Práctica 10: Newton tenía razón

Esta es la última práctica que realizamos en 4º de la ESO en la asignatura de física y química. Realizamos esta práctica con el fin de comprobar experimentalmente la 2ª ley de Newton o ley fundamental de la dinámica.
Para realizar el experimento necesitábamos clips, cuerda, eje metálico y una polea
El experimento no lo hemos comenzado con 5 clips, si no que hemos ido probando, primero con uno, después con dos y así sucesivamente, pero 5 clips son los que provocan la estabilidad entre la fuerza de rozamiento y la fuerza que nosotros (los clips en este caso) estamos aplicando. Por esta razón justo cuando ponemos 5 clips, el coche comienza a moverse con una velocidad constante. Pero esto varía al ponerle más clips, ya que el movimiento del coche deja de ser constante y pasa a ser un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, ya que la fuerza provocada por el peso de los clips es mayor que la fuerza del rozamiento.

Resultados:
En primer lugar tenemos que saber algunos datos indispensables como:
Masa del coche: 32.5g
Masa del Clip: 0.5g
Distancia: 0.7cm
Hemos realizado una serie de tablas para tener una major organización y comprender mejor la práctica.

Tambien hemos realizado una serie de GRAFICAS para entender mejor la practica:

Cálculos para hallar la velocidad:

vf= 2e/t
1)1.14/10.5=0.13m/s
2)1.14/3.4=0.33m/s
3)1.14/2.39=0.47 m/s
4)1.14/1.9=0.6m/s
----------------

1) 1.14/6.2=0.18m/s

2)1.14/3.3=0.34m/s

3)1.14/3=0.38m/s

4)1.14/2.3=0.49m/s

Explicación de la primera grafica:
Esta grafica hemos representado la velocidad frente al tiempo. La primera grafica nos muestra la distancia recorrida que son 0.7 centímetros y el tiempo medio poniendo diferentes clips.
Esta primera grafica podemos observar una recta creciente y además como la velocidad aumenta al cabo del tiempo, este fenómeno se debe a que es un movimiento uniformemente acelerado (MRUA).

Explicación de la segunda grafica:
En esta grafica también hemos representado la velocidad frente al tiempo. Los datos de la segunda grafica son los mismos, donde lo único que cambia es la masa del coche ya que le hemos añadido 5 gr de plastilina.
Podemos observar una recta creciente con una la velocidad creciente al cabo del tiempo, esto se debe a que es un MRUA.

Los valores de las graficas son distintos debido a varios factores como por ejemplo el número de clips que hemos trabajado, la masa que ha actuado sobre el coche por lo tanto el coche tendrá una mayor velocidad a menos masa y una aceleración mayor.

Cuestiones:
15. La diferencia entre el coeficiente de rozamiento estático y del coeficiente de rozamiento dinámico es bastante obvia. El estático es el que posee el coche justo antes de empezar a moverse y es lo que hace que cuando le demos un empujon empiece a moverse. El dinámico es el que posee el coche cuando está en movimiento y que se opone a este movimiento.

El coeficiente de rozamiento estático:
(con plastilina se realiza del mismo modo)sin plastilina: F + FROZEST= 0
la masa= 0.032kg y la a(detallada abajo y calculada a partir de las tablas)= 0.01
FAPLICAD= ma
FAPLICADA=0.00031N
FROZEST+0.00032=0
FROZEST=-0.00032
FROZEST= mu*N
coeficiente rozestatico=0.0020

PCLIPS-FROZDIN=m1clip*g
FROZD=0.0006
FROZD=-mu*N
FROZD= 0.001
coeficiente de rozamiento dinámico= 0.0019

Para el caso con plastilina sale el estático 0.0028 y el dinámico 0.0017. Podemos concluir que el estático es mayor que el dinámico ya que al estar parado y no llevar una velocidad pues cuesta mas moverlo ya que la oposición a cambiar su movimiento es mayor que si ya se está moviendo de lo que deducimos que el rozamiento en parado es mayor que moviendose.

16. Podemos observar en un diagrama de fuerzas, como al ir añadiendo clips, la fuerza que hace que el coche se mueva aumenta, ya que esta depende del peso de los clips que esté tirando de él, y por tanto de la masa de el conjunto de clips que hace que se mueva.
La aceleración que sufre el coche también depende de el número de clips que añadamos, puesto que la aceleración depende de la fuerza que actúa sobre el coche y por tanto, también de los clips. Esto se puede demostrar mediante la siguiente ecuación:
R = P + N + F + Fr = (m·a,0)
Esto se ve mejor en los siguientes diagramas de fuerzas:

En este diagrama de fuerzas, podemos ver como la fuerza del rozamiento (Fr) es mayor que la fuerza ejercida por los clips (F), si miramos en la tabla del experimento, este corresponderia a todos los casos anteriores al primero que aparece en ella, ya que el peso de los clips no es suficiente para hacer mover al coche.

En este nuevo caso, la fuerza del rozamiento (Fr) es igual que la ejercida por el peso de los clips (F) por lo que este diagrama corresponderia a el primer dato registrado en la tabla, en el que la F anula a la Fr por lo que al darle el toquecito, es cochecito comienza a moverse con un movimiento rectilíneo uniforme.

Por último, tenemos este otro caso en el que la fuerza que ejerce el peso de los clips sobre el coche es mayor que la fuerza del rozamiento por lo que el cochecito se movera con un movimiento rectilineo uniformemente acelerado. La aceleración que sufre, es proporcional al peso de los clips, ya que cuanto mayor sea el peso de los clips, mayor será la fuerza que estos ejercen sobre el cochecito y por tanto, mayor la aceleración que este sufrirá.

