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LABORATORIO 2: DINAMICA




          MAYRA ALEJANDRA ESPINOSA BORRERO

             INGRI MARCELA CUENCA BERNAL

         MARIA FERNANDA FIERRO MONTENEGRO

              ELIAM SOFIA OSORIO PULIDO

             KAREN YAJAIRA SALAZAR LOPEZ

                        1003




   PROFESORA: YESICA ALEJANDRA PALOMARES GUZMAN




INSTITUCIÓN EDUCATIVA ESCUELA NORMAL SUPERIOR DE NEIVA

                        2011
TABLA DE CONTENIDO

                                                    Pág.

1. Introducción.                                      3
2. Objetivos.                                         4

2.1. Objetivo general.                                4

2.2. Objetivos específicos.                           4

3. Dinámica.                                          5

4. Materiales.                                        8

5. Procedimiento.                                     8

5.1. Experiencia N° 1                                 8

5.2. Experiencia N°2                                 10

5.3. Experiencia N° 3                                11

6. Resultados.                                       14

7. Análisis de resultados.                           16

8. Posibles causas de error.                         18

9. Conclusiones.                                     19

10. Bibliografía.                                    20
INTRODUCCION

Mediante este trabajo se establece y se da a conocer que es dinámica, que es fuerza y cuáles son las tres leyes
formuladas por Isaac Newton, lo estudiado en el experimento trabajado y en las clases con el profesor. Se
parte de lo observado y analizado en el día de la práctica junto con los demás compañeros y profesores, para
concluir con unos conocimientos claros de lo que se trata este tema y como se puede manejar y estudiar en un
contexto practico y real.

Se trabajan en este escrito tres (3) experiencias acerca de esta temática, la primera es de fuerza neta y las otras
dos son sobre las leyes de Newton, la primera, la tercera ley y la segunda ley, respectivamente. Para realizar
este trabajo, se tuvo en cuenta lo realizado el día de la práctica, el 6 de octubre de 2011, hicimos el
experimento 1 y 3, recogimos todos los datos y calculamos lo que faltaba; el segundo experimento fue hecho
por nosotros, una parte, y lo otro lo consultamos. Todo lo visto fue escrito, analizado y concluido en estos
párrafos del dicho trabajo.
OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL DE LA FISICA: El alumno obtendrá una clara visión de las ideas sobre la naturaleza
a través de las prácticas experimentales. Una visión que lo acostumbrara a encontrar las mejores
soluciones, además de brindarle conocimientos específicos, fundamentales para la prevención de
accidentes, para la modificación de productos, procesos, formas de trabajo y mejora de tecnología
ene le campo de la ingeniería.

OBJETIVOS PARTICULARES

      Determinar la fuerza neta que actúa sobre un cuerpo inicialmente en reposo.
      Interpretar y describir las leyes de Newton.
      Define y aplica los conceptos de dinámica, fuerza, masa y aceleración.
      Realizar la comprobación experimental de las leyes de Newton.
      Desarrollar habilidad en el manejo del material y equipo de laboratorio de física.
DINAMICA

La dinámica es la parte de la Física que estudia el movimiento de los cuerpos y las fuerzas que producen dicho movimiento.

El objetivo de la dinámica es describir los factores capaces de producir alteraciones de un sistema físico,
cuantificarlos y plantear ecuaciones de movimiento o ecuaciones de evolución para dicho sistema de operación.
El estudio de la dinámica es prominente en los sistemas mecánicos (clásicos, relativistas o cuánticos), pero
también en la termodinámica y electrodinámica.




Isaac Newton con sus tres leyes de del movimiento estableció la base de la dinámica. Demostró que la
velocidad de los objetos que caen aumenta continuamente durante su caída; esta aceleración es la misma para
todos los objetos de cualquier peso, no teniéndose en cuenta la resistencia del aire. Definió la fuerza, la masa y
las relaciono con la aceleración.




El movimiento: es el desplazamiento de los cuerpos dentro de un espacio con Referencia a otro cuerpo. El
movimiento es relativo ya que depende del punto de Vista del observador.

La fuerza: es la acción de un cuerpo sobre otro que causa el movimiento. Así se tiene que los cambios de
movimiento son producidos por fuerzas. Por ejemplo el peso es la fuerza gravitacional que ejerce la tierra
sobre un cuerpo que está en su superficie o cerca. Hay otras fuerzas como la normal, de tensión y de
rozamiento (fricción).
Esta es la representación de la fuerza normal (FN)

La masa: es la magnitud que indica la cantidad de materia de la que está formado el cuerpo en movimiento. Es
la medida de la inercia (resistencia que tiene un cuerpo a que se le cambie su estado de reposo o de
movimiento).

Isaac Newton, científico inglés (1643 – 1727), estableció que todo movimiento se encuentra regido por tres
leyes.

Según la PRIMERA LEY DE NEWTON, si no existen fuerzas externas que actúen sobre un cuerpo, éste
permanecerá en reposo o se moverá con una velocidad constante en línea recta.

Galileo expuso que si no existe fricción, el cuerpo Continuará moviéndose a velocidad constante, ya que
ninguna fuerza afectará el movimiento. Cuando se presenta un cambio en el movimiento de un cuerpo, éste
presenta un nivel de resistencia denominado INERCIA. Si has ido en un vehículo que ha frenado de improviso y
tú has debido detenerte con tus propias manos, has experimentado lo que es la inercia. Por tanto, a la primera
ley de Newton también se le conoce como ley de la inercia.




