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7/26/2019 Lab 5 MESA # 2. C-2 Seccion C
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MANTENIMIENTO DE MAQUINARIA
PESADA
SEMESTRE II
GRUPO C
TEMA:“MAQUINA DE ATWOOD-FUERZA
CENTRIPETA”
FECHA DE ENTREGA 03/05/2016
N° MESA 2
Integrantes
Apellidos y Nombres Nota
CARRASCO SANTI, MAX WILL
ALFARO MAMANI, OMAR OLGER
CASA COA, WALTER (NO TRABAJO)
CORI DEL POMAR JOHAN
Profesor: JULIO RIVERA
Programa profesional: PFR - TECSUP Grupo: B
Fecha de entrega: 03 05 16 Mesa de trabajo: 2
CURSO: MECÁNICA DE SÓLIDOS
LABORATORIO: 05
TEMA: “MAQUINA DE ATWOOD-FUERZA CENTRIPETA”
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SEMESTRE II
GRUPO C
TEMA:“MAQUINA DE ATWOOD-FUERZA
CENTRIPETA”
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PRÁCTICA DE LABORATORIO Nº 05
MÁQUINA DE ATWOOD – FUERZA CENTRIPETA.
INTRODUCCION:
La máquina de Atwood es un dispositivo mecánico que se utilizó para medir la
aceleración de la gravedad. El dispositivo consiste en una polea que tenga muy
poco rozamiento y un momento de inercia muy pequeño. De ambos extremos
de la cuerda se colocan dos masas iguales M, con lo que el sistema se encuentra
en equilibrio, pero si en el lado derecho se añade una sobrecarga m, el sistemase acelera, la aceleración será hallada con el sensor de movimiento
En este laboratorio se tratara de conocer a fondo un poco más el programa
data estudio tomando los datos con el sensor de fuerza y el sensor de
movimiento rotación por lo que se aplicara la máquina de atwood para hallar
las relaciones de aceleración, la masa y la fuerza.
1. OBJETIVOS Estudiar la relación entre fuerza, masa y aceleración empleando una
máquina de Atwood.
Determinar experimentalmente la aceleración del sistema.
Determinación de la fuerza centrípeta en un péndulo.
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2. ANALISIS DE TRABAJO SEGURO (ATS):
ANÁLISIS DE TRABAJO SEGURO
LABORATORIO DE MECÁNICA DE SÓLIDOS
PASOS BÁSICOS DEL TRABAJO A REALIZAR
RIESGO PRESENTE EN
CADA CASO
CONTROL DE RIESGO
Ingreso al laboratorio. Al ingresar nos podríamos
tropezar con los
tomacorrientes.
Lo que se recomienda es ingresar
con cuidado al laboratorio.
Sacado de los respectivos
materialesQue utilizaremos enlaboratorio.
Nos podríamos tropezar
esto provocaría que secaigan los materiales.
Lo más recomendable seria sacar
los materiales con ayuda de 2 omás personas para que no se
caigan.Elaboraci n de datos detrabajo.
Aqu no hay ni un riesgopresente
En este paso no habr a ning ncontrol de riesgo.
Poner el sensor rotacionalperfectamente en formavertical a fin de que no reportelecturas erróneas.
Si no lo colocamos
verticalmente los
resultados nos podría
salir erróneos
Lo que se recomienda es poner deforma vertical para que de estemodo los resultados te salgan dela manera correcta.
Calcular la velocidad de laspesas al ser soltadas.
Se podrían dañar si no loagarramos en el
momento respectivo
Lo más recomendable que otrocompañero agarre des otro
extremo la pesa para que de este
modo evitemos algún accidente
Guardado de los materialesSe podrían caer los
materiales si no llevamos
con ayuda de 2 personas.
Lo más recomendable es llevar los
materiales a la vitrina con ayuda de
2 o más personas para que no se
caigan ni se dañen.