En este experimento, como la fuerza es paralela al suelo, el peso y la normal se cancelan, por lo que en este problema no intervienen, puesto que nos estamos moviendo todo el rato en el eje de las x.
(F,0) + (-uN,0) = m·a

17. Lógicamente al variar la masa va a variar la fuerza que tenemos que aplicar para conseguir la misma aceleración entonces no podemos decri si varía la aceleración, solo se puede decir que por supuesto la aceleración depende de la masa. Afecta al rozamiento por el hecho de que Fr= -mu*N y como la normal depende del peso que a su vez depende de la masa, a mayor masa (en este caso la fuerza es horizontal luego P=N) mayor será el rozamiento que tenga el movil con el suelo y mayor su coeficiente de rozamiento, refiriendonos a ambos. La fuerza aplicada va a variar en el caso de que queramos mantener la misma aceleración y como F=ma dependerá de la masa luego a mayor masa mayor fuerza se ha de aplicar para mantener la misma aceleración. F/m=a.

18. Hay que darle un toquecito puesto que nosotros no sabemos cuantos clips necesitamos para que la fuerza del rozamiento sea anulada por la fuerza ejercida por el peso de los clips (es decir que lleve un MRU), por lo que al darle el toquecito, sabemos si ha sido anulada o no. En el caso de darle un toquecito al coche y que este no se mueva, quiere decir que todavía hay que añadirle más clips, puesto que la fuerza del rozamiento es mayor que la que ejerce el peso de los clips. Pero justo en el momento en el que la fuerza sea suficiente para anular a la del rozamiento, si no le damos un toquecito, al estar ante la primera ley de newton, en la que la resultante que actúa sobre el cochecito es 0 si no le damos el toquecito, el coche permanecera parado. Pero al darle el toquecito, lo que estamos haciendo es darle al coche una velocidad inicial, por lo que el coche lleva un movimiento rectilíneo uniforme.

Galileo

Galileo Galilei nació en Pisa en el año 1564, fue astrónomo, filosofo matemático y físico, que estuvo relacionado con la revolución científica. Se le atribuyen logros como la mejora del telescopio, la primera ley del movimiento, y su apoyo al copernicanismo. Hoy en día le podemos considerar como el "padre de la astronomía moderna", el "padre de la física moderna” y el "padre de la ciencia".

1. Hemos representado una grafica de velocidad frente a tiempo y podemos observar como se trata de una recta creciente. Se trata de una recta creciente con movimiento parabólico ya que cada vez la velocidad es mayor luego el espacio recorrido cada vez es mayor. Este movimiento es un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado.

un video de la caida libre de Galileo y de su experimento

2. En este apartado vamos a calcular la velocidad media para cada intervalo marcado en el video. Hay un total de 6 intervalos que serían. 0-1, 1-2, 2-3, 3-4, 4-5, 5-6.Vamos a calcular primero el de 0-1:en el 0: la posición: 0m y el tiempo: 0sen el 1: la posición: 0.025m y el tiempo: 0.08sLa velocidad media se define como incremento de "y" partido incremento de t: (0.025-0)/(0.08-0)=Vm; Vm=0.31m/sAhora calcularemos el de 1-2:en el 1: la posición: 0.025m y el tiempo: 0.08sen el 2: la posición: 0.12m y el tiempo: 0.16sVm= (0.16-0.025)/(0.16-0.08); Vm= 0.135/0.08; Vm= 1.68m/s Creo q sta mal seria 0.12-0.025 y no 0.16(dani)Ahora calcularemos la de 2-3:en el 2: la posicion: 0.12m y el tiempo: 0.16sen el 3. la posición: 0.27m y el tiempoido producir al tomar los datos.: 0.24sVm= (0.27-0.12)/(0.24-0.16); Vm= 0.15/0.08; Vm= 1.87m/sAhora calcularemos la de 3-4:en el 3: la posición: 0.27m y el tiempo: 0.24sen el 4: la posición. 0.49m y el tiempo: 0.32sVm= (0.49-0.27)/(0.32-0.24); Vm= 0.22/0.08; Vm= 2,75m/sAhora calcularemos la de 4-5en el 4: la posición; 0.49m y el tiempo: 0.32sen el 5: la posición: 0.78m y el tiempo 0.4sVm= (0.78-0.49)/(0.4-0.32); Vm= 0.29/0.08; Vm= 3.625m/sFinalmente calcularemos la de 5-6:en el 5: la posicion: 0.78m y el tiempo: 0.4sen el 6: la posición: 1.13m y el tiempo: 0.048sVm= (1.13-0.78)/ (0.048-0.4)= 0.35/0.08; Vm= 4.37m/s3.