”En ausencia de la acción de fuerzas, un cuerpo en reposo continuara en reposo, y uno en movimiento se
moverá en línea recta y con velocidad constante.”

La SEGUNDA LEY DE NEWTON determina que si se aplica una fuerza a un cuerpo, éste se acelera. La
aceleración se produce en la misma dirección que la fuerza aplicada y es inversamente proporcional a la masa
del cuerpo que se mueve. Recuerda que la fuerza y la aceleración son magnitudes vectoriales por lo que tienen
un valor, una dirección y un sentido. Si la masa de los cuerpos es constante, la fórmula que expresa la segunda
ley de Newton es: Fuerza = masa x aceleración.
F=m.a




En cambio cuando la masa del cuerpo aumenta, la aceleración disminuye. Entonces, debes establecer la
cantidad de movimiento (p) que equivale al producto de la masa de un cuerpo por su velocidad. Es decir: p = m
x v.

FUERZA

En el Sistema Internacional la cantidad de movimiento (p) se mide en Kg·m/s² (Newton: N) porque la unidad
para la masa es el kilogramo y la unidad para la aceleración es metros sobre segundo al cuadrado. Por tanto:

Fuerza (N) = masa (kg) x aceleración (m/s²)

También se encuentra en el Sistema Cegesimal la dina (D): g.cm/seg², para fuerzas de magnitud pequeña,
siendo el gramo para la masa y la unidad de aceleración es centímetro sobre segundo al cuadrado.

“La aceleración que un cuerpo adquiere es directamente proporcional a las fuerzas que actúan sobre el e
inversamente proporcional a su masa.”

La TERCERA LEY DE NEWTON postula que la fuerza que impulsa un cuerpo genera una fuerza igual que va en
sentido contrario. Es decir, si un cuerpo ejerce fuerza en otro cuerpo, el segundo cuerpo produce una fuerza
sobre el primero con igual magnitud, en la misma dirección y sentido contrario. La fuerza siempre se produce
en pares iguales y opuestos, para cada acción de un cuerpo sobre otro siempre existirá una reacción igual y
contraria. Por esta razón, a la tercera ley de Newton también se le conoce como ley de acción y reacción.




“Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre un cuerpo, este reacciona con una fuerza de la misma magnitud,
misma dirección y sentido contrario.”
MATERIALES

Estos fueron los materiales que se utilizaron en todas las experiencias.

            MATERIAL Y EQUIPO                 CANTIDAD                     MATERIAL Y EQUIPO        CANTIDAD

  Carrito dinámico                                       1 Polea                                               1

  Cronometro                                             6 Metro de madera                                     1

  Dinamómetro                                            1 Soporte universal                                   1

  Cuerda de 1 metro                                      1 Pesas                                               2

  Balanza                                                 1 Cinta adhesiva de papel                            1

  Marcador                                               1 Soporte para masa                                   2



                                                PROCEDIMIENTO

EXPERIENCIA N° 1. FUERZA NETA

    1. Determinar la masa del carro, utilizando la balanza.
    2. Ubica una polea en el extremo de la mesa. Coloca el porta-pesas y engancha el carro con la cuerda, de
       tal forma que pase por la polea.




    3. Mide la distancia (X) entre el carro y el borde de la mesa.
4. Ponga una masa en el porta-masas y deja que le carro se desplace libremente hasta el borde de la
   mesa.




5. Registra en la tabla, el tiempo empleado por el carro en el recorrido y calcula la aceleración mediante
   la expresión:
                                                aexp= 2.X/t²

6. Repite el procedimiento tres veces, aumentando la masa colgante.
7. Determina la aceleración teórica aplicando la segunda ley de Newton como si no existiese rozamiento
   entre el carro y la mesa, y registra los datos en la tabla de N°1.
EXPERIENCIA N°2. PRIMERA Y TERCERA LEY DE NEWTON

    1. Coloca sobre la mesa una pila de más de 10 monedas ($100) y dispara con el dedo índice una moneda
       de ($100), que colisione directamente sobre la pila de la moneda como se muestra en la foto. ¿Qué
       sucedió? Anota y dibuja lo observado.




    2.    Arma un dispositivo de péndulos con los balines de acero. Toma uno de ellos y aléjalo unos 10cm de
         su posición de equilibrio, déjalo caer ligeramente y anota lo que observas. Como lo muestra la imagen.




3. Repite el procedimiento desde diferentes alturas y anota tus observaciones.
EXPERIMENTO N°3. SEGUNDA LEY DE NEWTON

  1. Asegura fijamente el dinamómetro en forma horizontal al carro dinámico, tal que puedes hacer la
     lectura y determinar la masa total del dispositivo en la balanza. Asegurar también la polea al extremo
     de la mesa como lo muestra.
  2. Monta el carro dinámico, el dinamómetro, la polea, el hilo y las pesas. tal como lo muestra la foto.




  3. Traza con la cinta adhesiva la trayectoria que seguirá tu móvil y pinta con el marcador una línea
     perpendicular a este que indica el punto de de inicio.
  4. Ayudado con la regla de madera, marca distancia (intervalos) de (10) cm, a lo largo del carril hasta
     completarlo y asignándoles un numero de marca (1, 2,3…) hasta terminar de marcar el riel.




  5. Coloca al carrito inicial que ya haz establecido, y prepara todos los cronómetros en cero, según la
     cantidad de puntos que te hayan salido con medición anterior.
6. Suelta el carrito, déjalo correr y al mismo tiempo deja correr todos los cronómetros. (este será tu
   tiempo inicial).