GRUPO: C ESPECIALIDAD: C-2 COORDINADOR DE GRUPO:Max will Carrasco Santi
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3. MATERIALES Y EQUIPO DE TRABAJO:
1 Computadora personal conprograma PASCO CapstonTM
instalado
2 Interface 850 universalInterface
3 Sensor de movimientorotacional
4 Sensor de fuerza
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5 Un Photogate Port PS-2123
6 Masas
7 Cuerda
8 Regla
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9 Bases
10 Nuez invertida
11 Varillas
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De la segunda Ley de Newton,
F T mg ma F c
Donde T es la tensión del hilo, m es la masa
del péndulo, g es la aceleración de la
gravedad y Fc es la fuerza centrípeta.
Se pondrá a cero el Sensor de fuerza cuando
el péndulo esté situado en su posición de
equilibrio (cuando T = mg). Esto supone quela fuerza medida por el Sensor de fuerza
cuando el péndulo pasa por el punto más bajo
de su recorrido es igual a la fuerza centrípeta
Fc.
=
Donde r es el radio de la trayectoria circular,
que en este caso, es igual a la longitud del
péndulo.
4. FUNDAMENTO TEÓRICO:
MÁQUINA DE ATWOOD – FUERZA CENTRIPETA.
MÁQUINA DE ATWOOD FUERZA CENTRIPETA
En la máquina de Atwood, la diferencia depeso entre dos masas colgantes determinala fuerza que actúa sobre el sistema
formado por ambas masas. Esta fuerza netaacelera ambas masas, la más pesadaacelera hacia abajo y la más ligera haciaarriba.
Basándose en el diagrama anterior, T es latensión del hilo, M2 > M1, y g es laaceleración de la gravedad. Si consideramosel movimiento ascendente como positivo yel movimiento descendente como negativo,las ecuaciones de la fuerza neta para M1 yM2 son:
T1 – M1 g = Fneta = M1 a (1)
T2 – M2 g = Fneta = M2 (-a) (2)
La lenteja de un péndulo describe unatrayectoria circular, por lo que, sobre ellaactúa una fuerza centrípeta. En el péndulo,
la tensión en el hilo origina movimientocircular de la lenteja. La fuerza neta sobre lalenteja es la resultante de la tensión del hiloy la fuerza de la gravedad.
T = tensión
mg = peso
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5. PROCEDIMIENTO:
a. 5.1 Determinación de la aceleración.
Ingrese al programa PASCO CapstoneTM, haga clic sobre el icono crearexperimento y seguidamente reconocerá el sensor de movimiento rotacional,previamente insertado a la interfase 850 universal Interface.
Seguidamente configure el sensor a aceleración lineal a 50 Hz y arrastre el icono GRÁFICO sobre dicha aceleración (configúrelo a 2 decimales).
Haga el montaje de la figura 3, ponga el sensor rotacional perfectamente verticala fin de que no reporte lecturas erróneas y utilice la polea de mayor tamaño.
Con el montaje de la figura sólo hace falta que suelte las pesas que se iráincrementando gradualmente de velocidad hacia abajo, mientras se hace estaoperación, su compañero grabará dicho proceso.
Verifique el radio de la polea al configurar el sensor, no trabaje con datoserróneos.
No permita que las pesas golpeen la polea del sensor rotacional, lapesa M1 debe tocar ligeramente el piso al iniciar el experimento.
Sensor
rotacional
Varilla
Nuez doble
Base
Pesa M1
Pesa M2
Figura 3. Montaje experimental.
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Inicie la toma de datos soltando el móvil y oprimiendo el botón INICIO en la
barra de configuración principal de PASCO CapstoneTM. Utilice las herramientasde análisis del programa para determinar la aceleración lineal.
Repita pel proceso hasta completar 5 mediciones. Borre las medicionesincorrectas, no almacene datos innecesarios.
Llene las tablas 1, 2, 3 y 4, calculando el error porcentual, para lo cual halleademás la aceleración teórica.