3.Podemos observar que se trata de un gráfico en el cual está representado el espacio frente al tiempo y la gráfica se ve como describe una parábola. Esto nos indica que estamos ante un MRUA. Podemos observar que al principio el espacio recorrido es muy corto y a medida que la fuerza de la gravedad actúa sobre el cuerpo, va aumentando su velocidad progresivamente por lo que el espacio que recorre en cada intervalo de tiempo es mayor. Esta gráfica sería la que nos saldría en el caso de que hubieramos hecho una gráfica con los datos del ejercicio 2(no con las velocidades de este ejercicio). Si dividimos el incremento del espacio entre el incremento del tiempo, el resultado de la división nos va a salir la velocidad que es lo que analíticamente se hace en el ejericio 2.Como ya se ha dicho la bola en su caída describe un movimiento rectilíneo pues estamos en un MRUA y en la gráfica vemos que nos sale una parábola por lo que ya dije que como la aceleración va aumentando cada vez mas la velocidad por lo que por cada intervalo de tiempo cada vez el espacio va aumentando y esto es lo que hace que nos salga con este grafico parabólico. Es uniformemente acelerado pues la unica aceleración que actua es la de la gravedad y, luego lo calcularemos, se puede observar como más o menos es el dato que nos sale, el de 9.8. Esto esta de acuerdo con nuestras expectativas porque nosotros ya sabíamos que al ser un MRUA la gráfica espacio-tiempo tenía que salir de esta forma y la de la velocidad también. Hemos comprobado como es un MRUA y gracias a los datos que han sido tomados pues hemos comprobado que así es como es y también hemos visto como más o menos la aceleración es siempre 9.8 que es la de la gravedad.

4. El valor que hemos obtenido es igual al que conocemos: -9.8 m/s2.
La ecuación que hemos utilizado para sacar este cálculo es la ecuación del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado: y = y0 + v(t0 - t) -1/2 ·g· (t0 - t)2
1.13 = 0 + 0 -1/2 ·g· 0.48(al cuadrado)
y al despejar g de esta ecuación obtenemos que:
g = -9.82 m/s2
Otra manera de calcularlo sería utilizando la gráfica al dividir incrementos. Bajo la fórmula a=(V-V0)/(t-to) podemos obtener la aceleración. Digamos que la primera medida ha sido para que salga como debería salir teoricamente pero esta nos va a salir experimentalmente por lo que el resultado va a variar al haber influencias del rozamiento, inexactitud en la toma del tiempo... Restaremos 4.37-3.62 y lo dividiremos por 0.08(ya sabemos que en el gráfico está separado por 0.1 pero lo tuvimos que poner así porque sino la gráfica no salía pero realmente los tiempos se toman cada 0.08s). Al dividir ambos incrementos nos sale 9.375m/s2. Es el valor más exacto que hemos obtenido y hay que tener en cuenta que es bastante preciso para el conjunto de imprecisiones que hay debido a lo ya dicho.


5. No exite discrepancia significativa entre el resultado que hemos obtenido con el resultado teórico que conocemos, -9.8 m/s2. Esto quiere decir, que los datos que se han tomado son muy exactos por lo que no dan posibilidad a error.
También, en caso de que el movimiento hubiese sido de mayor altura, podríamos haber tenido un porcentaje mayor de error, puesto que tendríamos que haber tenido más en cuenta el rozamiento de la bola con el aire. La otra posibilidad de que el resultado no nos hubiese salido correctamente podría ser un error en la toma de datos o en el cálculo, por lo que hay que tener mucho cuidado al tomar los datos y realizar los cálculos para no confundirnos.

6.Si sobre un sistema solamente actúan fuerzas gravitatorias y elásticas la energía mecánica del sistema permanece constante.
M g h1 + ½ m va2= m g h2 + ½ m vb2:
vb2= va2 + g( h1-h2)
VB= Raíz cuadrada de: 1.13 x 2 x 9.8 x (1.13-0.025)= 4.94
Ahora calcularemos la velocidad mediante las ecuaciones de caída libre:
V=gt
V=9.8 x 0.48= 4.70

Práctica 8: Laboratorio Virtual De Dinámica

En esta práctica realizamos los ejercicios virtualmente en la siguiente página Web. En esta página podíamos cambiar la velocidad, la posición, la fuerza y por ultimo la masa.
Ha sido la primera vez que hemos utilizado este método. Tiene una serie de ventajas como que la exactitud de la práctica va a ser perfecta y la podemos realizar tantas veces como queramos. Las desventajas son que la práctica se hace ficticia debido a que tú no la estas realizando.
Con esta práctica pretendíamos conocer más profundamente las dos primeras leyes de Newton.

Primera ley de Newton. Principio de inercia
La conclusión que extraigo sobre estos resultados es que mientras que las dos fuerzas se anulen la velocidad seguirá siendo constante.
Conseguiré que el cuerpo se mueva con velocidad constante de 30m/s y de 40m/s ejerciendo una fuerza de 5N en sentido opuesto.

Segunda ley de Newton. Principio fundamental de la Dinámica.
a) La primera conclusión que extraigo es que la masa influye. F=ma de ahí podemos despejar la aceleración y nos quedaría a=F/m
a=10/1=10
a=10/2=5
a=10/4=2.5
Con lo cual si aumentamos la masa la aceleración es menor, por lo tanto el espacio recorrido también lo será y la velocidad no aumenta tan rápido.

b) Aquí aparecen dos fenómenos distintos: si la fuerza y la aceleración tienen el mismo sentido pero la velocidad no el móvil irá en un sentido y después en otro sentido, mientras que si la velocidad tiene el mismo sentido que la fuerza y la aceleración el móvil irá únicamente en un solo sentido.