7. Ahora suelta nuevamente el carrito, tomando el tiempo que tarda en llegar el carro a cada uno de los
   puntos, de la siguiente forma: “cuando el carrito llegue al punto 1, el cronometro 1, deberá estar
   midiendo el tiempo. cuando termine el punto 2, se detiene el cronometro 2. cuando llegue al punto 3,
   se detendrá el cronometro 3 y así sucesivamente, de acuerdo al número de marcas o puntos que te
   hayan resultado. escribes estos resultados en la tabla Nª2.




8. Mientras se deslizan en todos los puntos deberás observarla lectura del dinamómetro.
9. Repite nuevamente el proceso anterior, alternado la pesa 2, es decir que la cuelga (aumentándola y
   registra los datos en la tabla Nª 3.




10. Con los valores obtenidos en la tabla N° 3 y 4, acerca de la distancia y el tiempo, calcula las
    aceleraciones. Para cada uno.
11. Obtén el promedio de la aceleración en cada tabla y úsalo para calcular la fuerza que se ejerce en el
    carro dinámico. Teniendo en cuenta que: “la masa total es la cantidad suministrada por la balanza
    cuando pesamos (el carro, el dinamómetro y la pesa 1). Anota las aceleraciones promedio con la masa
    del sistema y calcula las fuerzas en la tabla N° 4.
RESULTADOS

Las siguientes tablas contienen los datos recolectados, escritos y calculados el día de la práctica del
experimento.se manejan 4 tablas de acuerdo a cada experiencia, la tabla N° 1 es de los datos de la experiencia
N° 1, del experimento N° 2 no hay ninguna tabla solo observaciones y las dos últimas tablas son para el ultimo
experimento.

EXPERIENCIA 1

TABLA N° 1. FUERZA NETA.

                  A                  B        C          D             E              F
                                                                        a             A
        m (pesa que cuelga) m (carro)       X (m)      t (seg)    experimental     teórica
  1            0.05Kg            0.7Kg       0.8m       2.3s        0.30m/s²      0.65m/s²
  2             0.1Kg            0.7Kg       0.8m       1.36s       0.86m/s²      1.23m/s²
  3            0.15Kg            0.7Kg       0.8m       0.86s       2.16m/s²      1.73m/s²
                        t promedio                      1.51s


EXPERIMENTO 2. PRIMERA Y TERCERA LEY DE NEWTON.

      1. El golpe de la moneda impulsada por el dedo índice hacia la pila de diez monedas de $100, hace que la
         última moneda de la fila salga, desacomodando el resto de monedas.
      2. Al golpear un balín con el otro, este último rebota contra este con la misma fuerza y dirección, solo que
         con sentido contrario.

EXPERIMENTO 3.

TABLA N° 2. SEGUNDA LEY DE NEWTON.

                          A                   B                        C
                                      Tiempo t (seg)
  PUNTO          Distancia d (m)        t. inicial 3s            a=2X/t² (m/s²)
    1                  0.1                  1.003                    0.198
    2                  0.2                  1.54                     0.168
    3                  0.3                  1.93                     0.161
    4                  0.4                  2.21                     0.164
    5                  0.5                  2.61                     0.146
    6                  0.6                  2.56                     0.183
    7                  0.7                  2.63                     0.202
    8                  0.8                  2.83                      0.20
                 promedio de aceleración                             0.177


Pesa 1, m= 100g                                            Pesa 2, m= 50g

Fuerza leída en el dinamómetro= 50g
TABLA N° 3. SEGUNDA LEY DE NEWTON.

                          A                    B                       C
                                       Tiempo t (seg)
  PUNTO           Distancia d (m)       t. inicial 1.74s         a=2X/t² (m/s²)
       1                0.1                  0.74                     0.36
       2                0.2                  0.77                    0.677
       3                0.3                    1                       0.6
       4                0.4                  1.32                     0.45
       5                0.5                  1.44                     0.48
       6                0.6                  1.52                     0.52
       7                0.7                  1.74                     0.46
       8                0.8                  1.82                     0.48
                  promedio de aceleración                            0.503


Pesa 1, m= 100g                                            Pesa 2, m= 70g

Fuerza leída en el dinamómetro= 70g

TABLA N° 5. FUERZA RESULTANTE.

                    A                          B                        C
  EXP      Masa del sistema         Aceleración promedio            Fuerza (N)
   1              0.8Kg                     0.177                    0.1416
   2              0.8Kg                     0.505                    0.4024
ANALISIS DE LOS RESULTADOS

EXPERIMENTO 1. FUERZA NETA.

    En la siguiente grafica se muestra la relación entre la masa de la pesa que cuelga y la aceleración
     experimental, observando que son magnitudes directamente proporcionales debido al aumento de las
     dos; es decir, si al m aumenta la a experimental también aumenta.


                                             a experimental contra m
                                   2.5
                                                                          2.16
                  a experimental




                                    2
                                   1.5
                                    1
                                                           0.86
                                                                                                           Series1
                                   0.5
                                             0.3
                                    0
                                         0         0.05           0.1            0.15          0.2

                                                     m (pesa que cuelga)


    En esta otra grafica se maneja la masa del carro y la aceleración teórica, demostrando su relación.


                                                     A teorica contra m
                                     2
                                                                                        1.73
                                   1.5
                    A teorica




                                                                                        1.23
                                     1
                                                                                        0.63                  Series1
                                   0.5

                                     0
                                         0          0.2             0.4             0.6              0.8
                                                              m ( carro)


Como se puede observar que la masa es constante y la aceleración aumenta, esto se puede dar por el
aumento de la masa de la pesa que cuelga.

