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Resumen. En este informa se detalla un experimento realizado en el laboratorio de física, el cual nos va a ayudar a comprender las leyes mecánicas del movimiento uniformemente acelerado. En este laboratorio vamos a estudiar la máquina de Atwood, La máquina de Atwood fue inventada en 1784 por George Atwood. Este mecanismo está formado por una polea fija, una cuerda inextensible de masa tan pequeña que pueda despreciarse, y dos cuerpos de masa M1 y M2. El hilo se pasa por la polea y en cada uno de sus extremos se cuelgan los cuerpos sobre las cuales actuara solamente la acción de la aceleración de la gravedad y la tensión en los hilos.

1. Introducción La física es una ciencia fundamental, donde la teoría pasa a consolidarse como ley cuando pasa la fase experimental. La experimentación se basa se utiliza para comprobar ciertas hipótesis. Una vez formulada la teoría, el investigador debe comprobar si es real, si es verdadera, para ello se deben poner en práctica numerosos experimentos cambiando las variables que participan en el proceso y así poder verificar si se cumple. La máquina de Atwood es una máquina inventada en 1784 por George Atwood como un experimento de laboratorio para verificar las leyes mecánicas del movimiento uniformemente acelerado. La máquina de Atwood consiste en dos masas, m1 y m2 conectadas por una cuerda de masa despreciable que pasa por una polea de masa despreciable como se muestra en la figura 1.

Figura 1. Máquina de Atwood con una polea.

2. Objetivos • Determinar la aceleración del sistema.

•

Compara la aceleración experimental con la teórica

•

Por regresión lineal obtener los valores

3. Materiales • Dos pesos o masas • Cuerda o hilo • Máquina de Atwood con una y

•

•

Cuando M1=M2, la maquina esta en equilibrio neutral sin importar la posición de los pesos. Cuando M1>M2, ambos masas experimentan una aceleración uniforme.

Usando la segunda Ley de Newton del movimiento se puede obtener una ecuación para la aceleración del sistema de Atwood .

dos poleas

• • •

Cronometro Regla de madera Cuaderno para apuntes

4. Teoría La máquina de Atwood es una máquina inventada en 1784 por George Atwood como un experimento de laboratorio para verificar las leyes mecánicas del movimiento uniformemente acelerado. La máquina de Atwood es una demostración común en las aulas usada para ilustrar los principios de la Física, específicamente en Mecánica.

La máquina de Atwood consiste en dos masas, M1 y M2 conectadas por una cuerda inelástica de masa despreciable con una polea ideal de masa despreciable.

Esta será la aceleración teórica que luego compararemos con la experimental para definir si nuestro experimento fue exitoso.

5. Procedimiento Experimental

Se dispone de dos poleas con masa despreciable , que está anclada a una viga de la pared, también contamos con hilo y dos masas de pesos distintos,

N

Y(CM)

T(S)

1

5

0.43

2

10

0.51

3

15

0.62

4

20

0.74

5

25

0.82

6

30

0.93

7

35

1.05

8

40

1.12

9

45

1.24

10

50

1.29

mediante una regla podemos medir la distancia que recorre una masa al partir del reposo, a su misma vez el cronometro medirá el tiempo que tarda en recorrer dicha distancia. Todo se puede apreciar en la figura 2. Figura 2.

El procedimiento que se va a seguir es el siguiente: primero obtendremos el peso de ambas masas con una balanza digital, luego vamos a pasar hilo por ambas masas para así luego proceder a colocar ambos pesos en la polea fija que está anclada a la viga de la pared. Pondremos el sistema en equilibrio y nos daremos un punto de referencia para así medir el tiempo que tarda en recorrer una distancia determinada, para eso usaremos la regla y el cronometro. Vamos a tomar diez datos, entre ellos están distancia (cm) y tiempo (s). Luego vamos a calcular la aceleración por dinámica y también por regresión lineal, para terminar comparando la aceleración teórica y la aceleración experimental.

Distancia vs Tiempo 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

6. Resultados En la parte de los resultados vamos a mostrar los diez datos que tomamos antes y también los nuevos datos que necesitaremos usando logaritmos para hallar la regresión lineal. A continuación se muestra una tabla con los valores. Tabla 1 Tabla 1 Ahora vamos a mostrar la gráfica de Distancia vs Tiempo. Grafico 1

Grafico 1

A continuación mostraremos las tablas con los valores nuevos aplicando logaritmos para realizar la regresión lineal. Tabla 2

N

Ln(Y)

Ln(T)

1

-2.995

-0.843

2

-2.302

-0.673

3

-1.897

-0.478

4

-1.609

-0.301

5

-1.386

-0.198

6

-1.203

-0.072

7

-1.049

0.048

8

-0.916

0.113

9

-0.798

0.215

10

-0.693

0.254

Tabla 2

Regresión Lineal de los datos ya recogidos. Grafico 2

Observando otros resultados pudimos apreciar que la aceleración teórica y la aceleración experimental son diferentes. En cuanto a los demás valores pudimos hallar resultados cercanos y se podría decir que hasta cierto punto el experimento se desarrolló bien, existen otros factores que detallaremos a continuación que podían haber influenciado en el pleno desarrollo del trabajo.

7. Conclusiones Llegado a este punto y tras haber seguido los pasos del método experimental, podemos concluir que el experimento resulto fallido ya que no se cumplieron satisfactoriamente los objetivos planteados, esto se puede deber a diferentes errores que ocurren cuando se realiza una práctica así, por lo

tanto para concluir daremos algunas recomendaciones para que en otra instancia el experimento se pueda realizar de una manera exitosa.

8. Recomendaciones Verificar que la máquina de Atwood esté bien preparada para evitar errores al momento de la práctica. Tener cuidado con el manejo de las diferentes piezas que componen la máquina para no estropearlas. Sincronizar los cronómetros exactamente para medir el tiempo evitando lo más posible el margen de error.

Medir las distancias con exactitud para evitar errores al momento de la obtención de datos.

Usar las fórmulas matemáticas cuidadosamente para obtener los resultados exactos.

9. Bibliografía Carultch. (31 de Mayo de 2008). Diagrama de cuerpo libre: Wikipedia. Obtenido de Wikipedia: https:// es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_de_Atwood#/media/File:Atwood.svg Anderson, R.E. Social impacts of computing: Codes of professional ethics. Social Science Computing Review. Vol. 10, No. 2, (Winter 1992), pp.453-469....