Cuestiones

1.Debido a la primera ley de Newton (inercia) la velocidad seguirá siendo constante debido a que el cuerpo seguirá haciendo lo que estaba haciendo en un principio. La velocidad dependerá de la velocidad que tenía en un principio.
2.Se movería con MRUA. No hay una única repuesta a esta pregunta debido a que depende de lo que el móvil estuviese haciendo en un principio.
3.Si, pero la resultante de las fuerzas tiene que ser igual a la fuerza de la pregunta 2. imaginemos que la fuerza aplicada en la pregunta anterior era de 5N. podemos combinar una fuerza de 15N hacia la derecha y 10N hacia la izquierda, por lo tanto la resultante seria 5N hacia la derecha y se movería igual que el móvil de la pregunta 2.
4.Esto significaría que el cuerpo se mueve con MRUA, lo que pasa es que la aceleración sería negativa. Cuando la aceleración es negativa puede ocurrir que si el coche se estaba moviendo con velocidad positiva comience a frenarse y después iría marcha atrás. Si el coche estaba en reposo comenzaría a moverse hacia atrás. Si el coche tenía velocidad negativa iría más rápido.
5.En la ecuación F=ma deducimos que m= F/a. esto significa que la masa es inversamente proporcional a la aceleración. Por lo tanto si quieres que la aceleración sea constante y hay una mayor masa hay que hacer una mayor fuerza. Esto no pasa en la vida cotidiana. Para empujar una mesa hay que hacer mayor fuerza que para empujar un libro.
6.Esto significa que el objeto esta situado por detrás de nuestro sistema de referencia. Esto ocurre por varios motivos: debido a que su posición inicial era esa o bien porque una fuerza negativa este actuando sobre él.
7.Todas las actividades que he realizado en el laboratorio virtual muestran como la resultante y aceleración tienen el mismo signo. Esto se debe a que la aceleración y la resultante tienen el mismo sentido y dirección.
8.No, debido a que un coche se este moviendo con velocidad positiva y aceleración negativa lo que hará que el coche comience a frenarse.
9.No existe una única solución para este problema sino que existen tantas soluciones como combinaciones posibles de masa, aceleración, fuerza, posición inicial y velocidad inicial. Por ejemplo si ponemos:
m= 1Kg
v0=6m/s
s0=350m
F.derecha=9N
F.izquierda=10N
Si ponemos estos datos el ejercicio sale.

laboratorio virtual de juan

LABORATORIO VIRTUAL DINAMICA

Introducción:

En esta práctica vamos a realizar una serie de experiencias hechas en la siguiente pagina web en las que experimentaremos sobre las dos primeras leyes de Newton. Es un sitio donde puedes cambiar la velocidad inicial la fuerza hacia la derecha... y obtener resultados y conclusiones que nos ayuden a entenderlas.

Principio de la inercia:

La conclusion estraída es que mientras las fuerzas se anulen el objeto va a continuar haciendo lo que estaba haciendo originalmente. Si se está moviendo a 30m/s pues continuará haciendolo. Esto nos conduce a un MRU tal y como vemos al observar el espacion recorrido.
Si sobre un cuerpo actua una fuerza de 5N pues tendremos que aplicar la misma fuerza en sentido opuesto para así conseguir que se anulen las fuerzas y así no influya en la velocidad y esta se quede a 30m/s o a 40m/s. Si la masa es de 1kg y la fuerza de 5N pues esto nos da una aceleración de 5m/s2 así que deducimos que tardará poco mas de 2s en alcanzar los 40m/s.

Principio fundamental de la dinámica.

a. efecto de la masa:
La conclusion que extraigo es que la masa influye y que es proporcional a la fuerza F=ma ya que si a misma fuerza aumentamos la masa, ésta al ser inversamente proporcional a la aceleración F/m=a, pues si aumentamos la masa pues la aceleración decrece luego la el espacio recorrido es menor y la velocidad aumenta mas lentamente.

b. F y a tienen misma dirección y sentido:

Aquí podemos observar que si la fuerza va en el mismo sentido que la velocidad lo va a acelerar mientras que si van en sentido opuesto pues primero lo parará y luego lo acelerará en el sentido hacia donde vaya la fuerza siempre por supuesto con una aceleración constante.

Cuestiones.

1. Lógicamente debido a la primera ley de Newton el objeto continuará haciendo lo que originalmente estaba haciendo luego su velocidad estará como esté en ese momento. Su velocidad dependerá de la velocidad que originalmente llevaba.

2. Se mueve con un MRUA y por supuesto no hay única respuesta ya que puede que se esté moviendo hacia la izquierda y esta fuerza lo frene y empiece a moverlo hacia la derecha y la otra opción puede ser que esté parado y directamente se empiece a mover hacia la derecha.

3. Si ya que mientras la resultante sea la misma podemos añadirle 1000 fuerzas mas si queremos mientras, como ya he dicho, la resultante tenga el mismo modulo, la misma dirección y el mismo sentido.

4. Eso no existe ya que una aceleración se define como cambio de la velocidad a lo largo del tiempo luego ya sea positiva o negativa siempre se considera una aceleración. Además será por supuesto un MRUA esté el cuerpo en reposo o no ya que si no se mueve pues se empezará a mover debido a la fuerza y si se está moviendo pues se frenará y empezará a ir a marcha atrás o si ya está marcha atrás pues irá más rápido.

5. Como ya he dicho la masa es inversamente proporcional a la aceleración y directamente proporcional a la fuerza luego a mayor masa mayor fuerza hay que hacer para conseguir la misma aceleración.

6. Quiere decir que el objeto está situado por detrás de nuestro sistema de referencia.

7. No tiene por qué ya que la resultante sea negativa y cuando se empiecen a aplicar las fuerzas el objeto lleve una velocidad con una aceleración positiva al principio. Depende del punto de vista ya que los que está claro es que una vez actuen las fuerzas la aceleración va a tener el mismo signo ya que ambas estan relacionadas y en la fórmula no hay ningún signo negativo que pueda alterar el resutlado.