    ¿Cómo varia los resultados si se modificara la superficie de desplazamiento?
     Rta.: Los resultados varían, si se modificara la superficie de desplazamiento, de acuerdo con la fricción
     que existe entre el cuerpo y la superficie de desplazamiento (la que obstaculiza el desplazamiento), si
     esta es lisa hay poca fricción y mayor aceleración, mientras si la superficie del desplazamiento es
     rocosa (difícil para desplazar) la fricción es mayor y la aceleración baja.
 ¿Qué sucedería si sobre un cuerpo no existiese o actuara ninguna fuerza?
  Rta.: Si no existiese o actuase ninguna fuerza sobre un cuerpo que está en reposo este se mantendrá
  en reposo, y si el cuerpo está en movimiento se moverá en línea recta con velocidad constante.

    EXPERIMENTO 2. PRIMERA Y TERCERA LEY DE NEWTON.

    En este experimento se comprobó dichas leyes (1 y 3) a partir de que un cuerpo sobre el cual no actúa
    ninguna fuerza permanece como esta, ya sea en reposo o en movimiento rectilíneo con velocidad
    constante, como se ve en las monedas y los balines (quietos), también se observa la tercer ley de
    acción y reacción, que dice que si un cuerpo ejerce fuerza sobre otro este ultimo reacciona con la
    misma fuerza y dirección, pero sentido contrario, al decir que se siguió moviendo los balines y una
    moneda se salió, está ocurriendo dicha acción y reacción.

  EXPERIMENTO 3. SEGUNDA LEY DE NEWTON.
 ¿Qué es una fuerza?
  Rta.: Una fuerza es la acción o influencia capaz de cambiar el movimiento de un cuerpo en reposo o en
  movimiento; es decir, modifica la aceleración del movimiento.

 Si la masa de un cuerpo permanece constante, indica ¿Cómo se comporta la aceleración al aumentar la
  fuerza aplicada?
  Rta.: La aceleración al aumentar la fuerza aplicada, permaneciendo la masa del cuerpo constante,
  también aumenta, pues las dos (aceleración y fuerza) son magnitudes directamente proporcionales, si
  una aumenta la otra también y si disminuye una, la otra le pasa lo mismo. Si a un cuerpo con masa
  constante se la aplica más fuerza se acelera más.

 Si la fuerza que se aplica permanece constante, ¿Cómo se comporta la aceleración al aumentar la
  masa?
  Rta.: Al estar la fuerza constante, la relación de la aceleración al aumentar la masa es inversa; es decir,
  si la masa aumenta, la aceleración disminuye y si esta ultima aumenta, la masa disminuye. Si un cuerpo
  se le aumenta la masa y se le aplica una fuerza constante la aceleración va a disminuir.
POSIBLES CAUSAS DE ERROR
Las posibles causas de error en las experiencias del laboratorio son diversas. El principal y gran error
que se tuvo al comienzo fue la mala toma de los tiempos pedidos en los análisis; como se puede
observar en las tablas del análisis, hay errores en los tiempos, mientras uno son altos otros son bajitos
y al sacar los otros datos como la aceleración y la fuerza, se tiene el problema de que no son lo
suficientemente bien o que simplemente no se comportan como se debe.

Otros problemas comunes fueron: algunas veces que tocaba convertir las unidades de masa y algunos
no pudieron. Algunos anotaron mal los apuntes, otros ni los copiaron y los copiaron de alguno que las
copio mal. No pudieron hacer lo explicado en las guías de trabajo, confundieron lo explicado. No
utilizaron bien los datos ni las formulas. Esos fueron algunas de las equivocaciones que se tuvo en la
práctica y en su análisis para este trabajo.
CONCLUSIONES

 La dinámica es el estudio del movimiento y las fuerzas que resultan de este. Al haber cambios de
  movimiento se entiende que son producidos por fuerzas y a la vez se está hablando de dinámica. Para
  el estudia de esta se debe manejar los conceptos de masa (medida de inercia: capacidad de un cuerpo
  a que se le cambie su estado de reposo o de movimiento), fuerza (acción que cambia el movimiento de
  un cuerpo, los acelera) y aceleración (cambio de la velocidad).

 Isaac Newton instituyó el fundamento de la dinámica con sus tres leyes: la ley de la inercia, la ley del
  movimiento y la ley de acción y reacción, las cuales hoy son importantes en el contexto diario.la
  primera, como su nombre lo dice, sin la actuación de alguna fuerza un cuerpo sigue en reposo o con
  movimiento rectilíneo de velocidad constante. La segunda se establece con la formula: F=m.a y las
  relaciones entre estas y la tercera es de la fuerza ejercida por un cuerpo sobre otro y su reacción de
  sentido contario pero igual magnitud.



 Las relaciones entre las variables de fuerza, aceleración y masa, expuestas en la segunda ley de
  Newton, son inversa y directa. La fuerza y la aceleración son magnitudes directamente proporcionales,
  porque al aumentar la fuerza también aumenta la aceleración o igual si disminuye una, la otra también.
  Mientras que la aceleración y la masa son magnitudes inversamente proporcionales, porque si
  aumenta la masa la aceleración disminuye o si esta ultima aumenta la masa disminuye.
BIBLIOGRAFIA

 Practica de laboratorio. Leyes de newton. Nueva escuela tecnológica. Competencias específicas.
  Tomado de internet:
  http://www.netmexico.com/practicas/FIS16LN.pdf

 Trabajos de física. Dinámica y física. Monografías. Yamid Montenegro. Tomado de internet:
  http://www.monografias.com/trabajos-pdf/dinamica-fisica/dinamica-fisica.pdf

 Leyes de newton. Física 1. McGraw-Hill Interamericana, S. A. Tippens, P (1992). Tomado de internet:
  http://www.planamanecer.com/recursos/alumno/bachillerato/Documentos/febrerodos/leyes%20de%
  20newton.pdf

   Se encontró información en las siguientes páginas que no estaban en documento pdf:

    http://conceptosdefisica.blogspot.com/2007/04/esttica-dinmica-y-cinemtica.html

    http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/02/leyes.html

   En estas páginas se pudo averiguar sobre la dinámica y las leyes de Newton.

