre el punto de partida y el parachoques.
Fig. 3
4. Alinee la cuerda que ha de jalar al carro a la altura de la polea, esta debe de estar paralela a la mesa; vea que la cuerda tenga la longitud apropiada desde el carro pegado al parachoques hasta el piso, cuyo extremo tiene al porta pesas vertical.Fig. 4
5. Coloque cuatro masas de 50g sobre el carro y ate el porta pesas al extremo de la cuerda después de la polea, considere todas las masas y la masa del porta pesas como parte de la masa total del sistema.
Fig. 1
Fig. 5
6. Ponga al carro antes de la línea de la partida, sincronice el inicio del desplazamiento con el cronómetro y tome la medida del tiempo. El peso del porta pesas, será llamada 
Fig. 6 
7. Luego retire las masas de 50g que se encuentran sobre el carro y colóquela sobre el porta pesas. Este nuevo será llamado No olvide de registrar los tiempos. Continué este procedimiento hasta llegar a Fig. 7
8. Consigne las medidas en la tabla 1.
			d= 0.8 m
	 
	 TABLA 1
	 
	m carro -pesas:
	250 g
	200 g
	100 g
	m porta-pesas:
	50 g
	100 g
	200 g
	 
	t1 (s)
	t2 (s)
	t3 (s)
	 
	2,28
	1,33
	0,46
	 
	2,01
	1,48
	0,48
	 
	2,23
	1,12
	0,44
	 
	2,43
	1,11
	0,57
	t prom.
	2,23
	1,26
	0,48
	a (m/s2)
	0,16
	0,5
	3,47
	m (Kg)
	0,25
	0,2
	0,1
	F (N)
	0,04
	0,1
	0,347
 LA RELACIÓN MASA Y ACELERACIÓN.
1. Arme el sistema tal como indica la Fig. 7.3. Coloque el porta pesas, esta es la fuerza constante que se aplicará al coche para desplazarlo una distancia de 0.80m.
2. Tome 3 veces el tiempo que demora el carro en cubrir la distancia de 0.80m.
Fig. 8
3. Aumente la masa del móvil colocando sobre el carro una carga de 100g de masa, proceda a medir tres veces el tiempo, prosiga de igual manera aumentando la carga de 100g y así hasta llegar a 500g.Fig. 9
ghFig. 10
4. Consigne las medidas en la tabla 2.
d= 0.8 m
	 
	 TABLA 2
	 
	m carro -pesas:
	100 g
	200 g
	250 g
	m porta-pesas:
	50 g
	50 g
	50 g
	 
	t1 (s)
	t2 (s)
	t3 (s)
	 
