CUADERNILLO FISICA 2° ES - COLEGIO RENACIMIENTO by Colegio Renacimiento

FÍSICA

DOCENTE: GUSTAVO BEVILACQUA ALUMNO:…………………………………………………………………………………………. AÑO: 2º ES

Contenido:  Mediciones y errores  Interacciones Magnéticas y Elecrostáticas  Leyes de Newton. Fuerza Centrípeta  Presión. Presión Hidrostática y Atmosférica

“La ciencia es una de las grandes aventuras de la raza humana, tan fantástica y exigente como los cuentos de héroes y dioses, naciones y estados, historiadores y poetas, esa es mi convicción, y pienso que la Ciencia podría y deberá ser enseñada de manera tal que se trasmita una sospecha de ese espíritu a la mente del joven.” Max Born (Físico alemán, Premio Novel de Física 1954)

Dinรกmica del cuerpo puntual Leyes de Newton

Fuerzas e Interacciones

Ejercitaciรณn de Dinรกmica Aplicaciรณn de las Leyes de Newton a situaciones concretas

18 1) ¿Que le sucede a un cuerpo cuando sobre el actua una fuerza, tanto si esta en reposo como si esta en movimiento? 2) ¿Es posible que un cuerpo se acelere si la fuerza total que actúa sobre él es nula?. Justificar la respuesta. 3)¿Cuál es la masa de un cuerpo sabiendo que cuando se le aplica una fuerza de 30 N toma una aceleración de 2 m/s2? 4) ¿Cuál es la masa de un cuerpo sabiendo que cuando se le aplica una fuerza de 3 kgf toma una aceleración de 2 m/s2? 5) ¿Qué fuerza debe aplicarse a un cuerpo de masa igual a 5 kg para que tome una aceleración de 3 m/s2? 6) Un auto de 1000 kg puede desarrollar una aceleración de 2 m/s2, ¿qué aceleración desarrollará si tiene que remolcar a otro auto de la misma masa? 7) Un camión cargado con 8000 kg puede acelerarse con una a=1 m/s2, de pronto pierde la carga de tal manera que su masa es 3/4 de la masa inicial, ¿qué aceleración puede desarrollar si la fuerza impulsora es la misma? 8) Indicar si las siguientes afirmaciones son verdaderas (V) o falsas (F): a) Si se triplica la fuerza que actúa sobre un cuerpo, su aceleración disminuye a la tercera parte. b) Si la fuerza que actúa sobre un cuerpo aumenta al doble, su velocidad también aumenta al doble. c) Si la fuerza que actúa sobre un cuerpo aumenta al doble, su aceleración también aumenta al doble. 9) Sobre un auto de 1500 kg de masa, inicialmente en reposo, se le aplican dos fuerzas F1= 300 N y F2= 500 N. Para cada una de las situaciones indicar para que lado se moverán y cuál será la aceleración.

19 10) Una fuerza de 10 N y otra de 20 N, ambas con la misma dirección y sentido se ejercen sobre un cuerpo. ¿Cuál es la fuerza total que actúa sobre el mismo? Dibujar las dos fuerzas y la resultante 11) Si las fuerzas que se ejercen sobre un cuerpo son de 50 N en una dirección y sentido y 30 N en la misma dirección pero en sentido contrario, ¿cuál es la fuerza total que se ejerce sobre el mismo? Dibujar las dos fuerzas y la resultante 12) Un cuerpo pesa 7,5 kgf en la superficie de la Tierra. ¿Cuál es el peso en la Tierra, expresado en N, y cuál es su masa expresada en kg, en cualquier lugar del Universo? 13) Un cuerpo pesa 94 N en la superficie de la Tierra. ¿Cuál es el peso en la Tierra, expresado en kgf, y cuál es su masa expresada en kg? 14)¿Cuál es el peso del cuerpo del problema anterior en la Luna, donde la aceleración de la gravedad vale aproximadamente 1,7 m/s2 ? 15) ¿Cuánto pesa en la Tierra, en N y en kgf, un cuerpo cuya masa es de 4,5 kg? 16) ¿Es siempre cierto que si un cuerpo tiene un peso de 1 kgf, su masa es de 1 kg ?. Justificar la respuesta. 17) Un cuerpo de peso igual a 10 N en la Tierra tiene una masa de 1 kg. ¿Con qué aceleración cae en el vacío? 18) Un cuerpo de peso igual a 100 N en la Tierra tiene una masa de 10 kg. ¿Con qué aceleración cae en el vacío? 19) Justifica, en base a los resultados de las dos preguntas anteriores, por qué dos cuerpos de distinta masa, como pueden ser una pluma y una piedra, caen juntos en el vacío? 20) Un cuerpo que pesa 300 N es empujado hacia arriba con una fuerza de 900 N a) Esquematizar la situación dibujando las dos fuerzas en escala b) ¿Cuánto valdrá la fuerza total sobre el cuerpo? c) ¿Con qué aceleración se moverá? 21) La caja de la figura pesa 40 N