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DINAMICA

  • 1. LABORATORIO 2: DINAMICA MAYRA ALEJANDRA ESPINOSA BORRERO INGRI MARCELA CUENCA BERNAL MARIA FERNANDA FIERRO MONTENEGRO ELIAM SOFIA OSORIO PULIDO KAREN YAJAIRA SALAZAR LOPEZ 1003 PROFESORA: YESICA ALEJANDRA PALOMARES GUZMAN INSTITUCIÓN EDUCATIVA ESCUELA NORMAL SUPERIOR DE NEIVA 2011
  • 2. TABLA DE CONTENIDO Pág. 1. Introducción. 3 2. Objetivos. 4 2.1. Objetivo general. 4 2.2. Objetivos específicos. 4 3. Dinámica. 5 4. Materiales. 8 5. Procedimiento. 8 5.1. Experiencia N° 1 8 5.2. Experiencia N°2 10 5.3. Experiencia N° 3 11 6. Resultados. 14 7. Análisis de resultados. 16 8. Posibles causas de error. 18 9. Conclusiones. 19 10. Bibliografía. 20
  • 3. INTRODUCCION Mediante este trabajo se establece y se da a conocer que es dinámica, que es fuerza y cuáles son las tres leyes formuladas por Isaac Newton, lo estudiado en el experimento trabajado y en las clases con el profesor. Se parte de lo observado y analizado en el día de la práctica junto con los demás compañeros y profesores, para concluir con unos conocimientos claros de lo que se trata este tema y como se puede manejar y estudiar en un contexto practico y real. Se trabajan en este escrito tres (3) experiencias acerca de esta temática, la primera es de fuerza neta y las otras dos son sobre las leyes de Newton, la primera, la tercera ley y la segunda ley, respectivamente. Para realizar este trabajo, se tuvo en cuenta lo realizado el día de la práctica, el 6 de octubre de 2011, hicimos el experimento 1 y 3, recogimos todos los datos y calculamos lo que faltaba; el segundo experimento fue hecho por nosotros, una parte, y lo otro lo consultamos. Todo lo visto fue escrito, analizado y concluido en estos párrafos del dicho trabajo.
  • 4. OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL DE LA FISICA: El alumno obtendrá una clara visión de las ideas sobre la naturaleza a través de las prácticas experimentales. Una visión que lo acostumbrara a encontrar las mejores soluciones, además de brindarle conocimientos específicos, fundamentales para la prevención de accidentes, para la modificación de productos, procesos, formas de trabajo y mejora de tecnología ene le campo de la ingeniería. OBJETIVOS PARTICULARES  Determinar la fuerza neta que actúa sobre un cuerpo inicialmente en reposo.  Interpretar y describir las leyes de Newton.  Define y aplica los conceptos de dinámica, fuerza, masa y aceleración.  Realizar la comprobación experimental de las leyes de Newton.  Desarrollar habilidad en el manejo del material y equipo de laboratorio de física.
  • 5. DINAMICA La dinámica es la parte de la Física que estudia el movimiento de los cuerpos y las fuerzas que producen dicho movimiento. El objetivo de la dinámica es describir los factores capaces de producir alteraciones de un sistema físico, cuantificarlos y plantear ecuaciones de movimiento o ecuaciones de evolución para dicho sistema de operación. El estudio de la dinámica es prominente en los sistemas mecánicos (clásicos, relativistas o cuánticos), pero también en la termodinámica y electrodinámica. Isaac Newton con sus tres leyes de del movimiento estableció la base de la dinámica. Demostró que la velocidad de los objetos que caen aumenta continuamente durante su caída; esta aceleración es la misma para todos los objetos de cualquier peso, no teniéndose en cuenta la resistencia del aire. Definió la fuerza, la masa y las relaciono con la aceleración. El movimiento: es el desplazamiento de los cuerpos dentro de un espacio con Referencia a otro cuerpo. El movimiento es relativo ya que depende del punto de Vista del observador. La fuerza: es la acción de un cuerpo sobre otro que causa el movimiento. Así se tiene que los cambios de movimiento son producidos por fuerzas. Por ejemplo el peso es la fuerza gravitacional que ejerce la tierra sobre un cuerpo que está en su superficie o cerca. Hay otras fuerzas como la normal, de tensión y de rozamiento (fricción).
  • 6. Esta es la representación de la fuerza normal (FN) La masa: es la magnitud que indica la cantidad de materia de la que está formado el cuerpo en movimiento. Es la medida de la inercia (resistencia que tiene un cuerpo a que se le cambie su estado de reposo o de movimiento). Isaac Newton, científico inglés (1643 – 1727), estableció que todo movimiento se encuentra regido por tres leyes. Según la PRIMERA LEY DE NEWTON, si no existen fuerzas externas que actúen sobre un cuerpo, éste permanecerá en reposo o se moverá con una velocidad constante en línea recta. Galileo expuso que si no existe fricción, el cuerpo Continuará moviéndose a velocidad constante, ya que ninguna fuerza afectará el movimiento. Cuando se presenta un cambio en el movimiento de un cuerpo, éste presenta un nivel de resistencia denominado INERCIA. Si has ido en un vehículo que ha frenado de