Informe 7 Lab Física I

INTEGRANTES:

MEDICO MEJIA DANTE 15130156 BLAS MIRANDA FERNANDO RAUL 15130134 ANCCASI HUAYLLA EDUARDO 15130209 VASQUES DELGADO HEBER 15130180 MARCOS CASTRO JAIME 11190141

PROFESOR: CABRERA CESAR ARISTA

LIMA-PERÚ2015

LABORATORIO DE FÍSICA 1 UNMSM

I. PROCEDIMIENTO:

1. Use la balanza de 3 brazos para masas mayores de 610 g . Coloque la pesa de 295,0 g en el extremo de los brazos, lo cual le permitirá medir hasta 1 610 g. 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.

3. Marque la distancia de 70cm sobre la mesa, que es la longitud entre el punto de partida y el parachoques.

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 portapesas vertical.

5. Coloque “cinco” masas de 50 g sobre el carro y ate el portapesas al extremo de la cuerda después de la polea, tal como indica en la figura, considere todas las masas y la masa del portapesas como parte de la masa total del sistema.

6. Ponga al carro antes de la línea del partidor, sincronice el inicio del desplazamiento con el cronómetro y tome la medida del tiempo. El peso de la portapesas, será llamada F1.

7. Luego retire una de las masas de 50g que se encuentran sobre el carro y colóquela sobre en portapesas. A este nuevo valor será llamada F2. No olvide de registrar los tiempos. Continué este procedimiento hasta llegar a F5.

8. Consigne las medidas en la Tabla 1.

1


Para calcular las aceleraciones se usará la siguiente fórmula

d=V0t + at2/2 pero V0 = 0

Entonces d= at2/2 , a = 2d/t2

Masa del sistema = 1.647 Kg

Distancia a recorrer d = 0.70m

t1(s) t2(s) t(s) t2 a (m/s2) m (Kg) F(N)

2.51 2.52 2.515 6.33 0.22 0.05 0.49

1.65 1.65 1.65 2.72 0.51 0.10 0.98

1.28 1.21 1.245 1.55 0.90 0.15 1.47

1.10 1.05 1.075 1.16 1.21 0.20 1.96

1.01 0.96 0.985 0.97 1.44 0.25 2.45

0.915 0.915 0.915 0.84 1.69 0.30 2.94

Tabla No 1

2

0.70m


LA RELACIÓN MASA Y ACELERACIÓN.

1) Arme el sistema tal como indica la siguiente figura. Coloque el portapesas, esta es la fuerza constante que se aplicará al coche para desplazarlo una distancia de 0.70m.

2) Tome 2 veces el tiempo que demora el carro en cubrir la distancia de 0.70 m

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.

Para calcular las aceleraciones se usará la siguiente fórmula.

3

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.80

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

a(m/s^2) vs F(N)


Sea: T T

T

T

mg

∑F = m.a

Según el sistema.

Para m: mg - T= m.aPara M: T = Ma

Entonces mg – Ma =ma , mg = Ma + ma luego a = mg/(m+M)

Tabla No 2

Fuerza constante (portapesas) = 0.49N

Distancia a recorrer d= 0.70 m

t1(s) t2(s) t(s) t2 a (m/s2)Carga de masa(g)

Masa del coche con carga(Kg)

2.29 2.28 2.285 5.22 0.26 500 1.847

2.40 2.30 2.35 5.52 0.27 400 1.747

2.59 2.56 2.57 6.61 0.29 300 1.647

2.70 2.53 2.615 6.84 0.31 200 1.547

2.89 2.87 2.88 8.29 0.33 100 1.447

2.90 2.97 2.93 8.59 0.35 0 1.347

4

m

M


1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.90.24

0.26

0.28

0.3

0.32

0.34

0.36M vs a(m/s2)

0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.80.24

0.26

0.28

0.3

0.32

0.34

0.36

(Masa M)-1 vs aceleración

5


DE LA RELACION DE LA FUERZA EN LA ACCION Y REACCION

1. Arme el sistema tal como indica la figura. Conteste la pregunta ¿Qué significa el valor que indica el dinamómetro?

Rpta: El valor del dinamómetro significa que el sistema está en equilibrio porque

está marcando la fuerza del peso de la izquierda lo cual es igual a la fuerza

aplicada por el peso de la derecha.

2. Arme el sistema tal como indica la figura.

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.

6


i) De un tirón normal en C con una fuerza de más o menos 1/8 kg, hacia

abajo. ¿En qué punto de las cuerdas se rompe? Explique lo sucedido.

La cuerda se rompe en el punto A porque al jalar lenta y

progresivamente todo el sistema, la pesa y las 2 cuerdas se vuelven una

y al llegar a su límite la cuerda se rompe en el punto A.

ii) De un tirón seco en C con una fuerza de más de o menos 3/4 kg hacia

abajo. ¿En qué punto de las cuerdas se rompe? Explique lo sucedido.

La cuerda se rompe en el punto B porque al jalar rápido y bruscamente el sistema

solo es formado por la pesa y la cuerda inferior y de esta forma todo es tan rápido

que al llegar al límite la cuerda se rompe en el punto B.