a) ¿Qué fuerza se deberá realizar para que la fuerza total sea de 30 N hacia abajo? Esquematizarlo

20 b) ¿Qué fuerza se deberá realizar para que la fuerza total sea de 30 N hacia arriba? Hacer otro dibujo y esquematizarlo 22) Una caja de 4 kg de masa se sumerge en agua, como consecuencia de ello recibe un empuje hacia arriba de 10 N. a) ¿Cuál será el peso de la caja? b) Esquematizar la situación dibujando las dos fuerzas en escala c) Si una persona se sumerge en el agua para sostener la caja ¿qué fuerza deberá realizar? d) ¿Por qué en el en el agua, parece que las cosas pesan menos? O es que verdaderamente pesan menos? e) ¿La caja se hundirá o se ira hacia la superficie? f) ¿Con que aceleración se moverá? 23) Si la fuerza de fricción que se ejerce sobre una caja que se desliza es de 100 N, ¿cuánta fuerza se debe aplicar para que la velocidad sea constante? ¿Cuál es la fuerza total que se ejerce sobre la caja? ¿Cuál será la aceleración? 24) Un avión a reacción vuela a 10000 m de altura con velocidad constante mientras sus motores producen un empuje constante de 80000 N. ¿Cuál es la aceleración del avión? ¿Cuál es el valor de la fuerza de fricción que origina el aire? 25) Un cuerpo que pesa 50 N se apoya en un colchón de aire de modo que la fuerza de rozamiento es tan pequeña que se puede despreciar a) Si se le aplica una fuerza de 20 N se moverá? ¿para que se mueva la fuerza debe ser mayor al peso? b) Si es que se mueve, ¿Con qué aceleración lo hará?

26) El auto de la figura pesa 8000 N y se está moviendo hacia delante con el motor encendido.

a) ¿Cuál es la masa del auto? b) Si la fuerza que realiza el motor es de 600 N ¿Cuánto valdrá la fuerza total aplicada sobre el auto? c) ¿con qué aceleración se desplazará? d) ¿Qué fuerza debería realizar el motor para que se desplace con una aceleración de 2 m/s2? e) ¿Qué fuerza debería realizar el motor para que se desplace con velocidad constante? 27) Suponiendo que el auto del problema anterior apaga el motor cuando alcanza una velocidad de 72km/h. Es decir en la dirección del movimiento solo actúa la fuerza de rozamiento de 200N.

21 a) ¿El auto se seguirá moviendo hacia delante? b) ¿Con que aceleración lo hará? c) ¿Cuánto demorará en detenerse? (¡Cuidado con las unidades!) d) Calcular la distancia recorrida 28) Un paracaidista junto con el paracaídas tienen una masa de 120 kg, Si la fuerza de rozamiento con el aire es de 1100 N. a) Esquematizar las fuerzas aplicada sobre el paracaídas. Expresarlas en Newton b) ¿Cuál será la aceleración del paracaidista? c) ¿Cuánto debería valer la fuerza de rozamiento con el aire para que el paracaídas caiga con velocidad constante? 29) Una caja de 5 kg de masa, esta inicialmente quieta cuando se le aplica una fuerza horizontal de 12 N, durante 6 segundos. Si se desprecia el rozamiento, ¿Cuál será la velocidad alcanzada y la distancia total recorrida?. 30) ¿Qué velocidad alcanza y qué distancia recorre el cuerpo del problema anterior al cabo de 10 segundos, si la fuerza, como se indicó, deja de actuar a los 6 segundos?