improviso y tú has debido detenerte con tus propias manos, has experimentado lo que es la inercia. Por tanto, a la primera ley de Newton también se le conoce como ley de la inercia. ”En ausencia de la acción de fuerzas, un cuerpo en reposo continuara en reposo, y uno en movimiento se moverá en línea recta y con velocidad constante.” La SEGUNDA LEY DE NEWTON determina que si se aplica una fuerza a un cuerpo, éste se acelera. La aceleración se produce en la misma dirección que la fuerza aplicada y es inversamente proporcional a la masa del cuerpo que se mueve. Recuerda que la fuerza y la aceleración son magnitudes vectoriales por lo que tienen un valor, una dirección y un sentido. Si la masa de los cuerpos es constante, la fórmula que expresa la segunda ley de Newton es: Fuerza = masa x aceleración.
  • 7. F=m.a En cambio cuando la masa del cuerpo aumenta, la aceleración disminuye. Entonces, debes establecer la cantidad de movimiento (p) que equivale al producto de la masa de un cuerpo por su velocidad. Es decir: p = m x v. FUERZA En el Sistema Internacional la cantidad de movimiento (p) se mide en Kg·m/s² (Newton: N) porque la unidad para la masa es el kilogramo y la unidad para la aceleración es metros sobre segundo al cuadrado. Por tanto: Fuerza (N) = masa (kg) x aceleración (m/s²) También se encuentra en el Sistema Cegesimal la dina (D): g.cm/seg², para fuerzas de magnitud pequeña, siendo el gramo para la masa y la unidad de aceleración es centímetro sobre segundo al cuadrado. “La aceleración que un cuerpo adquiere es directamente proporcional a las fuerzas que actúan sobre el e inversamente proporcional a su masa.” La TERCERA LEY DE NEWTON postula que la fuerza que impulsa un cuerpo genera una fuerza igual que va en sentido contrario. Es decir, si un cuerpo ejerce fuerza en otro cuerpo, el segundo cuerpo produce una fuerza sobre el primero con igual magnitud, en la misma dirección y sentido contrario. La fuerza siempre se produce en pares iguales y opuestos, para cada acción de un cuerpo sobre otro siempre existirá una reacción igual y contraria. Por esta razón, a la tercera ley de Newton también se le conoce como ley de acción y reacción. “Cuando un cuerpo ejerce una fuerza sobre un cuerpo, este reacciona con una fuerza de la misma magnitud, misma dirección y sentido contrario.”
  • 8. MATERIALES Estos fueron los materiales que se utilizaron en todas las experiencias. MATERIAL Y EQUIPO CANTIDAD MATERIAL Y EQUIPO CANTIDAD Carrito dinámico 1 Polea 1 Cronometro 6 Metro de madera 1 Dinamómetro 1 Soporte universal 1 Cuerda de 1 metro 1 Pesas 2 Balanza 1 Cinta adhesiva de papel 1 Marcador 1 Soporte para masa 2 PROCEDIMIENTO EXPERIENCIA N° 1. FUERZA NETA 1. Determinar la masa del carro, utilizando la balanza. 2. Ubica una polea en el extremo de la mesa. Coloca el porta-pesas y engancha el carro con la cuerda, de tal forma que pase por la polea. 3. Mide la distancia (X) entre el carro y el borde de la mesa.
  • 9. 4. Ponga una masa en el porta-masas y deja que le carro se desplace libremente hasta el borde de la mesa. 5. Registra en la tabla, el tiempo empleado por el carro en el recorrido y calcula la aceleración mediante la expresión: aexp= 2.X/t² 6. Repite el procedimiento tres veces, aumentando la masa colgante. 7. Determina la aceleración teórica aplicando la segunda ley de Newton como si no existiese rozamiento entre el carro y la mesa, y registra los datos en la tabla de N°1.
  • 10. EXPERIENCIA N°2. PRIMERA Y TERCERA LEY DE NEWTON 1. Coloca sobre la mesa una pila de más de 10 monedas ($100) y dispara con el dedo índice una moneda de ($100), que colisione directamente sobre la pila de la moneda como se muestra en la foto. ¿Qué sucedió? Anota y dibuja lo observado. 2. Arma un dispositivo de péndulos con los balines de acero. Toma uno de ellos y aléjalo unos 10cm de su posición de equilibrio, déjalo caer ligeramente y anota lo que observas. Como lo muestra la imagen. 3. Repite el procedimiento desde diferentes alturas y anota tus observaciones.
  • 11. EXPERIMENTO N°3. SEGUNDA LEY DE NEWTON 1. Asegura fijamente el dinamómetro en forma horizontal al carro dinámico, tal que puedes hacer la lectura y determinar la masa total del dispositivo en la balanza. Asegurar también la polea al extremo de la mesa como lo muestra. 2. Monta el carro dinámico, el dinamómetro, la polea, el hilo y las pesas. tal como lo muestra la foto. 3. Traza con la cinta adhesiva la trayectoria que seguirá tu móvil y pinta con el marcador una línea perpendicular a este que indica el punto de de inicio. 4. Ayudado con la regla de madera, marca distancia (intervalos) de (10) cm, a lo largo del carril hasta completarlo y asignándoles un numero de marca (1, 2,3…) hasta terminar de marcar el riel. 5. Coloca al carrito inicial que ya haz establecido, y prepara todos los cronómetros en cero, según la cantidad de puntos que te hayan salido con medición anterior.