Tabla N° 1
M1 + M2 = 80 gM1 =30 g y M2= 50g 1 2 3 4 5 Prom. Total
Aceleración lineal
(m/s2)
2.100 2.05 2.09 2.12 2.13 2.098
Fuerza neta (N) 0.168 0.164 0.1672 0.196 0.1704 0.16784
Análisis Valor Teórico Valor
Promedio
Experimental
Error porcentual
Aceleración (m/s2) 2.5425 2.098 14.5446%
Imagen N°1: Prueba 1 vector velocidad vs tiempo, aceleración vs tiempo
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Imagen N°2: Prueba 2 vector velocidad vs tiempo, aceleración vs tiempo
Imagen N°3: Prueba 3 vector velocidad vs tiempo, aceleración vs tiempo
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Imagen N°4: Prueba 4 vector velocidad vs tiempo, aceleración vs tiempo
Imagen N°5: Prueba 5 vector velocidad vs tiempo, aceleración vs tiempo
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Tabla N° 2
M1 + M2 = 60 g
M1 = 20 g y M2 = 40
g
1 2 3 4 5 Prom. Total
Aceleración lineal
(m/s2)
2.91 2.93 2.92 2.94 2.95 2.93
Fuerza neta (N) 0.1741 0.1758 0.1752 0.1764 0.175 .1754
Análisis Valor Teórico Valor
Promedio
Experimental
Error porcentual
Aceleración (m/s2) 3.27 2.93 10.39%
Imagen N°6: Prueba 1 vector velocidad vs tiempo, aceleración vs tiempo:
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Imagen N°7: Prueba 2 vector velocidad vs tiempo, aceleración vs tiempo
Imagen N°8: Prueba 3 vector velocidad vs tiempo, aceleración vs tiempo
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Imagen N°9: Prueba 4 vector velocidad vs tiempo, aceleración vs tiempo
Imagen N°10: Prueba 5 vector velocidad vs tiempo, aceleración vs tiempo
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Tabla N° 3
M2 - M1 = 90g
M1 = 60 g y M2 = 30
g
1 2 3 4 5 Prom. Total
Aceleración lineal
(m/s2)
2.97 2.92 2.94 2.96 2.91 2.941
Fuerza neta (N) 0.2673 0.2668 0.2646 0.2664 0.2619 0.2654
Análisis Valor Teórico Valor
Promedio
Experimental
Error porcentual
Aceleración (m/s2) 3.27 2.94 10.091%
Imagen N°11: Prueba 1 vector velocidad vs tiempo, aceleración vs tiempo
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Imagen N°12: Prueba 2 vector velocidad vs tiempo, aceleración vs tiempo
Imagen N°13: Prueba 3 vector velocidad vs tiempo, aceleración vs tiempo
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Imagen N°14: Prueba 4 vector velocidad vs tiempo, aceleración vs tiempo
Imagen N°15: Prueba 5 vector velocidad vs tiempo, aceleración vs tiempo
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Tabla N° 4
Imagen N°16: Prueba 1 vector velocidad vs tiempo, aceleración vs tiempo
M2 - M1 = 140 g
M1 = 80 g y M2 =60 g
1 2 3 4 5 Prom. Total
Aceleraciónlineal (m/s2)
1.27 1.29 1.24 1.25 1.24 1.258
Fuerza neta (N) 0.1778 0.1806 0.1736 0.175 0.1736 0.176
Análisis Valor Teórico ValorPromedio
Experimental
Error porcentual
Aceleración(m/s2)
1.40114 1.258 10.21%
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Imagen N°17: Prueba 2 vector velocidad vs tiempo, aceleración vs tiempo
Imagen N°18: Prueba 3 vector velocidad vs tiempo, aceleración vs tiempo
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Imagen N°19: Prueba 4 vector velocidad vs tiempo, aceleración vs tiempo
Imagen N°20: Prueba 5 vector velocidad vs tiempo, aceleración vs tiempo
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b. 5.2 Determinación de la fuerza centrípeta en un péndulo.