Aceleración y Fuerza Centrípeta

Aceleración y Fuerzas en las Leyes de Newton Hay 2 conceptos fundamentales en las leyes de Newton, uno es el que si sobre un objeto se aplica algún tipo de fuerza el mismo dejará de estar quieto si lo estaba o variará su velocidad si estaba moviéndose (aumentara o disminuirá). Ese es conocido como Principio de Inercia. El otro concepto importante es que cuando se aplica una fuerza sobre un objeto, este hará la misma fuerza sobre nosotros, mismo modulo y dirección pero sentido opuesto. Pero detengámonos en el primer concepto, nos habla de que si se aplica una fuerza se produce una aceleración en la misma dirección y sentido que la fuerza, por lo tanto podríamos decir que si un objeto manifiesta una aceleración es porque hay una fuerza neta aplicada.

En realidad tendremos que revisar a que llamamos aceleración y diremos lo siguiente, LA ACELERACION SE PRODUCE NO SOLO SI CAMBIA EL VALOR DE LA VELOCIDAD ( Ej.: un auto pasa de 40 Km/h a 70 Km/h ), SI NO SI CAMBIA CUALQUIERA DE SUS 3 COMPONENTES “MODULO, DIRECCION O SENTIDO”.

En el auto del ejemplo anterior, la aceleración cambio de sentido pero no de dirección, suponiendo que el modulo fuera el mismo. Veamos este ejemplo que nos va a aclarar la idea. Supongamos una piedra atada a una cuerda que la hacemos girar con la mano, y supongamos que la hacemos girar con una velocidad de 20 Km/h, siempre constante.

Podríamos decir que al ser la velocidad siempre es constante de 20 Km/h, ENTONCES NO HAY ACELERACION ya que como dijimos, la aceleración nos indica el cambio de velocidad en el tiempo, pero esto no es tan así. La velocidad como dijimos al comienzo, es una magnitud vectorial y si modificamos alguno de las 3 componentes (modulo, dirección o sentido), entonces estamos modificando la velocidad, y si observamos el dibujo el modulo es siempre el mismo, 20 Km/h, pero la dirección del vector esta cambiando constantemente, y si esta cambiando entonces hay una aceleración y la llamamos ACELERACION CENTRIPETA. Pero dijimos que si hay una aceleración entonces hay una fuerza, y a esa fuerza la llamamos FUERZA CENTRIPETA, la cual es la causal que esa piedra este cambiando de dirección constantemente. En nuestro caso esa fuerza la hace la cuerda y la llamamos TENSION de la cuerda. Pero supongamos que la cuerda se corta, entonces desaparecerá esa fuerza que provocaba que el vector velocidad cambie de dirección constantemente, entonces la piedra seguirá con su velocidad de 20 Km/h pero en línea recta ya que al no existir FUERZA no existirá ACELERACION.

Aclaración: Sabemos que la piedra no se moverá en línea recta y caerá al suelo describiendo un movimiento curvo en el aire, pero en realidad no es una contradicción porque la fuerza que ahora esta actuando sobre la piedra es la de atracción de la Tierra hacia su centro, la cual hace que describa esa curva en el aire hacia el suelo

Automóviles y Curvas

El mismo caso se da en un automóvil que esta tomando una curva. Supongamos que vamos por la ruta a 80 Km/h y entonces vemos una señal que nos indica que mas adelante que hay una curva. A esta altura ya estamos en condiciones de afirmar que salvo que aparezca una fuerza que provoque un cambio de dirección en la velocidad (aunque estemos siempre a 80 Km/h ), entonces el auto seguirá en línea recta y ocurrirá una catástrofe que no queremos que pase.

Dicha fuerza es la fuerza de rozamiento ( f roz) entre los neumáticos y la ruta, por eso es muy importante que los neumáticos no estén muy gastados ya que de estarlo dicha fuerza seria menor y provocaría una menor aceleración centrípeta y por consiguiente que el auto salga de la ruta a pesar de que giremos el volante. El rozamiento apunta hacia el centro de la curva y por lo tanto seria nuestra fuerza centrípeta. En el caso que nuestros neumáticos estén en perfecto estado pero la ruta este mojada por lluvias, se produce un fenómeno a causa del agua que disminuye el rozamiento y por lo tanto ocurre lo ya explicado. Es importante disminuir la velocidad en las curvas como lo indican las señales, ya que hubo alguien que hizo los cálculos y determino esa velocidad máxima.