  • 12. 6. Suelta el carrito, déjalo correr y al mismo tiempo deja correr todos los cronómetros. (este será tu tiempo inicial). 7. Ahora suelta nuevamente el carrito, tomando el tiempo que tarda en llegar el carro a cada uno de los puntos, de la siguiente forma: “cuando el carrito llegue al punto 1, el cronometro 1, deberá estar midiendo el tiempo. cuando termine el punto 2, se detiene el cronometro 2. cuando llegue al punto 3, se detendrá el cronometro 3 y así sucesivamente, de acuerdo al número de marcas o puntos que te hayan resultado. escribes estos resultados en la tabla Nª2. 8. Mientras se deslizan en todos los puntos deberás observarla lectura del dinamómetro.
  • 13. 9. Repite nuevamente el proceso anterior, alternado la pesa 2, es decir que la cuelga (aumentándola y registra los datos en la tabla Nª 3. 10. Con los valores obtenidos en la tabla N° 3 y 4, acerca de la distancia y el tiempo, calcula las aceleraciones. Para cada uno. 11. Obtén el promedio de la aceleración en cada tabla y úsalo para calcular la fuerza que se ejerce en el carro dinámico. Teniendo en cuenta que: “la masa total es la cantidad suministrada por la balanza cuando pesamos (el carro, el dinamómetro y la pesa 1). Anota las aceleraciones promedio con la masa del sistema y calcula las fuerzas en la tabla N° 4.
  • 14. RESULTADOS Las siguientes tablas contienen los datos recolectados, escritos y calculados el día de la práctica del experimento.se manejan 4 tablas de acuerdo a cada experiencia, la tabla N° 1 es de los datos de la experiencia N° 1, del experimento N° 2 no hay ninguna tabla solo observaciones y las dos últimas tablas son para el ultimo experimento. EXPERIENCIA 1 TABLA N° 1. FUERZA NETA. A B C D E F a A m (pesa que cuelga) m (carro) X (m) t (seg) experimental teórica 1 0.05Kg 0.7Kg 0.8m 2.3s 0.30m/s² 0.65m/s² 2 0.1Kg 0.7Kg 0.8m 1.36s 0.86m/s² 1.23m/s² 3 0.15Kg 0.7Kg 0.8m 0.86s 2.16m/s² 1.73m/s² t promedio 1.51s EXPERIMENTO 2. PRIMERA Y TERCERA LEY DE NEWTON. 1. El golpe de la moneda impulsada por el dedo índice hacia la pila de diez monedas de $100, hace que la última moneda de la fila salga, desacomodando el resto de monedas. 2. Al golpear un balín con el otro, este último rebota contra este con la misma fuerza y dirección, solo que con sentido contrario. EXPERIMENTO 3. TABLA N° 2. SEGUNDA LEY DE NEWTON. A B C Tiempo t (seg) PUNTO Distancia d (m) t. inicial 3s a=2X/t² (m/s²) 1 0.1 1.003 0.198 2 0.2 1.54 0.168 3 0.3 1.93 0.161 4 0.4 2.21 0.164 5 0.5 2.61 0.146 6 0.6 2.56 0.183 7 0.7 2.63 0.202 8 0.8 2.83 0.20 promedio de aceleración 0.177 Pesa 1, m= 100g Pesa 2, m= 50g Fuerza leída en el dinamómetro= 50g
  • 15. TABLA N° 3. SEGUNDA LEY DE NEWTON. A B C Tiempo t (seg) PUNTO Distancia d (m) t. inicial 1.74s a=2X/t² (m/s²) 1 0.1 0.74 0.36 2 0.2 0.77 0.677 3 0.3 1 0.6 4 0.4 1.32 0.45 5 0.5 1.44 0.48 6 0.6 1.52 0.52 7 0.7 1.74 0.46 8 0.8 1.82 0.48 promedio de aceleración 0.503 Pesa 1, m= 100g Pesa 2, m= 70g Fuerza leída en el dinamómetro= 70g TABLA N° 5. FUERZA RESULTANTE. A B C EXP Masa del sistema Aceleración promedio Fuerza (N) 1 0.8Kg 0.177 0.1416 2 0.8Kg 0.505 0.4024
  • 16. ANALISIS DE LOS RESULTADOS EXPERIMENTO 1. FUERZA NETA.  En la siguiente grafica se muestra la relación entre la masa de la pesa que cuelga y la aceleración experimental, observando que son magnitudes directamente proporcionales debido al aumento de las dos; es decir, si al m aumenta la a experimental también aumenta. a experimental contra m 2.5 2.16 a experimental 2 1.5 1 0.86 Series1 0.5 0.3 0 0 0.05 0.1 0.15 0.2 m (pesa que cuelga)  En esta otra grafica se maneja la masa del carro y la aceleración teórica, demostrando su relación. A teorica contra m 2 1.73 1.5 A teorica 1.23 1 0.63 Series1 0.5 0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 m ( carro) Como se puede observar que la masa es constante y la aceleración aumenta, esto se puede dar por el aumento de la masa de la pesa que cuelga.  ¿Cómo varia los resultados si se modificara la superficie de desplazamiento? Rta.: Los resultados varían, si se modificara la superficie de desplazamiento, de acuerdo con la fricción que existe entre el cuerpo y la superficie de desplazamiento (la que obstaculiza el desplazamiento), si esta es lisa hay poca fricción y mayor aceleración, mientras si la superficie del desplazamiento es rocosa (difícil para desplazar) la fricción es mayor y la aceleración baja.