Ingrese nuevamente al programa Pasco CasptoneTM, haga clic sobre el iconocrear experimento y seguidamente reconocerá el sensor de fotopuerta y defuerza, previamente insertado a la interfase 850.
Seguidamente configure el sensor de fotopuerta a la opción “fotopuerta ypéndulo”, introduzca el ancho de la masa pendular. Arrastre el icono GRAFICO sobre la velocidad del péndulo.
Haga clic en el icono CONFIGURACION y seleccione tiro positivo a unafrecuencia de 50 Hz. Luego presione el icono del SENSOR DE FUERZA 1 luegoseleccione numérico y cambie a 2 cifras después de la coma decimal. Arrastreel icono GRAFICO sobre el sensor de fuerza tiro positivo.
Haga el montaje de la figura 4, ponga el sensor de fuerza perfectamente verticala fin de que no reporte lecturas erróneas y una vez colocado de esta manera ysin ninguna fuerza adicional apriete el botón Zero colocado sobre el mismosensor.
Haga oscilar el péndulo, mientras se hace esta operación, su compañero grabarádicho proceso, la longitud del péndulo se mide desde el punto d oscilación hastael centro de masa del cuerpo, que debe estar a la altura del diodo LED del sensor(ver figura 4).
No permita que el péndulo golpee el sensor foto puerta.
Varilla
Nuez doble
Base
Nuez doble
Fotopuerta
Sensor de
fuerza
Figura 4. Montaje experimental.
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Inicie la toma de datos alejando la masa pendular 15 centímetros y soltando el
móvil y oprimiendo el botón INICIO en la barra de configuración principal dePasco CasptoneTM. Utilice las herramientas de análisis del programa paradeterminar la aceleración lineal.
Repita el proceso hasta completar 5 mediciones. Borre las mediciones incorrectas,no almacene datos innecesarios.
Llene las tablas 5 y 6 en base a mediciones registradas durante 20 segundos,calculando el error porcentual, para lo cual halle además la aceleración centrípetateórica.
Tabla N° 5
Longitud 25 cm
Masa =0.50
kg
1 2 3 4 5 Prom. Total
velocidad (m/s) 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03
Fuerza
centrípeta
medida (N)
0.0376 0.326 0.0354 0.0370 0.343 0.03538
Análisis Valor
Teórico
Valor Promedio
Experimental
Error porcentual
Aceleración
centrípeta (m/s2)
0.0303 0.03538 16.50%
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Imagen N°21: Prueba 1 vector velocidad vs tiempo, aceleración vs tiempo
Imagen N°22: Prueba 2 vector velocidad vs tiempo, aceleración vs tiempo
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Imagen N°23: Prueba 3 vector velocidad vs tiempo, aceleración vs tiempo
Imagen N°24: Prueba 4 vector velocidad vs tiempo, aceleración vs tiempo
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Imagen N°25: Prueba 5 vector velocidad vs tiempo, aceleración vs tiempo
Tabla N° 6
Longitud 35 cm
Masa = 0.07
kg
1 2 3 4 5 Prom. Total
velocidad (m/s) 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02
Fuerza centrípetamedida (N)
0.0492 0.0310 0.0402 0.0427 0.0486 0.04234
Análisis Valor Teórico Valor Promedio
Experimental
Error porcentual
Aceleración
centrípeta (m/s2)0.0461 0.04234 8.24%
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Imagen N°26: Prueba 1 Fuerza vs tiempo, Velocidad vs tiempo
Imagen N°27: Prueba 2 Fuerza vs tiempo, Velocidad vs tiemp
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Imagen N°28: Prueba 3 Fuerza vs tiempo, Velocidad vs tiempo
Imagen N°29: Prueba 4 Fuerza vs tiempo, Velocidad vs tiempo
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Imagen N°30: Prueba 5 Fuerza vs tiempo, Velocidad vs tiempo
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6. CUESTINARIO:
6.1 Después de realizar el proceso Determinación de la aceleraciónresponda:
6.1.2 Compare la diferencia entre el valor de la aceleraciónteórica y la experimental
Análisis Valor
Teórico
Valor Promedio
Experimental
Error porcentual
Aceleración (m/s2) 3.27 2.93 10.39%
Este valor tiene un error porcentual que se considera alto esto a los errores demedición por que no se puede ser exacto en ese ámbito.