¿Qué es el peralte? El peralte es la inclinación que se hace en las curvas (ver figura), logrando de esta forma que disminuya el valor necesario de la fuerza de rozamiento para que el auto no salga despedido de la ruta….es una medida de seguridad que evita accidentes y lamentablemente no todas las rutas lo tienen.

Auto en un tramo recto de la ruta SIN PERALTE

Auto en un tramo curvo de la ruta CON PERALTE

¿Qué ocurre en un choque frontal? Una de las mayores causas de muerte en nuestro país son las muertes por accidentes de tránsito, y si bien parece irrelevante discutir de física frente a una tragedia, podemos dar una explicación usando las Leyes de Newton a las consecuencias de dichos accidentes.

27 Cuando viajamos en automóvil nosotros nos desplazamos a la misma velocidad que marca el velocímetro y salvo que haya alguna fuerza que provoque lo contrario así seguirá siendo. Al producirse un accidente frontal con otro auto o un árbol o cualquier objeto, la velocidad del automóvil disminuye bruscamente hasta 0 Km/h en una milésima de segundo lo cual implica una enorme desaceleración, y como sabemos, esa desaceleración se debe a la existencia de alguna fuerza, en este caso es la del impacto frontal. Por el Principio de Inercia ,si nosotros no tenemos puestos los cinturones de seguridad, nuestro cuerpo tendera a seguir con la velocidad que traía antes del choque y saldremos despedidos por el parabrisas, salvo que una fuerza provoque lo contrario, y esa fuerza es la que hacen los cinturones sobre nosotros. Debido a que a altas velocidades los cinturones pueden provocar lesiones en la columna, en los últimos años los automóviles traen otra medida de seguridad adicional, los air-bag, que son bolsas de aire que se inflan en caso de accidente y nuestro cuerpo impacta sobre ellas. Se activan debido a un dispositivo electrónico que detecta la desaceleración enorme del automóvil, y en una milésima de segundo infla las bolsas de aire antes de que impactemos con el volante o parabrisas. Este dispositivo debe ser usado junto con los cinturones de seguridad ya que de no ser así, el inflado brusco de las bolsas nos puede provocar lesiones graves y hasta la muerte. No deben las mujeres embarazadas manejar autos con air-bag porque provocaría, en caso de accidente, un aprisionamiento de la panza con la posible perdida del embarazo. Para mas seguridad no es recomendable que las mujeres embarazadas manejen.

Cinturones Inerciales Los cinturones inerciales funcionan de manera tal que traban al producirse una desaceleración brusca, mediante un dispositivo que al tirar del cinturón bruscamente lo traba en forma automática. Si este dispositivo no funciona, muchas veces uno no lo sabe hasta un accidente, al producirse una desaceleración brusca no se acciona y pensando que estamos a salvo, no lo estamos. ES IMPORTANTE QUE SE REVISEN POR GENTE ESPECIALIZADA, ya que la revisación técnica de automóviles solo verifica que estén instalados pero no si funcionan correctamente.