II. CUESTIONARIO:

7


1. Trace la gráfica 1, “a versus F”, y halle la fórmula experimental por el método de par de puntos. ¿Qué valor indica la pendiente que denominaremos K1?. Calcule el error porcentual cometido con respecto a la medida directa de la masa del carro.

x iAceleración

y iFuerza

x i y i x2i

0.22 0.49 0.108 0.048

0.51 0.98 0.500 0.260

0.90 1.47 1.323 0.810

1.21 1.96 2.372 1.464

1.44 2.45 3.528 2.074

1.69 2.94 4.969 2.856

∑ x i=5 .97 ∑ yi=10 . 29 ∑ x i y i=12. 8 ∑ x2i=7 .512

m=6 (12 .8 )−(5 .97 ) (10 .29 )

6 (7 .512 )−(5 .97 )2=1 .630

8

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.80

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

a(m/s^2) vs F(N)


b=(7 . 512 ) (10. 29 )−(5. 97 ) (12 . 8 )

6 (7 . 512 )−(5 . 97 )2=0 . 094

La ecuación de la recta obtenida experimentalmente es la siguiente:

y=1 . 63 x+0 . 094

La pendiente indica el valor de la masa del carro entonces el error

porcentual de la masa del carro es:

Error porcentual Experimental = l1.347 – 1.63l x 100 = 21.01%

1.347

2. ¿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 es nula y por lo tanto la fuerza también. La masa se

puede obtener dividiendo el valor de la fuerza entre la aceleración.

3. Trace la gráfica 2: “m versus a”, si la recta forma un ángulo mayor a 90o

con cualquier recta paralela al eje x que la intercepta, ensaye la Gráfica 3

de proporcionalidad directa.

a) Halle la fórmula experimental por par de puntos ¿Qué valor

indica esta otra pendiente?

b) Halle el error experimentalmente cometido. Indique las causas

de este error y como minimizar.

Proporcionalidad indirecta.

9

1.347


x iMasa

y iAceleración

x i y i x2i

1.847 0.26 0.48 3.411

1.747 0.27 0.47 3.052

1.647 0.29 0.48 2.713

1.547 0.31 0.48 2.393

1.447 0.33 0.48 2.094

1.347 0.35 0.47 1.814

∑ x i=9 .582 ∑ yi=1 .81 ∑ x i y i=2.86 ∑ x2i=15 . 477

m=6 (2 .86 )−(9 .582 ) (1 . 81 )

6 (15 . 477 )−(9 .582 )2=−0 .175

b=(15 .477 ) (1 .81 )−(9 .582 ) (2 .86 )

6 (15 .477 )−(9 .582 )2=0 .581

y=−0 .175 x+0 .581

10


1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.90.24

0.26

0.28

0.3

0.32

0.34

0.36M vs a(m/s2)

Proporcionalidad directa

x iMasa

y iAceleración

x i y i x2i

0.54 0.26 0.14 0.29

0.57 0.27 0.15 0.33

0.61 0.29 0.18 0.37

0.65 0.31 0.20 0.42

0.69 0.33 0.23 0.48

0.74 0.35 0.26 0.55

∑ x i=3 .80 ∑ yi=1 .81 ∑ x i y i=1.16 ∑ x2i=2 . 44

11


m=6 (1 .16 )−(3 .80 ) (1 . 81 )

6 (2 . 44 )−(3 . 80 )2=0 . 41

b=(2. 44 ) (1 . 81 )−(3 .80 ) (1. 16 )

6 (2 . 44 )−(3. 80 )2=0 .042

y=0. 41 x+ 0. 042

En este caso el valor de la pendiente nos da experimentalmente la

fuerza constante con la que es movido el sistema. El error experimental es:

Error porcentual Experimental = l0.48 – 0.41l x 100 %= 14.58%

0.48

12

0.5 0.55 0.6 0.65 0.7 0.75 0.80.24

0.26

0.28

0.3

0.32

0.34

0.36

(Masa M)-1 vs aceleración


4. Explique los enunciados de las leyes de Newton de otra

manera

1ra. Ley: “Un cuerpo de masa constante permanece en estado

de reposo o de 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”

a = FR

m

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

primero (reacción)”.

5) ¿Es perezosa la naturaleza? Recuerde ejemplos:

del mago; la mesa, los platos y el mantel; de los efectos que

experimenta una persona cuando viaja parado en un ómnibus.

13


Cuando una persona, viaja en un ómnibus esta dependen de lo

que pase con 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.

6) Defina como “relación de masas de los dos

cuerpos al recíproco de sus aceleraciones producidas sobre

estos cuerpos por la misma fuerza”. De 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 de movimiento se llama inercia. La inercia se mide por la

cantidad de materia o masa que tiene un cuerpo; es decir, a mayor

masa, mayor inercia. Por ejem.: es más fácil levantar un cuaderno

que un mueble.

7) Analice los errores porcentuales y las causas

correspondientes. Enuncie sus conclusiones. Con los datos

obtenidos experimentalmente ¿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

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en la polea, el rozamiento con el aire, errores cometidos al momento

de tomar los tiempos, etc.

8) Exprese literalmente, en gráfico y en símbolo las

definiciones de Newton, Dina y Kilogramo - Fuerza. Además

de las equivalencias entre ellas.

Newton : Unidad física de fuerza que expresa la

fuerza con la masa expresada e Kg y la aceleración en

m/s2.

F = m.a

N = Kg. m/s2

F m a

Dina: Unidad Física de fuerza que expresa a la fuerza

con la masa expresada en g y la aceleración en cm/s.

Asi 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

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