6.1.3 ¿Qué razones justificarían esta diferencia?
En la primera tabla muestra que el valor del error es de 10.39% esta magnitudse asimila a las demás tablas, una causa a este valor está en la polea ya queesta no es ideal, hay un leve grado de rigidez en el eje interviniendo mucho enla aceleración de las masas. .
6.1.4 Compare los resultados de las tablas 1 y 2 ¿A qué relación llega?Explique
Tabla 1
M1 + M2 = 80g
M1 = 30 g y M2 = 50
g
1 2 3 4 5 Prom. Total
Aceleración lineal
(m/s2)
2.100 2.05 2.09 2.12 2.13 2.098
Fuerza neta (N) 0.168 0.164 0.1672 0.196 0.1704 0.16784
AnálisisValor Teórico
Valor
Promedio
Experimental Error porcentual
Aceleración (m/s2) 2.5425 2.098 14.5446%
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SEMESTRE II
GRUPO C
TEMA:“MAQUINA DE ATWOOD-FUERZA
CENTRIPETA”
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Tabla 2
M1 + M2 = 60 g
M1 = 20 g y M2 =40 g 1 2 3 4 5 Prom. Total
Aceleración lineal
(m/s2)
2.91 2.93 2.92 2.94 2.95 2.93
Fuerza neta (N) 0.1741 0.1758 0.1752 0.1764 0.175 .1754
Análisis Valor Teórico Valor
Promedio
Experimental
Error porcentual
Aceleración (m/s2) 3.27 2.93 10.39%
La relación entre estas dos tablas es que hay una mínima diferencia en susaceleraciones a pesar que las masas hayan sido cambiadas. Esto debido a quelas masas que se colocó en la tabla 2 fueron cambiadas de maneraequivalente a las masas de la tabla 1
6.1.5 Compare los resultados de las tablas 3 y 4 ¿A qué relación llega?Explique.
Tabla 3
M2 - M1 = 90 gM1 = 60 g y M2 =30
g
1 2 3 4 5 Prom. Total
Aceleración lineal
(m/s2)
2.97 2.92 2.94 2.96 2.91 2.941
Fuerza neta (N) 0.2673 0.2668 0.2646 0.2664 0.2619 0.2654
Análisis Valor Teórico Valor
Promedio
Experimental
Error porcentual
Aceleración (m/s2) 3.27 2.94 10.091%
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Tabla 4
La información que se puede extraer de las tablas es que la diferencia demasas entre ambas tablas es la mitad por tanto los resultados de la tabla 3,son el doble que el de la tabla 4, es decir su aceleración lineal y fuerza netay tanto como el error porcentual son el doble o casi llegan a duplicarlo. El cual
llega a una relación de 2 a 1
+ 3 + = = ( + ) = ( 3 + )
Si − ≫
6.1.6 Represente y analice tres situaciones de la Maquina de Atwood en su especialidadSituación 1
En esta página, se continúa el estudio del movimiento de una cadena apiladasobre el suelo, uno de cuyos extremos cuelga de un hilo fino que pasa por una
polea. El otro extremo del hilo está unido a un cuerpo, tal como se muestra enla figura.
El peso del cuerpo es igual al peso ρa de una longitud a de lacadena. Donde ρ es la masa por unidad de longitud de la cadena.