Presión Sólidos Hidrostática Atmosférica Ejercitación

Ejercitación sobre Presión 1) Una porción de la autopista está sostenida mediante 6 columnas circulares de 2 metros de diámetro y 22 m de alto. Tomando un peso aproximado de 400000 kgf de la autopista. Calcule la presión en kgf/cm2 de cada columna sobre el piso. 2) Calcule la presión en Bares en el fondo de un tanque cilíndrico de 13 metros de alto, en el caso que se encuentre lleno hasta mitad con GasOil de peso específico 790 kg/m3 3) ¿A qué profundidad se haya un submarino, sabiendo que el manómetro indica 80 PSI? (peso específico del agua = 1025 kgf/m3) 4) Una máquina utilizada para perforar roca utiliza un martillo de 4 puntas circulares de 5 cm de diámetro. Obtenga la presión en kgf/cm2 ejercida sobre la roca si aplica una fuerza de 500 kgf 5) Calcule el nivel de llenado de un tanque cilíndrico de Aceite Comestible (peso específico = 815 kgf/m3), si el manómetro ubicado en la base indica 1,5 Bares. 6) Se han encontrado peces viviendo a profundidades del océano de hasta 5000 metros. Calcule la presión que soportan en atmósferas (peso específico = 1025 kgf/m3) 7) Calcule la profundidad máxima a la cual se encuentra un submarino si el manómetro indica 1200 PSI. (Peso específico = 1025 Kg/m3) 8) Una estructura de 4 toneladas se soporta con 8 pilares de base circular de 10 cm de radio. Calcule presión que ejerce cada pilar sobre el suelo (1 tonelada = 1000 Kgf) 9) Suponga que hiciéramos vacío dentro de una habitación que solo posee una puerta de 1m x 2m ¿qué fuerza soportará a causa de la presión atmosférica? 10) Se hace vacío en una lata de gaseosa de aluminio, cuyas medidas son 8 cm de diámetro de base y 15 cm de alto ¿qué fuerza soportará la lata? ¿Qué le ocurre a la lata? 11) ¿Por qué crees que las ventanas de los aviones son más chicas que la de los automóviles? 12) Tomando como base la pregunta 9 ¿Por qué la presión del aire no rompe los vidrios de las ventanas? 13) ¿Por qué sube el líquido al tomar un líquido con un sorbete? ¿Podrías hacerlo en la Luna? 14) Los globos de helio cuando se escapan de las manos de un niño suben hasta una determinada altura y luego explotan ¿por qué ocurre este fenómeno? 15) ¿Cuál es el truco de los faquires que se acuestan sobre una cama de clavos sin que ninguno se le clave? 16) Tomando en cuenta la pregunta 13 ¿Dónde es más sencillo tomar con sorbete, al nivel del mar o en una ciudad a 3000 metros de altura? 17) La presión que ejerce un elefante sobre el suelo se reparte en sus 4 patas, y es menor a 1 atm de presión ¿Por qué entonces te aplastaría el elefante y no así la presión atmosférica? 18) ¿Por qué los tanques de agua deben colocarse en las terrazas y no así a la altura del suelo? ¿Qué función cumplen las bombas para elevar el agua?¿Por qué?

Prรกcticas de Laboratorio

Práctica de Laboratorio Electricidad y Magnetismo 1. Objetivos del experimento a. b. c. d.

Determinar cualitativamente cuando un material es conductor y cuando un aislador. Apreciar la existencia de campos magnéticos Comparar la fuerza magnética frente a la gravitatoria Observar la creación de magnéticos por el pasaje de corriente.

2. Equipo a utilizar:           

1 regla de plástico Brújula Imán Limaduras de hierro Transformador 220v CA-12v CC Cable Hoja de papel de carpeta o similar Papel Aluminio Proyector de Laboratorio Esferas de telgopor Clip, hilo.

3. Realización: a. Frotar con un paño la regla plástica y acercar a las esferas de telgopor. Registrar lo que ocurre. b. Acercar la regla a las tiras de papel aluminio. Registra lo que ocurre c. Dispersar sobre una cartulina limaduras de hierro, colocar por debajo un imán y comenzar a moverlo. Registrar lo que ocurre d. Realizar la misma experiencia anterior sobre las cápsulas de plástico con imanes de misma polaridad y opuesta, proyectando los campos. Registrar lo que ocurre. e. Atar un clip a un hilo, levantarlo con un imán hasta que se separe del mismo. Registrar lo que ocurre. f. Hacer circular corriente continua por un conductor en cercanías de la brújula. Registrar lo que ocurre. g. Colocar una radio en un envoltorio de tela de acero, sintonizar alguna señal. Registrar lo que ocurre. h. Envolver un celular con papel aluminio. Llamar al mismo con otro celular que no se haya envuelto. Registrar lo que ocurre.

