Objetivos:
Obtener experimentalmente la relación matematica entre la aceleración que adquiere un carro en un plano tirado por una fuerza externa F y la masa del sistema.
Equipo utilizado
Un riel plano de aluminio
Un carro
Una polea inteligente
Un porta pesas
Una balanza

Marco teórico:
La segunda ley de newton dice que la fuerza es igual a la masa por la aceleración:

Al despejar la aceleración obtenemos:

De esto se desprende que la masa debería ser inversamente proporcional a la aceleración.
Procedimiento
1.1 Mida la masa del sistema carro mas peso de arrastre.

1.2 Debe entrenarse para lanzar el carrito según las indicaciones del alumno ayudante
1.3 Activar el programa data studio en el computador y abrir “Crear Experimento”. Luego tomar el sensor polea inteligente con el mouse y arrastralo hasta la interfaz 500 que aparece en la ventana derecha de la pantalla.
1.4 Haciendo doble click sobre el sensor polea inteligente aparecera en una ventana donde abriendo en medida debera seleccionar la variable a medir que en este caso sera “velocidad, canal 1 (m/s)”, con lo cual se podra medir la velocidad del canal 1 en metros /segundo .En este caso, se obtendra la aceleración desde el grafico velocidad versus tiempo.
1.5 Realice una medición de prueba haciendo click en el recuadro de inicio. luego lance el carrito sin masas sobre él y detenga la medición cuando el carrito haya completado el tramo fijado para el estudio del movimiento habiendo doble click en el recuadro detener.1.6 Haciendo doble click sobre la palabra graph , obtendra el grafico 1 de velocidad versus tiempo, correspondiente a cada lanzamiento .

1.7 Ampliando el grafico 1 podra ajustar la recta que mejor represente al conjunto de puntos haciendo click en la opción que aparece en la parte superior del grafico como ajuste y seleccionando ajuste lineal y por medio de esta puede obtener la pendiente de dicha recta que representa la aceleración del carro .

a) Calcule la cantidad de movimiento del sistema un instante antes y la cantidad de movimiento un instante después, comparelas. Si hay diferencias, explique a que se debe
P1 = +PB1
+0 =

P2=PA2+PB2
= =0.014792
Existe una mínima diferencia, obviando los agentes externos concluimos que la cantidad de movimiento lineal total de este sistema no cambia a efectos de la colisión.

b) Calcule el porcentaje de energía cinética que se conserva en el sistema después del choque.
Energía cinética perdida y conservada:
La variación de energía cinética es la diferencia entre las energías cinéticas de ambos cuerpos antes y después del choque:ΔEc = (Ec’1 + Ec’2) – (Ec1 + Ec2)
7.3441 J+0J – (6.1712032 J)
=-1.1728965x (energía cinética perdida)

Se define fracción de energía perdida al cociente de la variación de energía cinética entre la energía cinética inicial:




=
=-0.159705995J


= 0.840

c) Explique qué sucedió durante el choque, en términos de energía cinética.
En el caso de choques elasticos, la energía cinética previa al choque se mantiene como tal después de él. Los choques elasticos son una idealización, en la realidad sólo se producen choques parcialmente elasticos: una parte de la energía se pierde en forma de calor o deformación y otra parte se mantiene como energía cinética

d) ¿Cómo clasifica este choque elastico o inelastico? Explicar
En un choque siempre se cumple el principio de conservación de la energía y la ley de conservación de la cantidad de movimiento En el caso de choques inelasticos, toda la energía puesta en juego en el choque se transforma en calor o deformación y no se recupera para el movimiento.
La ley de conservación de la energía establece que la energía de cualquier sistema que no interaccione con agentes externos a él es invariable con el tiempo aunque se transforme en otras formas de energía. Es decir, la energía no se crea ni se destruye, sino que se transforma y perdura.
Según la ley de conservación de la cantidad de movimiento, en un sistema en el que no actúa ninguna fuerza, el momento lineal se conserva. De hecho, la 2ª ley de Newton establece que lafuerza es la variación de momento lineal con respecto al tiempo. Si dicha fuerza es cero, el momento es necesariamente constante. Ésta es una ley general de la física y se cumple independientemente de que la colisión sea elastica o inelastica, bajo la restricción de que no actué ninguna fuerza externa al sistema.

e) Al comparar la suma grafica de las cantidades de movimiento lineales de las esferas después del choque (ΔP2) con la cantidad de movimiento lineal antes de del choque (ΔP1) y tomando en cuenta las limitaciones del equipo utilizado. ¿Se puede afirmar que se conserva la cantidad de movimiento lineal? Explíquelo en base a los resultados. Adjunte sus diagramas vectoriales.
En los choques elasticos no se conserva solamente la energía. También se conserva la cantidad de movimiento. La cantidad de movimiento se conserva en cualquier tipo de choque.
Quiere decir que si antes del choque el sistema tiene una cantidad de movimiento de 50 N.S, después del choque también tendra que haber una cantidad de movimiento de 50 N.S.
Es decir, la suma de las cantidades de movimiento antes del choque tiene que ser igual a la suma de las cantidades de movimiento después del choque. Este planteo es el mismo que se hace cuando el choque es plastico.1.6 , sumando una masa a la vez el carro , al terminar usted contara con cinco valores de aceleración requeridos . Con los valoras obtenidos , confeccione una tabla y calcule para cada caso el valor inverso de la masa .
1.9 Reinicie el programa data studio y active introducir data y luego ingrese los datos obtenidos para realizar el grafico aceleración versus (1/m).
1.10 De este segundo grafico ajuste la recta que mejor represente el conjunto de datos.
1.11 ¿Qué significado físico tendría la pendiente de la recta?
La pendiente de la recta anterior representa la fuerza adquirida por el carro, que como vemos, despreciando los errores experimentales es constante.



















Conclusión

Del experimento anterior podemos concluir que la aceleración y la masa son inversamente proporcionales, ya que comprobamos que la fuerza es constante, ademas vimos experimentalmente que a medida que la masa aumenta la aceleración disminuye de forma inversamente proporcional.