Por tanto, el extremo de la cadena unido al hilo se eleva unalongitud x=a para que se equilibre con el peso del cuerpo en unamáquina de Atwood, tal como se muestra en la figura.
M2 - M1 = 140 g
M1 = 80 g y M2 =60 g
1 2 3 4 5 Prom. Total
Aceleraciónlineal (m/s2)
1.27 1.29 1.24 1.25 1.24 1.258
Fuerza neta (N) 0.1778 0.1806 0.1736 0.175 0.1736 0.176
Análisis Valor Teórico ValorPromedio
Experimental
Error porcentual
Aceleración(m/s2)
1.40114 1.258 10.21%
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En nuestra especialidad:
Se puede llegar al caso donde un camión o maquina pesada tenga que jalar a otro el cual se debe tener en cuenta su masa del equipo a ser
jalado.
Situación 2
En la situación inicial, la cadena está completamente apilada en el suelo, x =0, y la
velocidad inicial v =0. El bloque tira de la cadena que se eleva hasta que alcanza unaaltura máxima. Analizamos el movimiento de la cadena cuando su extremo se ha
elevado una altura x, tal como se muestra en la figura
En nuestra especialidad:
Se tendrá el mismo caso en el que un camión o maquina pesada tenga que tirarde otro objeto ya sea para generar movimiento horizontal o vertical, pero en estecaso se tendrá de por medio una cadena el cual estará completamente apilada
en el suelo y la maquina permanecerá en el reposo es decir v = 0
Situación 3
La imagen nos muestra el equilibrio de la máquina de atwood el cual expresaque las masas tanto m1y m2 están en una equidad de masas por lo que se ve
en la figura
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En nuestra especialidad:
Se tendrá en que una pala hidráulica tenga que cargar un objeto que posea dos masas
de un considerable peso, el cual para no generar oscilación se deberá repartir el pesoen masas iguales es decirm1= m2
6.1.7 Podría establecerse alguna relación en la máquina de Atwood deacuerdo a los resultadosObtenidos. Justifique su respuesta.
La relación que llevarían las 4 tablas en cada uno de los experimentos serian queya sean una suma de masas o una resta de masas siempre la primera tabla seráel doble que la segunda, es decir la tabla 1 es el doble de la tabla 2 con respectoa masas (sumatoria de masas).
6.2 Después de realizar el proceso Determinación de la fuerza
centrípeta en un péndulo responda
6.2.1 Compare la diferencia entre el valor de la fuerza centrípeta
teórica y la experimental ¿Qué razones justificarían esta diferencia?
El valor teórico que fueron halladas son un valor ideal lo cual es difícil conseguiren un experimento, mientras que en un valor experimental habrá varias causasque influyeran en la toma de datos y esto genera valores diferentes a los teóricos.
6.2.2 Compare los resultados de las tablas 5 y 6 ¿A qué relación llega?
Explique
Tabla 5
Longitud 25 cm
Masa =0.050kg
1 2 3 4 5 Prom. Total
velocidad (m/s) 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03
Fuerza
centrípeta
medida (N)
0.0376 0.326 0.0354 0.0370 0.343 0.03538
Análisis Valor
Teórico
Valor Promedio
Experimental
Error porcentual
Aceleracióncentrípeta (m/s2) 0.0303 0.03538 16.50%
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Tabla 6
Longitud 35 cm
Masa = 0.070
kg
1 2 3 4 5 Prom. Total
velocidad (m/s) 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02
Fuerza centrípeta
medida (N)
0.0492 0.0310 0.0402 0.0427 0.0486 0.04234
Análisis Valor Teórico Valor Promedio
Experimental
Error porcentual
Aceleracióncentrípeta (m/s2)
0.0461 0.04234 8.24%
En que en ambas tablas la fuerza centrípeta tiene una diferencia considerableya que la diferencia entre ambas son casi mínimas, pero el porcentaje de errorson distintas esto se debe a sus velocidades.