8. No ya que un objeto puede estar moviendose con velocidad positiva y que la aceleración sea negativa porque empiece a frenar. Lógicamente hasta que el coche no empiece la marcha atrás no van a coincidir pero tiene que haber un momento en que coincidan.

9. (esta pregunta no la he entendido muy bien) Yo creo que no ya que perfectamente puedes darle una fuerza hacia la izquierda o tambien puedes coger y darle una hacia la derecha y otra mayor hacia la izquierda. Tambien puedes darle una velocidad negativa y sin aplicarle ninguna fuerza puedes conseguir que lo pase. Probablemente haya mas opciones.

Erátostenes: El Radio De La Tierra

Eratóstenes, El Radio De La Tierra

Hace varias semanas, concretamente el 26 de marzo de 2009 los alumnos del colegio base medimos el radio de la tierra de la misma forma que lo hizo Eratóstenes hace 2.200 años,que como ya sabemos era un matemático, astrónomo y geógrafo griego
En este caso, en lugar de tomar medidas en Alejandría y Asuán como hizo Eratóstenes, se combinarán los datos que aportarán los más de 800 centros de enseñanza inscritos en la actividad iniciada por Pere Closas.

Antes de hacer esta actividad tuvimos que aprender una serie de conceptos que se explicaran posteriormente que nos ayudarían a entender mejor esta práctica. Además vimos algunos videos de cómo hizo esta experiencia Eratóstenes, como lo debíamos hacer en la actividad y los materiales necesarios para realizarla.
En primer lugar nos reunimos todos en el recreo y empezamos a planificar la actividad con los materiales necesarios que fueron:

Gnomon

Rotulador

Papel

Reloj

Al hacer el experimento nos tuvimos que poner en los sitios donde a lo largo del día no diera la sombra para que el experimento saliese bien. Ademas tuvimos que poner el papel kraft en dirección Este-Oeste. Otra cosa importante era que el papel estuviese horizontal al suelo. El experimento lo realizamos desde las 11:30 hasta las 14:00 que era la hora recomendada para hacer este experimento. Durante la práctica determinamos un periodo de tiempo de 10 minutos y cuando pasaba ese tiempo marcábamos el punto donde se encontraba la sombra del gnomon en ese momento. Así estuvimos 2 horas hasta que la practica finalizo. Con esto obtuvimos la distancia menor que generaba la sombra. Este dato fue enviado junto con la hora a la que se obtuvo y con eso se ha hallado la medida del radio.

Cálculos para hallar el radio de la Tierra.

· Colegio Base:

- distancia paralelo 40: 56'5km

- ángulo altura sol: 51'1º

· Alhucemas (Marruecos):

- distancia paralelo 40: -533 km

- angulo altura sol: 55'3º

a) 533 - 56'5 = 476.5km

b) a = a2-a1

a = 55'3 - 51'1

a = 4'2º

c) 360/4'2= 85'7

d) 85'7 x 476'5 = 40842.9

e) 40842.9/2 x 3.14 = 6500.3 km

Lo que hemos hecho aquí es lo siguiente. Tomamos como referencia la distancia al paralelo 40 y lo primero que haremos es hayar la distancia entre ambas ciudades con referencia a este paralelo igual que hizo Eratóstenes. Una vez tenemos la distancia mediante una deducción que es que el angulo que corresponde a esta distancia es igual a a=a2-a1. Esta deducción ya ha sido explicada y yo aconsejo que se meta en http://http//cbasefisqui4eso.wikispaces.com/Actividades y ahí se mete en actividades y le da a medida del radio de la Tierra y ahí encontrara una fastosa explicación de donde viene esta fórmula. Después de hacer esto vemos que la distancia del radio interior es de 4.2º. Como sabemos que una circunferencia tiene 360 grados pues estos los dividimos entre 4.2 y obtenemos que hay 85,7 fracciones de 475.5km. Multiplicamos estos dos ultimos numeros y nos saldrá un número que es la distancia de la Tierra de la circunferencia por lo que al dividirlo por 2pi obtendremos el radio. 2pir=nº luego r=nº/2pi y esto nos sale6500.3 km que según lo que hemos mirado en internet es más o menos la distancia del radio de la Tierra.

Con esto explicamos como podemos hayar el radio de la Tierra de manera muy eficaz lo unico a tener en cuenta es que ambos sistemas deben estar en el mismo meridiano más o menos para que las horas coincidan y que estas sean las mismas. Si se quiere hacer puede meterse aquí.

practica de leyes de newton

CUESTIONES:


1. Las leyes de Newton se centraban en los principios del movimiento de los cuerpos:

· La primera ley de Newton o más conocida como el principio de la inercia: El principio de la inercia estaba basado en los decubrimientos llevados a cabo por Galileo. Esta teoria dice que todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser en tanto que sea obligao por fuerzas impresas a cambiar su estado, es decir, que esta teoria de Newton dice que si un cuerpo está en reposo, continuará estando en el mismo estado hasta que actúe una fuerza sobre dicho cuerpo que provoque su movimiento. Por el otro lado, un cuerpo que está en movimiento continuará en movimiento (solamente con el movimiento rectilíneo uniforme) hasta que no haya una fuerza que actúe sobre él y le oblige a detenerse. Un ejemplo claro es el del espacio, que al no haber gravedad, los objetos continuan movientose hasta que son alcanzados por la fuerza de la gravedad de algún planetas y son atraídos hacia él, pero hasta que esto no ocurra, el cuerpo continuará moviendose para la eternidad.

