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UNIVERSIDAD MILITAR NUEVA GRANADA
DINÁMICA II
Guías de Prácticas de
Laboratorio
Identificación: (1) GL-PS-F- Número de Páginas: 8 Revisión No.: 0 Fecha Emisión: 16/07/ Laboratorio de: FÍSICA MECÀNICA Titulo de la Práctica de Laboratorio: DINAMICA 2 Elaborado por: Ángel M Chaparro Cárdenas Docente Facultad de Ciencias Revisado por: Manuel Vinchira Docente Facultad de Ciencias Aprobado por: Comitê de Departamento de Física Pagina 1 de 10 El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor
Control de Cambios Razones del Cambio Cambio a la Revisión # Fecha de emisión Guía de práctica de laboratorio inicial
Revisió y Aprobación 1 9/11/
1. FACULTAD O UNIDAD ACADÉMICA: Departamento de Física 2. PROGRAMA: Ingeniería: Multimedia, Civil, Mecatrónica, Industrial y Telecomunicaciones. 3. ASIGNATURA: Laboratorio de Física Mecánica 4. SEMESTRE: Segundo 5. OBJETIVOS: 5.1 OBJETIVO GENERAL Analizar e interpretar mediante análisis dinámico las diferentes opciones de movimiento para un sistema de dos bloques conectados mediante una cuerda ligera, según figura. 2
● Demostrar hábitos de trabajo en equipo involucrando el rigor científico, el aprendizaje y disciplina. ● Buscar, interpretar y utilizar literatura científica. ● Comunicar conceptos y resultados científicos en lenguaje oral y escrito.
7. MARCO TEÓRICO: Conceptos previos. Fuerzas de rozamiento estático y cinético. Coeficiente de rozamiento. Leyes de Newton. Diagramas de fuerzas. El sistema consta de dos masas M y m que se conectan por una cuerda ligera, flexible e inextensible que pasa por una polea fija conforme se muestra en la figura. Existe fricción entre M y la superficie ( μs es el coeficiente de rozamiento estático y μk es el coeficiente de rozamiento cinético). Grafica 2 Los estudiantes, previo al desarrollo de la práctica y mediante la realización de diagramas de fuerzas y aplicando leyes de newton, deben desarrollar teóricamente las siguientes situaciones según gráfica 2. Expresar las respuestas en términos de M, μk, μs y g. a) Si no existiera fricción en ninguna parte del sistema, ¿el sistema se mueve o se mantiene en reposo? ¿Cuál sería el mínimo valor de m o los valores de m que permiten que M se deslice sobre la superficie horizontal? b) Considerando solamente fricción entre M y la superficie y mediante análisis de fuerzas muestre que el valor de m para que M no se deslice sobre la superficie horizontal es: 4
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m ≤ μsM Con mmax.= μsM (1) c) Considerando solamente fricción entre M y la superficie y mediante análisis de fuerzas muestre que el valor de m que garantice que el sistema se mueva con rapidez constante es: m = μkM (2) d) Considerando solamente fricción entre M y la superficie y mediante análisis de fuerzas muestre que si el sistema tiene aceleración, ésta se puede expresar como: (3) NOTA .Se puede mostrar que con la expresión anterior se puede llegar a los resultados de b) y c) y además se puede calcular la aceleración del sistema si no existiera fricción y corroborar la interpretación para m del caso a).