6.2.3 ¿Qué factores afectan a la fuerza centrípeta de un péndulo en su
movimiento pendular?
Afectan muchos factores los cuales no fueron considerados y otros que siPero para efectuar valores experimentales muchas veces no es tomandoEn cuenta por lo que se producen errores, estos pueden ser:
La altura Desde donde es lanzado, la longitud de la cuerda que sostiene a la masaPendular, la frecuencia de movimiento, el periodo , la gravedad yla densidad de la masa pendular.
6.2.4 ¿Depende la fuerza centrípeta de la velocidad del péndulo?
Sí, porque la velocidad ejercida del péndulo origina la fuerza llamada centrípetao radial, a mayor velocidad del péndulo mayor será la fuerza centrípeta queimpide que la masa pendular salga disparada
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6.2.5 Realice el DCL en la trayectoria del movimiento pendular y en
las A y posición de equilibrio encuentre el valor de la tensión (utilice losvalores promedio)
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7. PROBLEMAS.
Los problemas a continuación se desarrollarán y se presentará en el informe.Problema 01. The 75-kg man climbs up the rope with an acceleration of 0.2S m/s2,
measured relative to the rope. Determine the tension in the rope and the acceleration of
the 80-kg block.
PROBLEMA TRADUCIDO: El hombre de 75 kg sube por la cuerda con unaaceleración de 0.2S m / s2 , medido con respecto a la cuerda . Determinar latensión en la cuerda y la aceleración del bloque de 80 kg .
Im ag en N° 1 man climbs up the rope
Ecuaciones de movimiento: haciendo referencia a las figuras. (a y b)
Cinemática: Aquí, la cuerda tiene una aceleración con una magnitudigual a la de bloque A, es decir, y se dirige hacia abajo
=
Ahora procederemos a resolver las ecuaciones 1,2,3
Determinamos que la aceleracion del bloque equivale a 0.4455m/s y la tension del bloque
equivale a 769 N
Ecuación 1
Ecuación 2
∑ = . ; − 7 5(9,81) =75
∑ = . ; − 8 0(9,81) =80
Ecuación numero 3 = + m =−+0.25
=−0.19548 ⁄ =0,195 ⁄ = 7 6 9
=0.4455 2⁄
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Prob lema 02. Blocks A and B have a mass of rn A and rnB, where rn A > rnB. If
pulley C is given an acceleration of a0, determine the acceleration of the blocks.Neglect the mass of the pulley.
Ecuaciones de movimiento: haciendo referencia a las figuras. (a y B)
Como podemos ver en este ejercicio la aceleración ya sea del bloque A y del bloque b con
respecto a la polea C será de la misma magnitud. ENTONCES PODEMOS CONCLUIR LO
SIGUIENTE:
Eliminando la aceleración a partir de las ecuaciones N°4 y N°5
ACELERACION DEL PRIMER ACELERACION DEL SEGUNDO BLOQUEBLOQUE
∑ = ; − =
∑ = ; − =
ECUACION N°1
ECUACION N° 2
( − ) = − ECUACION N° 3
= + ∕
= −
= − ECUACION N° 5
ECUACION N° 6
= 2a0
− ( − )( + )
= 2a0+ ( − )
( + )
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8. APLICACIÓN A LA ESPECIALIDAD.
Se presentaran un mínimo de 2 aplicaciones del tema del laboratorio referidoa su especialidad.
Este tema lo podríamos utilizar al momento de cargar 2 masas con laayuda de una grúa ya sea estando en la mina, en la carretera o comovemos claramente en el mar el procedimiento de la máquina de atwoodse daría al cargar 2 cuerpos para que de este modo podamos medir lavelocidad de la gravedad terrestre con la que cargamos esos 2 cuerpos.