· La segunda ley de Newton o principio fundamental: Esta ley dice que toda fuerza aplicada sobre un cuerpo, y que no esté equilibrada, produce una aceleración que es proporcional a dicha fuerza. La constante de proporcionalidad es la masa inerte del cuerpo. Lo que quiere decir esta ley, es que si un objeto que sufre una fuerza, y esa fuerza no esta equlibrada pro otra, el objeto se acelerará proporcionalmente a la fuerza aplicada, es decir, contra mayor fuerza se le aplique al objeto más se acelerará. Por el contrario, si la fuerza está contrarrestada, como cuando un objeto se posa sobre una mesa por ejemplo, la aceleración ejercida sobre el objeto provocada por la gravedad, está siendo contrarrestada por una fuerza normal, por lo que el objeto no sufre ningún tipo de movimiento.

· La tercera ley de Newton o la ley de la acción-reacción: Esta ley dice que cuando un cuerpo ejerce una fuerza (acción) sobre otro, este ejerce otra fuerza (reacción) igual y de sentido contrario sobre el primero. Ambas fuerzas son simultáneas y se aplican sobre cuerpos diferentes. Esta ley la podemos ejemplificar con un coche, la fuerza de acción sería la provocada por el motor que es una fuerza que tendría la dirección y sentido paralelos al eje de abscisas positivo, mientras que la fuerza de reacción, está ejercida sobre las ruedas (otro cuerpo, puesto que si no, el cohe no se movería) en dirección contraria a la fuerza ejercida por el motor. Estas dos fuerzas aplicadas simultáneamente, son las que provocan que el coche se mueva, ya que si lo colocásemos en el espacio, por mucho que acelerásemos el coche, éste nunca se movería puesto que no habrá una fuerza ejercida por las ruedas, sino que éstas se moverían, pero el coche no se desplazaría.


Este video nos ayudará a entender mejor las tres leyes de Newton.

2. La primera ley de Newton se aplica en la primera fase del movimiento, en la que el coche parte del reposo y pasa a estar en movimiento gracias a la fuerza ejercida por el globo, por lo que entraria tambien en esta fase del movimiento, la tercera ley siendo la acción, la fuerza ejercida por el globo, y la fuerza de reacción la fuerza ejercida por las ruedas sobre el suelo.
La segunda teoria de Newton entra en juego en la segunda fase del movimiento, cuando el cohe está acelerando, ya que es mayor la fuerza producida por el globo no está contrarrestada por otra, por lo que el coche se acelera.
Por último, en la tercera fase dell movimiento, actúa la ley de la inercia, en la que el coche pasa de estar en movimiento a estar en reposo.


3. No esta bien nombrada ya que si fuera una fase inercial el coche nunca se detendría ya que el principio de la inercia dice que todo tiende a hacer lo que originalmente está haciendo . Un método sería llevarnoslo al espacio y otro más factible sería meterlo en una campana aislada y así por lo menos evitaríamos el rozamiento con el aire aunque lo seguiría habiendo con el suelo.
El rozamiento es una fuerza contraria al movimiento del movil y que lo que hace es frenar al movil e impedir que se cumpla el principio de la inercia ya que cuando el móvil tiene una fuerza que lo empuje la resultante es cero pero si la fuerza que lo empuja ya no hay pues como el rozamiento sigue actuando pues la resultante no es cero y por tanto acaba frenando al coche. Dependerá de la superficie el hecho de que el coche se frene antes o después. No es lo mismo soltarlo en arena que en el hielo.

4.Ocurre que el coche pesa más y por tanto es más costoso acelerarlo. Lógicamente se acelerará más el coche menos pesado ya que con la misma potencia aplicada uno al pesar menos será capaz de oponer menos resistencia y será más fácil moverlo.

5.En primer lugar tendremos que saber lo que significa un motor a reacción. Un motor a reacción es un tipo de motor que descarga un chorro de fluido a gran velocidad para generar un empuje de acuerdo a la tercera ley de Newton.
Se trata de un coche a reacción debido a que el motor de este coche es el globo, que como dice la definición descarga un chorro de fluido (en este caso el aire) a gran velocidad para generar un empuje y que el coche así pueda moverse.
Otros ejemplos de movimiento a reacción son por ejemplo los pulpos o los calamares que descargan un chorro de agua y así poder moverse.

6. Según la tercera ley de newton o ley de acción y reacción expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, éste realiza una fuerza de igual intensidad y dirección pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo. La cuestión está en que este principio de acción y reacción relaciona dos fuerzas que no están aplicadas al mismo cuerpo, produciendo en ellos aceleraciones diferentes.

Práctica MRUA

MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORMEMENTE ACELERADO

Juan Maroñas
Daniel Benatar
Jorge Gonzalez

realizado en el laboratorio el dia 21 de abril de 2009

Resumen

En este trabajo pretendíamos analizar y estudiar el MRUA (movimiento rectilíneo uniformemente acelerado) basándonos en el movimiento de descenso de una “tirolina”. A su vez vamos a estudiar el movimiento de descenso de una “tirolina” y comprobar si es un movimiento uniformemente acelerado mediante la realización de la gráfica velocidad tiempo. El experimento fue sencillo solo tuvimos que dejar caer una tuerca por un hilo de nailon tenso e inclinado, enganchado a un soporte; Además tuvimos que cronometrar el paso de la tuerca en diferentes puntos del hilo de nailon. Para observar si la masa influía tuvimos que hacer el experimento con una tuerca grande y otra pequeña.