4. Cuestionario: Contestar justificando todo lo escrito.

a. ¿Por qué se acercan las esferitas ?. b. ¿Por qué se separan las tiritas de papel aluminio? c. Describa lo visto con términos físicos d. ¿En que difieren ambos campos observados y por que? e. ¿Qué ocurre al separarlo? ¿Qué conclusión podemos sacar de la intensidad del campo gravitatorio frente al magnético? ¿Qué campo es aun mayor en intensidad al magnético? f. ¿A que se debe que se oriente la brújula al aumentar la intensidad de la corriente? g. ¿Qué fenómeno físico impide que se pueda sintonizar una señal?. Explique dicho fenómeno h. ¿Por qué no llega la señal al celular? Idem g.

Práctica de Laboratorio 2º Ley de Newton- Principio de Masa

a) Relación masa-aceleración 1. Objetivo del experimento Investigar la relación entre la masa de un objeto y la aceleración que adquiere bajo el efecto de una fuerza.

2. Equipo a utilizar Carrito portapesas Sensores fotosensibles Software para sistema de medición Plaquetas de fijación Ganchos de colgar pesas Marco multifuncional

Poleas con armadura Interfase para sistema de medición Cable para la alimentación de la interfase Accesorios de retención Portapesas con cuerdas Cuerdas

3. Realización Como es sabido, la segunda ley de Newton relaciona tres magnitudes: la fuerza, la masa y la aceleración. Es interesante estudiar por separado la influencia de cada una de las dos primeras sobre la tercera. Para ello se dejará una de ellas constante, estudiando la relación entre las otras dos. Para impulsar al móvil sobre el riel se provee un sistema de tracción compuesto por un conjunto de pesas y portapesas que se unen al carrito mediante una cuerda guiada por un sistema de poleas colocadas en el extremo del riel inferior y del superior. Dejando constante la fuerza aplicada y variando la masa del carrito, medimos los tiempos necesarios en recorrer una distancia dada y constante. Llegamos a la relación, ya deducida en la clase teórica. ( t1 / t2 ) 2 = m 1 / m 2

( t2 / t3 ) 2 = m 2 / m 3

Volcando los datos obtenidos sobre las siguientes tablas

( t1 / t3 ) 2 = m 1 / m 3

m1= ta

t1 promedio

t2 promedio

t3 promedio

m2= ta

m3= ta

Completando las relaciones obtenidas (t1 / t2) 2 = m1 / m2 =

Error %=

( t2 / t3) 2 = m2 / m3 =

Error %=

(t1 / t3) 2 = m1 / m3 =

Error %=

4. Conclusiones En base a las mediciones hechas y su correspondiente cálculo de errores 1º) ¿A qué se pueden atribuir esos errores? 2º) ¿Qué ocurre con el tiempo necesario para recorrer la distancia entre los sensores a medida que aumenta la masa del carrito?

35 3º) ¿Qué ocurre con la aceleración en ese caso? 4º) ¿Qué se puede concluir de la relación entre la masa de un objeto y la aceleración que adquiere cuando se aplica una fuerza constante?

b) Relación fuerza-aceleración 1. Objetivo del experimento Investigar la relación entre la fuerza aplicada a un objeto y la aceleración que este adquiere.

2. Equipo a utilizar Carrito portapesas Sensores fotosensibles Software para sistema de medición Plaquetas de fijación Ganchos de colgar pesas Marco multifuncional

Poleas con armadura Interfase para sistema de medición Cable para la alimentación de la interfase Accesorios de retención Portapesas con cuerdas Cuerdas

3. Realización Como es sabido, la segunda ley de Newton relaciona tres magnitudes: la fuerza, la masa y la aceleración. Es interesante estudiar por separado la influencia de cada una de las dos primeras sobre la tercera. Para ello se dejará una de ellas constante, estudiando la relación entre las otras dos. Para impulsar al móvil sobre el riel se provee un sistema de tracción compuesto por un conjunto de pesas y portapesas que se unen al carrito mediante una cuerda guiada por un sistema de poleas colocadas en el extremo del riel inferior y del superior. Dejando constante la masa del carrito y variando la fuerza aplicada al carrito, medimos los tiempos necesarios en recorrer una distancia dada y constante. Llegamos a la relación, ya deducida en la clase teórica. ( t2 / t1 ) 2 = F1 / F2

