Informe 6 (Lab Física Mecánica)

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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE BOLÍVAR
Facultad de Ciencias Básicas
Departamento de Física
EXPERIENCIA N° 6 
DEMOSTRACIÓN DE LA CORRELACIÓN Y DEPENDENCIA ENTRE LA MASA, ACELERACIÓN Y FUERZA 
1. INTRODUCCIÓN
2. OBJETIVOS
2.1 OBJETIVO GENERAL	
Entender completamente la relación que hay entre la aceleración, fuerza y masa, a través de las leyes de Newton.
1. 
2. 
2.1. 
2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
· Afianzar los conocimientos sobre las leyes Newton, cinemática y el método de los mínimos cuadrados. 
· Determinar la masa por medio del método de mínimos cuadrados 
· Calcular la masa mediante la segunda ley de Newton y de forma teórica.
3. MARCO TEÓRICO
Segunda ley de newton 
Un cuerpo se acelerará si se le aplica una fuerza. De otra manera, se puede decir que la aceleración que sufre un cuerpo es proporcional a la fuerza que recibe. Matemáticamente se expresa como:
Método de mínimos cuadrados
El método de los mínimos cuadrados se aplica a un conjunto de datos a fin de hallar una función que se ajuste a los datos experimentales, asimismo, nos permite obtener las discrepancias asociadas a los parámetros de la pendiente y el término independiente. 
En ciertos casos, se puede utilizar mínimos cuadrados con el objetivo de encontrar datos por medio de la pendiente del conjunto de datos que se están graficando. Por ejemplo, calcular la masa a través de la pendiente que se forme al graficar en X a la aceleración y en Y a la fuerza, puesto que si se relaciona la fórmula de la fuerza (F=ma) con la ecuación de la línea recta (y=mx+b); siendo Y correspondiente a F, la pendiente (m) a la masa y x a la aceleración. 
 
Diagrama de cuerpo libre 
Es la representación gráfica del comportamiento de las fuerzas que están afectando a una partícula, estas pueden ser la fricción, la fuerza, el peso, la normal y demás. Y de igual manera, nos permite establecer cómo se localiza el cuerpo en los distintos ejes y teniendo en cuenta las leyes de newton.
4. DATOS EXPERIMENTALES
Distancia = 0,96m
	
	Masa 1 (0,3071 kg)
	
	Masa A (0,0246 kg)
	Masa B (0,0197 kg)
	Masa C (0,0199 kg)
	Tiempo
	(s)
	(s)
	 (s)
	1
	1,66
	1,84
	1,83
	2
	1,66
	1,85
	1,83
	3
	1,66
	1,85
	1,84
	4
	1,67
	1,85
	1,83
	5
	1,66
	1,84
	1,83
	Promedio
	1,662
	1,846
	1,832
Tabla N°1.
5. ANÁLISIS DE DATOS 
Cálculo de la masa del carro por la segunda ley de Newton, ecuaciones de Cinemática y conservación de la energía.
1. Determine la velocidad V (en m/s) y aceleración a (en m/s2) de la masa M2 mediante las ecuaciones de la cinemática y conservación de la energía. Suponiendo que la aceleración de la masa M2 tiene la misma magnitud que la aceleración de la masa M1.
M2A
M2B
M2C
 
2. Utilizando los resultados anteriores y la segunda ley de Newton aplicada a la masa M2, determine la tensión (en newton) que se supone que tiene la misma magnitud de la fuerza F que acelera a la masa M1. Realice una nueva tabla de datos con F y la aceleración a correspondiente.
	 
	Tensiones/fuerza (N)
	Masa A
	0,22
	Masa B
	0,18
	Masa C
	0,18
3. Calcule la masa M1 del carro utilizando la segunda ley de Newton (aplicada al carro) para cada caso. Promedie sus resultados.
	 
	Masa 1 (kg)
	Masa A
	0,322588175
	Masa B
	0,323302589
	Masa C
	0,321349319
	Promedio
	0,32
Cálculo de la masa del carro por el método de mínimos cuadrados
4. Realice una gráfica de F contra a. Determine la masa M1 a través de la pendiente calculada por el método de cuadrados mínimos.
	 
	Aceleración (X)
	Fuerza (Y)
	XY
	X2
	 
	0,695087
	0,224227
	0,155857
	0,483146
	 
	0,563427
	0,182157
	0,102632
	0,31745
	 
	0,572071
	0,183835
	0,105167
	0,327266
	∑
	1,830586
	0,590219
	0,363656
	1,127862
Cálculo de la masa del carro teóricamente
5. Conociendo la aceleración a, la masa M2 y la aceleración gravitacional g, encuentre una expresión para calcular la masa M1 del carro. Se recomienda realizar un diagrama de cuerpo libre.
M1
M2
6. Remplace los datos experimentales y calcule la masa del carro en cada caso. Promedie sus resultados.
	 
	Masa 1 (kg)
	Masa A
	0,322588175
	Masa B
	0,323302589
	Masa C
	0,321349319
	Promedio
	0,32
Cálculo de la exactitud en la medida de la masa
7. Calcule la exactitud de la medida de la masa. Tome el valor medido directamente de la masa como valor real.
8. En cada medida de la aceleración, calcule la exactitud utilizando como dato teórico las leyes de newton y como datos prácticos los encontrados por cinemática.
Sumamos (1) y (2):
 
Luego, despejamos la aceleración:
M2A
M2B
M2C
9. En cada medida de la aceleración, Calcule la exactitud utilizando como dato teórico la conservación de la energía y como datos prácticos los encontrados por cinemática.
B
A
M1
M2
M2A
M2B
M2C
10. ¿Cuál fue la causa del error en cada medida?
La razón principal del porqué se generan errores en las diversas mediciones que se hallaron es que estas están sujetas a medidas que se tomaron experimentalmente, es decir, son medidas indirectas que se calcularon a través de medidas directas que pueden tener un porcentaje de error ya sea debido a errores humanos por visión, errores del aparato y demás. Es, por tanto, que existen pequeñas variaciones en los valores calculados y por ende se vea reflejado en los errores de mediciones.
6. CONCLUSIONES
BIBLIOGRAFÍA
Fernández, J. L. (s.f.). Segunda Ley de Newton. FISICA LAB. https://www.fisicalab.com/apartado/principio-fundamental
Fuerza	
0.69508703793003102	0.56342723395963745	0.57207147079575138	0.22422685886692126	0.18215748349099511	0.18383477773116458