	1,17
	1,81
	4,91
	 
	1,16
	1,64
	4,81
	 
	1,06
	1,72
	4,75
	 
	0,96
	1,73
	4,71
	t prom.
	1,08
	1,72
	4,79
	a (m/s2)
	0,68
	0,27
	0,03
	m (Kg)
	0,1
	0,2
	0,25
	F (N)
	0,068
	0,054
	0,0075
 DE LA RELACIÓN DE LA FUERZA EN LA ACCIÓN Y REACCIÓN
1. Arme el sistema tal como indica la figura 7.4. Conteste la pregunta ¿Qué significa el valor que indica el dinamómetro?
El valor que indica el dinamómetro es la masa de una de las pesas que está en equilibrio, ya que las os masas son iguales, y el dinamómetro no altera el equilibrio, además el dinamómetro solo puede medir un lado de las tensiones ya que el medidor se encuentra en la parte inferior del dinamómetro. 
2. Arme el sistema tal como lo indica la figura 3.4. Para evitar que la pesa caiga al suelo, sujétela de la varilla superior con un cordel grueso; luego jale del extremo C de la cuerda fina de dos modos diferentes.
3. Experimente, jale del extremo de la cuerda arrastrando la pesa de ganchos de 0,5 kg que se encuentra sobre la mesa de dos modos:
V. CUESTIONARIO
1. ¿Cómo interpreta dinámicamente el origen de coordenadas de la Gráfica 1? ¿Podría definir la masa? ¿Cómo?
Los interpreto como el momento en la que el cuerpo está en reposo y por lo tanto la aceleración y la fuerza son nulas. La masa se puede obtener dividiendo el valor de la fuerza entre la aceleración.
2. Halle el error experimental cometido. Indique las causas de este error y cómo lo minimizaría.
Uno de los errores que influye más en las formulas halladas, es la medición del tiempo ya que no sabemos con exactitud en qué momento es el choque del coche; por lo tanto las medidas obtenidas no son muy precisas y esto altera el valor de la aceleración (pues esta depende del tiempo). Una solución para minimizar este problema es ser más precisos al marcar el tiempo. También estamos obviando la fricción que hay con el piso, esto hace que el coche acelere menos. 
ERROR EXPERIMENTAL se llevara para la fuerza ya que la pendiente de la fórmula experimental es la fuerza del sistema.
3. Exprese los enunciados de las leyes de Newton de otra manera.
1ra. Ley: “Un cuerpo de masa constante permanece en estado de reposo o movimiento con una velocidad constante en línea recta, a menos que sobre ella actúa una fuerza”.
2da. Ley: “Cuando un cuerpo es afectado por una fuerza resultante, esta experimenta una aceleración cuyo valor es directamente proporcional a dicha fuerza e inversamente proporcional a la masa del cuerpo”
3ra. Ley: “Si un cuerpo le aplica una fuerza a otro (Acción); entonces el otro le aplica una fuerza igual y en sentido contrario al primer (Reacción)”
4. ¿Es perezosa la naturaleza? Recuerde ejemplos: del mago; la mesa, los platos y el mantel; de los efectos que experimenta una persona cuando viaja parada en un ómnibus.
Cuando una persona, viaja en un ómnibus esta depende de lo que pasecon la velocidad del ómnibus, por ejemplo si el ómnibus frena repentinamente la persona tiende a cambiar su posición inicial debido a que posee masa y tiende a seguir la dirección del movimiento que poseía el móvil.
Caso contrario si el ómnibus estando en reposo, de manera violenta inicia su marcha, el individuo tiende a mantenerse en reposo, entonces una fuerza actuaría sobre él haciendo que su cuerpo se vaya hacia atrás.
En el ejemplo del mago, los utensilios colocados sobre la mesa tienden a mantenerse en reposo porque poseen masa, por eso es que conservan su posición y aparentemente no se mueven de su sitio.
5. Defina como “relación de masas de dos cuerpos al recíproco de sus aceleraciones producidas sobre estos cuerpos por la misma fuerza”. Dé una interpretación. ¿Cuál de los móviles tiene mayor inercia y cuál es su valor?
La oposición que presentan los cuerpos a cambiar su estado de reposo o movimiento se llama inercia. La inercia se mide por la cantidad de materia de masa que tiene un cuerpo; es decir, a mayor masa, mayor inercia. Por ejemplo: es más fácil levantar un cuaderno que un mueble.
6. Analice los errores porcentuales y las causas correspondientes. Enuncie sus conclusiones. Con los datos obtenidos experimentales ¿Se cumplen las leyes de la dinámica?
De los errores cometidos durante el desarrollo de esta experiencia, se les puede atribuir a los diversos factores presentes como lo son por ejemplo la fricción en las ruedas del móvil, la fricción de la polea, el rozamiento con el aire, errores cometidos al momento de tomar los tiempos, etc.
· El error porcentual resulta.
· Las causas son la inexactitud de los objetos de medición el cual nos posibilita el error así también como el medio ambiente que no es igual.
· También influye el error que comete el experimentador al tomar sus datos.
· Si se cumple las leyes de la dinámica claro que resulta una ligera diferencia o aproximaciones.
7. Exprese literalmente, en gráfico y en símbolo las definiciones de Newton, dina y kilogramo-fuerza. Además dé las equivalencias entre ellos.
Sugerencia para las definiciones de las unidades de la fuerza:
F
a
m
Solución:
Newton:
 Unidad física de fuerza que expresa la fuerza con la masa expresada en Kg y la aceleración en m/s2
F = m*a		
N = Kg. m/s2
Dina:
Unidad Física de fuerza que expresa a la fuerza con la masa expresada en g y la aceleración en cm/s2. Así tenemos:
F = m*a
 Dina = g. cm/s2
Equivalencias:
1N = 105 dinas
1N = 0.102 Kg – f
1Kg-f = 9.8 N
1g - f = 981 dinas
VI.	CONCLUSIONES
	Este trabajo nos permitió sacar varias conclusiones:
· En primer lugar, experimentalmente comprobamos la validez de las leyes de Newton.
· Respecto a los resultados hemos podido notar que los márgenes de error en que un experimentador puede incurrir (si es que no se realizan adecuadamente las medidas experimentales). Por lo tanto esta práctica nos ha permitido afianzar nuestros conocimientos acerca de la teoría de la medición.
· También que los cuerpos siempre tienden a conservar su estado de movimiento, ya sea estacionario o en movimiento, y que a este fenómeno se le denomina inercia.
· Cuando las fuerzas están actuando sobre un cuerpo ejerce una aceleración que se encuentra en relación inversa con la masa.