( t3 / t2 ) 2 = F2 / F3

( t3 / t1 ) 2 = F1 / F3

Volcando los datos obtenidos sobre las siguientes tablas

F1= ta

t1 promedio

F2= tb

t2 promedio

t3 promedio

F3= ta

Completando las relaciones obtenidas (t1 / t2) 2 = F2 / F1 =

Error %=

(t2 / t3) 2 = F3 / F2 =

Error %=

(t1 / t3) 2 = F3 / F1

Error %= 4. Conclusiones

En base a las mediciones hechas y su correspondiente cálculo de errores 1º) ¿A qué se pueden atribuir esos errores? 2º) ¿Qué ocurre con el tiempo necesario para recorrer la distancia entre los sensores a medida que aumenta la fuerza que se aplica sobre el carrito? 3º) ¿Qué ocurre con la aceleración en ese caso? 4º) ¿Qué se puede concluir de la relación entre la fuerza aplicada a un objeto y la aceleración que adquiere cuando se aplica a una masa constante?

Práctica de Laboratorio Ley de Hooke-Cálculo de la constante elástica de un resorte 1. Objetivo del experimento a) Determinar la constante elástica de un resorte b) Verificar la Ley de Hooke 2. Materiales necesarios Resorte Portapesas con pesas Dispositivos para montaje en riel

Eje para polea Alambre recto Marco multifuncional Montaje

En la acanaladura inferior del riel se coloca un dispositivo para montaje con un eje para polea. Dicho eje, del cual penderá un resorte con el portapesas, debe quedar perpendicular al riel para lo cual habrá que disponer convenientemente los tornillos del dispositivo de montaje. En el riel lateral se coloca otro dispositivo para montaje atravesado por un alambre recto, el cual deberá quedar perfectamente horizontal para indicar la posición del portapesas con algunas pesas sobre la escala de dicho riel. En esas condiciones se considera como cero el valor de la carga. 3. Desarrollo de la experiencia Logradas las condiciones anteriores, se realiza en la regla la lectura de la posición x1 de la base del portapesas y se vuelca en la tabla. A continuación, se coloca una pesa de 10 g en el portapesas y se registra la nueva posición de la base del portapesas x2 . El valor absoluto de la diferencia entre las lecturas efectuadas ∆x = x2 - x1 representa la elongación del resorte para una carga de 10 g. Reiterando este para otras cargas se obtiene una tabla de valores que permita disponer de un resorte calibrado y, además, determinar la constante elástica k del resorte mediante la expresión que aparece en la última fila de la tabla siguiente

Carga (g) Delta x (mm) k = Carga /Delta x

kpromedio =

A continuación graficar F vs ∆x en una hoja cuadriculada (pegar el grafico aquí)

4. Cuestionario y conclusiones 1º) Al representar gráficamente F vs ∆x ¿a qué función se aproxima la carga? 2º) Conociendo la constante del resorte ¿cómo se debe operar para conocer la fuerza aplicada a partir de la medición del estiramiento del mismo?

PRÁCTICA DE LABORATORIO Cáculo de la fuerza de rozamiento y coeficiente de rozamiento 1. Objetivo del experimento Calcular la fuerza de rozamiento y su correspondiente coeficiente μ. Evaluar errores 2. Equipo a utilizar Carrito portapesas Sensores fotosensibles Software para sistema de medición Accesorios de retención

Poleas con armadura Portapesas con cuerdas Marco multifuncional Cuerdas

3. Realización Deja caer el portapesas, el cual arrastra el carro, mediante un sistema de poleas. Se medirá la aceleración utilizando fórmulas del MRUV, distancia medida en el marco y tiempo con los sensores.

4. Cálculos

Datos: MASA:

gr =

V i = 0 m/s

FUERZA =

Kg seg.

DISTANCIA:

Kg =

F – fr = m . a

fr = μ . N

y despejando μ nos quedará

m/s2

despejamos fr y nos queda

y sabiendo que para este caso N

fr =

Aceleración (a) = 2.D / t2 =

gr =

De la 2º Ley de Newton

cm =

fr = F + m . a

= P y recurriendo a la expresión

μ = fr / N =

5. Conclusión: a) Dicha fuerza de rozamiento ¿es sólo del carrito? b)¿qué otras fuerzas de rozamiento hay? c) ¿Es un valor coherente μ? d)¿Dio menor a 1 y positivo?