  • 17.  ¿Qué sucedería si sobre un cuerpo no existiese o actuara ninguna fuerza? Rta.: Si no existiese o actuase ninguna fuerza sobre un cuerpo que está en reposo este se mantendrá en reposo, y si el cuerpo está en movimiento se moverá en línea recta con velocidad constante. EXPERIMENTO 2. PRIMERA Y TERCERA LEY DE NEWTON. En este experimento se comprobó dichas leyes (1 y 3) a partir de que un cuerpo sobre el cual no actúa ninguna fuerza permanece como esta, ya sea en reposo o en movimiento rectilíneo con velocidad constante, como se ve en las monedas y los balines (quietos), también se observa la tercer ley de acción y reacción, que dice que si un cuerpo ejerce fuerza sobre otro este ultimo reacciona con la misma fuerza y dirección, pero sentido contrario, al decir que se siguió moviendo los balines y una moneda se salió, está ocurriendo dicha acción y reacción. EXPERIMENTO 3. SEGUNDA LEY DE NEWTON.  ¿Qué es una fuerza? Rta.: Una fuerza es la acción o influencia capaz de cambiar el movimiento de un cuerpo en reposo o en movimiento; es decir, modifica la aceleración del movimiento.  Si la masa de un cuerpo permanece constante, indica ¿Cómo se comporta la aceleración al aumentar la fuerza aplicada? Rta.: La aceleración al aumentar la fuerza aplicada, permaneciendo la masa del cuerpo constante, también aumenta, pues las dos (aceleración y fuerza) son magnitudes directamente proporcionales, si una aumenta la otra también y si disminuye una, la otra le pasa lo mismo. Si a un cuerpo con masa constante se la aplica más fuerza se acelera más.  Si la fuerza que se aplica permanece constante, ¿Cómo se comporta la aceleración al aumentar la masa? Rta.: Al estar la fuerza constante, la relación de la aceleración al aumentar la masa es inversa; es decir, si la masa aumenta, la aceleración disminuye y si esta ultima aumenta, la masa disminuye. Si un cuerpo se le aumenta la masa y se le aplica una fuerza constante la aceleración va a disminuir.
  • 18. POSIBLES CAUSAS DE ERROR Las posibles causas de error en las experiencias del laboratorio son diversas. El principal y gran error que se tuvo al comienzo fue la mala toma de los tiempos pedidos en los análisis; como se puede observar en las tablas del análisis, hay errores en los tiempos, mientras uno son altos otros son bajitos y al sacar los otros datos como la aceleración y la fuerza, se tiene el problema de que no son lo suficientemente bien o que simplemente no se comportan como se debe. Otros problemas comunes fueron: algunas veces que tocaba convertir las unidades de masa y algunos no pudieron. Algunos anotaron mal los apuntes, otros ni los copiaron y los copiaron de alguno que las copio mal. No pudieron hacer lo explicado en las guías de trabajo, confundieron lo explicado. No utilizaron bien los datos ni las formulas. Esos fueron algunas de las equivocaciones que se tuvo en la práctica y en su análisis para este trabajo.
  • 19. CONCLUSIONES  La dinámica es el estudio del movimiento y las fuerzas que resultan de este. Al haber cambios de movimiento se entiende que son producidos por fuerzas y a la vez se está hablando de dinámica. Para el estudia de esta se debe manejar los conceptos de masa (medida de inercia: capacidad de un cuerpo a que se le cambie su estado de reposo o de movimiento), fuerza (acción que cambia el movimiento de un cuerpo, los acelera) y aceleración (cambio de la velocidad).  Isaac Newton instituyó el fundamento de la dinámica con sus tres leyes: la ley de la inercia, la ley del movimiento y la ley de acción y reacción, las cuales hoy son importantes en el contexto diario.la primera, como su nombre lo dice, sin la actuación de alguna fuerza un cuerpo sigue en reposo o con movimiento rectilíneo de velocidad constante. La segunda se establece con la formula: F=m.a y las relaciones entre estas y la tercera es de la fuerza ejercida por un cuerpo sobre otro y su reacción de sentido contario pero igual magnitud.  Las relaciones entre las variables de fuerza, aceleración y masa, expuestas en la segunda ley de Newton, son inversa y directa. La fuerza y la aceleración son magnitudes directamente proporcionales, porque al aumentar la fuerza también aumenta la aceleración o igual si disminuye una, la otra también. Mientras que la aceleración y la masa son magnitudes inversamente proporcionales, porque si aumenta la masa la aceleración disminuye o si esta ultima aumenta la masa disminuye.
  • 20. BIBLIOGRAFIA  Practica de laboratorio. Leyes de newton. Nueva escuela tecnológica. Competencias específicas. Tomado de internet: http://www.netmexico.com/practicas/FIS16LN.pdf  Trabajos de física. Dinámica y física. Monografías. Yamid Montenegro. Tomado de internet: http://www.monografias.com/trabajos-pdf/dinamica-fisica/dinamica-fisica.pdf  Leyes de newton. Física 1. McGraw-Hill Interamericana, S. A. Tippens, P (1992). Tomado de internet: http://www.planamanecer.com/recursos/alumno/bachillerato/Documentos/febrerodos/leyes%20de% 20newton.pdf Se encontró información en las siguientes páginas que no estaban en documento pdf: http://conceptosdefisica.blogspot.com/2007/04/esttica-dinmica-y-cinemtica.html http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/02/leyes.html En estas páginas se pudo averiguar sobre la dinámica y las leyes de Newton.