8. MATERIALES, INSTRUMENTOS, SOFTWARE, HARDWARE O EQUIPOS: ● Plano inclinado ● Superficies de diferente material: madera, acrílico, caucho. ● Dinamómetro ● Conjunto de pesas ● Balanza 9. PRECAUCIONES CON LOS MATERIALES, INSTRUMENTOS Y EQUIPOS UTILIZAR: Pagina 5 de 10 El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor
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pesas), cuando M pierda el estado de reposo. Este será el valor de m máximo. Repita este proceso unas tres veces y promedie el valor de mmax expresando su incertidumbre Δm (m= mmax ±Δm ) b) Colocar el sistema nuevamente en la condición inicial. M= 500 gramos y el porta pesas suspendido en el extremo de la cuerda. Agregue en forma sucesiva y cuidadosa pesas hasta que el sistema se mueva con rapidez constante. Referenciar este valor de m. Nota. Para lograr este estado el portapesas debe tener una masa m un poco “menor” que la masa máxima y previo un pequeño golpecito sobre la superficie donde se encuentra M, lograr vencer el estado de reposo de M y que adquiera una rapidez lo más constante posible. ¿ Por qué hay que aplicar ese pequeño golpecito sobre la superficie donde se encuentra M? c) Colocar un valor de masa m sobre el portapesas, que permita que el sistema tenga una aceleración. ¿En que rango de valores debe estar el valor de m?
- Acondicionar sobre al bloque M una superficie diferente y realizar los mismos procesos a, b y c del caso 1. (Seleccione M = 500 gramos) Analisis Cuantitativo ● Para que rango de valores de m, el sistema se mantiene en reposo ● Para qué valor de m o rango de valores de m, el sistema se mueve con rapidez constante ● Para que rango de valores de m, el sistema tiene una aceleración ● ¿El rango de valores de m es el mismo para las situaciones 1 y 2? Pagina 7 de 10 El uso no autorizado de su contenido así como reproducción total o parcial por cualquier persona o entidad, estará en contra de los derechos de autor
● Según los datos experimentales de M y m , calcular el coeficiente de rozamiento estático máxima y coeficiente cinético ● Con los datos anteriores halle el valor la fuerza de rozamiento estática máxima y la fuerza de rozamiento cinética entre las superficies en contacto tanto en el proceso 1 como 2. Compare estos resultados. ¿Es lo esperado?
12. RESULTADOS ESPERADOS: Según los resultados ● En el experimento, podemos decir que los coeficientes de fricción tienen dependencia con: la relación de masas, el tipo de superficies u otra característica. Explique ● ¿Por qué el valor de la fuerza de ficción estática máxima es mayor que la fuerza de rozamiento cinética? ● Para el valor seleccionado en 1.c y 2.c calcule el valor de la aceleración sin fricción y con fricción entre las superficies. ● ¿Este sistema podría dar un valor igual o mayor a g? Explique. ● ¿Qué conclusiones puede deducir con respecto al movimiento del sistema? 13. CRITERO DE EVALUACIÓN A LA PRESENTE PRÁCTICA Cada práctica se evaluará de la siguiente forma: 20% Presentación escrita del marco teórico de la práctica a desarrollar que incluye: portada, objetivos, desarrollo del marco teórico, procedimiento, bibliografía y webgrafía; y/o quiz. 80% Presentación escrita del informe de la práctica totalmente desarrollada, con adecuada ortografía y redacción que incluye: toma de datos, representación gráfica de los datos (tablas, graficas), análisis e interpretación de los datos y conclusiones. 8
análisis de resultados. de resultados. sin tener en cuenta los resultados obtenidos. 4 Fuentes de información Las fuentes de información son variadas y confiables. Abstrae la información relevante para el desarrollo del tema. Cita las fuentes consultadas. Las fuentes de información son variadas y confiables, pero algunos datos no son relevantes para el desarrollo del tema. Citan algunas fuentes consultadas. Las fuentes de información son limitadas o poco confiables. No toda la información es relevante para el desarrollo del marco teórico., No cita las fuentes consultadas. Las fuentes de información son escasas y poco confiables para el desarrollo del tema o tiene poca relación. No citan las fuentes. Nota: Cada práctica se evaluará en la escala de calificación de cero a cinco y la no asistencia del estudiante a la práctica implicará una nota de cero. La nota del corte del laboratorio corresponde al promedio de las notas de las prácticas que incluye la nota de la evaluación final en cada corte.
14. BIBLIOGRAFIA: Serway, Raymond A., Jewet, John W. Jr., Física para ciencias e ingeniería, 6a. edición. Volumen I. 10