Introducción

Este trabajo lo realizamos los alumnos de 4º de ESO el pasado martes 21 en el laboratorio de física y química del colegio base. Continuamos viendo la cinemática que es la rama de la física dedicada al estudio del movimiento de los cuerpos en el espacio, sin tener en cuenta las causas que lo producen.Sabemos que actúa la gravedad, que es la aceleración que se da en la tierra como una atracción y que esto no influiría en los resultados obtenidos. También influiría el rozamiento con el aire, la imprecisión al medir los tiempos, la posición inicial con las que lanzamos las tuercas, la tensión de la cuerda de nailon…


Trabajo experimental:

Instrumentos: Los materiales que se necesitan para poder llevar a cabo esta práctica son:

· Un sopote para poder sujetar el hilo de nailon de forma que nos quede semejando a una tirolina en miniatura.
· Hilo de nailon entre un metro y medio y dos metros.

· Dos tuercas de diferentes ta para poder comprobar los resultados.

· Un rotulador permanente para hacer unas marcas en el hilo de nailon.

· Grasa para que las tuercas deslicen mejor por el hilo de nailon y por tanto oponga menos resistencia.
· Un cronómetro.
· Un flexómetro.

Prodecimiento:
a) Observación y realización de un modelo: Lo que vamos a hacer con este experimento es estudiar el movimiento que se produce en una tirolina para lo que utilizaremos una tirolina en miniatura formada por hilo de nailon y por la que descenderan dos tuercas.

b) Formulación de hipótesis: Comprobaremos que se trata de un MRUA (movimiento rectilíneo uniformemente acelerado) y para comprobarlo realizaremos una gráfica de la velocidad frente al tiempo medio obtenido.

c) Diseño del experimento: Lo primero que hay que hacer es sujetar el hilo de nailon al soporte, y por el otro extremo sujetarlo a una zona más baja (en el experimento lo atamos a la pata de una silla). Recordar que hay que tensarlo para que las tuercas deslicen correctamente. Cuando tengamos las tuercas engrasadas para que deslicen mejor por el hilo, haremos marcas con el rotulador cada 20 centímetros a lo largo del hilo,será en estas marcas en las que tomemos las diferentes medidas. Haremos también una marca desde la que soltaremos las tuercas para que su posición inicial no varie.

d) Experimentación y toma de datos: Comenzaremos a realizar el experimento con una de las tuercas. A la voz de tres de la persona que controla el cronómetro, una segunda persona soltara la tuerca desde la marca que se ha realizado como punto de partida y se parará el cronómetro cuando la tuerca llega a cada una de las marcas. Tomareros entre tres y cinco tiempos en cada una de las marcas y haremos lo mismo con la otra tuerca.
Mientras se hace el experimento habrá que ir tomando los datos recogidos en una tabla y cuando ya se tengan todos, calcularemos el tiempo medio para que los errores obtenidos sean más pequeños.

e) Análisis de los resultados: Cuando tengamos todos los resultados y tiempos medios, realizaremos una gráfica en la que representaremos la velocidad frente al tiempo teniendo en cuenta que habrá algunos errores en el tiempo puesto que no es un método muy exacto el que hemos utilizado. A partir de esta gráfica calcularemos la aceleración media que han sufrido las tuercas a lo largo de su descenso por la tirolina.

Resultados obtenidos

Para realizar la práctica como ya hemos dicho utilizamos dos tamaños de tuercas distintos para así poder ver las distintas influencias que puedan tener distintos factores, como el rozamiento, en el tiempo y la velocidad que tengan. Para ello hemos realizados dos tablas en las que podemos ver los distintos tiempos tomados.

Esta tabla representa los distintos tiempos tomados con la tuerca pequeña. Fuimos tomando medidas del tiempo cada vez que pasaba por una de nuestras medidas. Tomamos un total de 5 tiempos para luego hallar un tiempo medio y así que el error que tengamos con el tiempo se reduce mucho. Con este tiempo medio hallaremos la velocidad y así podremos compararla a medida que pase el espacio y con la tuerca grande y así poder obtener conclusiones. Hicimos 8 marcas distintas sobre el hilo cada una de ellas cada 20 cm siendo un total de 160 cm recorridos. Con estos resultados hemos visto como la velocidad aumenta mas o menos en funcion de una aceleración que parece constante. Como podemos observar a los 20 cm tiene un tiempo medio de 0.38s y por tanto su velocidad es de 0.52m/s. A los 40 cm observamos que el tiempo es de 0.54s y por tanto su velocidad es de 0.74m/s. La aceleración se puede hallar muy facilemente: a=Vf-V0/Tf-T0--> 0.52-0/0.38-0=1.36m/s2. Si ahora realizamos lo mismo con el siguiente tiempo observaremos lo siguiente: a=0.74-0/0.54-0= 1.37m/s2. Observamos que la aceleración no es exactamente igual pero que es muy parecida. Esto se debe a los errores que logicamente se tienen. Hubo en algunas medidas que no nos salieron bien los calculos por lo que probablemente la aceleracion salga distinta pero en la mayoria veremos que ronda esta aceleracion.