Este tema lo aplicaríamos al momento de levantar materiales yasea minerales rocas arena etc en la mina con una grúa, haciendoeste procedimiento nos daremos cuenta que en el punto Aejercemos una fuerza al intentar cargar la masa, de esta manera
determinaremos la fuerza que actúa sobre el sistema formado porla masa y asi estaremos mostrando un claro ejemplo de máquinade atwood.
A
M1
M2
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LA ESTABILIDAD DE UN VEHICULO PERSONAL
Un automóvil describe una trayectoria circular de radio R con velocidadconstante v .
Una de las principales dificultades que se presenta a la hora de resolver esteproblema es la de separar el movimiento tangencial (uniforme con velocidadconstante) del movimiento radial del vehículo que es el que trataremos deestudiar.
FUNDAMENTOS FÍSICOS
Suponemos que el vehículo describe una trayectoria circular de radio R convelocidad constante v . Para un observador inercial, situado fuera del vehículo, lasfuerzas que actúan sobre el móvil son:
el peso la reacción de la carretera la fuerza de rozamiento.
Esta última, es la que hace que el vehículo describa una trayectoria circular.
Como hay equilibrio en sentido vertical la reacción del plano es igual al peso
N=mg
Aplicando la segunda ley de Newton al movimiento en la dirección radial
Estudio:
Si, por ejemplo, un tren se mueve por su vía en línea recta y llega a una curva,para que él tome es necesario aplicar sobre la ceja de las ruedas una fuerza,que es la fuerza centrípeta.
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9. OBSERVACIONES:
Existe una relación inversamente proporcional entre la diferencia de lasmasas y el tiempo de caída. Es decir que entre mayor sea la diferenciaentre el peso de las masas, menor será el tiempo en que la masa máspesada toque el suelo. Esto se evidencia en la tabla (1) de datosobtenidos.
En la experiencia realizada se presenta un movimiento rectilíneouniformemente acelerado. Debido a que las gráficas de masa enfunción de tiempo describen una semiparábola ascendente que partedel origen.
A través de la linealización de las gráficas de masa en función detiempo, se pudo hallar el valor de la aceleración para cada momentode la experiencia. Estableciendo que existe una relación proporcionalentre la diferencia de las masas y la aceleración del movimiento. Esdecir que, si la diferencia entre las masas aumenta, el valor de laaceleración del movimiento también lo hará.
Se halló la aceleración y la fuerza neta de forma teórica, se comparólos resultados con la aceleración y la fuerza neta experimentalmente.
No se consideró la masa de la porta masas, pero el valor de cada masafue cambiado para facilitar las mediciones.
10. CONCLUSIONES:
Para que la máquina de atwood proporcione resultados veraces debe
emplearse bajo condiciones ideales. Porque en condiciones
ambientales existen aspectos como: la fricción entre el hilo y la polea,
entre esta y su eje, y la masa del hilo que influyen en los resultados
obtenidos.
Los aspectos que influyen en el uso de la máquina de Atwood bajo
condiciones ambientales no pueden ser despreciados a la hora de
realizar los cálculos para hallar el valor de la aceleración gravitacional.
De lo contrario los datos obtenidos podrán alejarse del valor real de la
aceleración de la gravedad.
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Existe una relación inversamente proporcional entre la diferencia de las
masas de los cuerpos que cuelgan en los extremos del hilo y el tiempode caída de la masa más pesada.
En la máquina de Atwood Cuando se utilizan dos cuerpos con masas
iguales se presenta un movimiento rectilíneo uniforme y cuando se
trabaja con dos cuerpos de masas diferentes se evidencia un
movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.
Si la diferencia entre las masas aumenta, el valor de la aceleración del
movimiento también lo hará.
11. BIBLIOGRAFIA (según formato de la APA)
Sears – Zemansky (2008). Física Universitaria (12ava Edición) Pearson:México.
TECSUP (2016) Guía de Laboratorio de Física( “MAQUINA DE ATWOOD-
FUERZA CENTRIPETA” )