Esta tabla representa los tiempos tomados pero esta vez en la tuerca grande. Lo primero que nos damos cuenta es que el tiempo empleado es mayor por lo que la velocidad es menor. La aceleración será comprobada luego. Es curioso observar como el tiempo es distinto. Esto será contado luego en las conclusiones. Al igual que con la tuerca pequeña tomamos las mismas medidas en cuanto al espacio pues usamos el mismo hilo. Los tiempo fueron también 5 de los cuales hicimos las medias con el mismo objetivo que antes. Con estas marcas intentaremos ver que aceleración hay y si es constante demostrandonos que se trata de un movimiento MRUA aunque si lo fue con la pequeña, con esta también. Vemos que a los 120cm lleva un tiempo de 0.97s lo que da una velocidad de 1.23m/s. A los 100cm lleva un tiempo de 0.89s por lo tanto lleva una velocidad de 1.12m/s. Si calculamos las aceleraciones vemos que una nos sale 1.26m/s2 y la otra nos sale 1.25m/s2. Al principio las medidas no nos salieron bien por eso lo hemos hecho con 100cm y 120cm. Como podemos observar la aceleración es menor que en la tuerca pequeña. Si se quiere se puede comprobar con el resto. Como se ve en las graficas. graficas

CUESTIONES:

1. Porque sabemos que es un movimiento uniformemente acelerado lo que nos indica que se mueve por una linea recta y que tiene aceleración constante que es lo que hace que su representaciongráfica sea una recta. Como la velocidad varía proporcionalmente pues esto hace que en el mismo intervalo de tiempo aumente la misma velocidad lo que hace que nos salga una recta.

2. Hay un factor claro que es la gravedad. Si repetimos la experiencia con cualquier otra tuerca veremos que tendran la misma aceleración, esto por supuesto, en un espacio vacío sin presión atmosférica y sin ninguna otra fuerza que no sea la( gravedad. A simple vista y mirando nuestra gráfica y nuestra tabla se puede entender que la masa va a influir pero sabemos que la fórmula de la aceleración (ninguna de las 3) relaciona la masa además si vemos en nuestro experimento influyen otras fuerzas como el rozamiento que es lo que hace que la aceleración varíe. Si nos fijamos en la tabla la tuerca grande tarda mas tiempo y es debido a que como influye el rozamiento más que en la pequeña, al ser más grande, pues esto hace que se frene y que tarde más. Esto es lo que hace que se frene.

3. Si utilizamos otras inclinaciones para el hilo la aceleración cambiará. Si lo inclinamos más pues la aceleración será mayor y si lo inclinamos menos pues la aceleración será menor. Por supuesto seguirá siendo un MRUA pues en ningún momento nos especificaron una inclinación y además porque el hilo de nailon seguirá siendo recto y la aceleración constante.

4. si el hilo estuviese totalmente vertical obtendriamos el movimiento denominado caida libre, que es una tipo de MRUA donde la aceleracion seria siempre la misma y se denomina gravedad(0,-9.8 m/s²).

5. No seguira siendo un movimiento rectinlíneo uniformemente acelerado si el hilo no está tenso, puesto que la trayectoria no es recta ya que el hilo formaría con el peso de las tuercas una pequeña curvatura, es decir, que el movimiento dejaria de ser rectilíneo y por tanto, uniforme, la velocidad iría variando a lo largo del recorrio debido a la variación del módulo de la velocidad. La aceleración también iría cambiando debido a que le hilo se curvaría luega habría zonas donde habría más pendiente que en otras que es donde habría mayor aceleración.

Conclusiones

Este trabajo nos ha ayudado a entender mejor el concepto de MRUA. En este apartado se hablará de por qué la aceleración de las dos tuercas era distinta cuando realmente debería ser igual. También hablaremos de las tres ecuaciones que hay en el MRUA. Lo primero que diremos es que el MRUA es un movimiento en el cual el cambio de velocidad es siempre el mismo, es decir, tiene una aceleración constante y cuya trayectoria es rectilínea luego solo trabajaremos sobre el eje de ordenadas o el de abcisas.

Otra cosa importante es saber que la aceleración puede ser tanto negativa como positiva y que en el primer caso es cuando ablamos del frenado aunque es un concepto relativo ya que a lo que nos estamos refiriendo es que a que el coche está dejando de ir hacia adelante y que se está aplicando una aceleración en el sentido opuesto. Lo curioso es que no digamos eso cuando el coche va marcha atrás y empieza a acelerar porque lo que está ocurriendo es lo mismo que antes pero en sentido contrario. Esto lo podemos resumir en que si el vector aceleración va en el mismo sentido que el de velocidad pues el coche aumentara la velocidad y viceversa.

Si observamos las tablas observaremos que la de la tuerca grande tiene los tiempos menores. Esto es debido a que tiene un rozamiento mayor con el aire. De todas formas si comparamos las aceleraciones de ambas tuercas veremos que son bastante similares.

Existen tres ecuaciones para el MRUA. La de la propia aceleracion que se obtiene por el cociente V-V0/T-T0. La otra sería la ecuación de la velocidad que se puede definir de forma física Vm=X-X0/T-T0 y de forma matemática como Vm=Vf+V/2. De aquí podemos igualar y obtendremos la ecuación del espacio. X-X0/T-TO= Vf+V/2---> (V0+a(t-t0)+V0))/2=Vm--->
(2V0+a(t-t0))/2= (X-X0)/(t-t0)--->V0+1/2a(t-t0)=(X-X0)/(t-t0)---> X(t)=X0+(V0+1/2a(t-t0))(t-t0)---> X(t)=X0+V0(t-t0)+1/2a(t-t0)^2. Estas serían las tres ecuaciones del MRUA.

Otra cosa es si nos fijamos en que en estas ecuaciones no se incluye en ningun momento la masa luego esto certifica lo que ya dije que la razón de que hubiera variaciones en la aceleración de las tuercas era debido al rozamiento.

Aqui podemos observar como la masa no influye.

Bibliografía:
Toda la información ha sido obtenida de las notas que tomamos durante la práctica y de todo el contenido visto durante la asignatura.