Informe Maquina Newtoneana
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AGRADECIMIENTO
El presente trabajo se pudo desarrollar gracias al ímpetu de cada integrante del grupo.También queremos agradecer de manera especial a nuestro catedrático por sus consejos y asesoramiento constante.
Los autores.
3
INTRODUCCIÓN
Con la ayuda de materiales fáciles de conseguir y haciendo uso de mucha
imaginación se logrará demostrar la gravedad de los cuerpos en nuestro planeta.
Los primeros trabajos fueron hechos por Aristóteles, quien consideraba a la
tierra como el centro del universo (Sistema Egocéntrico), lo cual hacia que
describir el movimiento de los cuerpos celestes fuese sumamente complicado.
Esta teoría con el tiempo sufrió ciertas modificaciones, pero aún tenía serias
limitaciones para explicar con sencillez una serie de fenómenos que se observan.
3
ÍNDICE
Agradecimiento 01
Introducción 02
Índice 03
PLANTEAMIENTO DE ESTUDIO 04
Formulación del Problema 04
Importancia del estudio 04
Objetivos 04
Objetivo General 04
Objetivo Específico 04
Justificación de Estudio 05
Marco Teórico
05
Antecedentes 05
Materiales y métodos 06
Materiales y equipos a utilizar 06
Metodología de Estudio 07
Métodos de Investigación 07
Tipo de estudio 07
construcción de la maquina 07
Recolección de datos 12
Aspectos administrativos 15
Costo del proyecto 15
Financiamiento 15
Conclusiones 16
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 17
ANEXOS 18
3
“MÁQUINA NEWTONIANA”
I. PLANTEAMIENTO DE ESTUDIO
Formulación del Problema:
Durante mucho tiempo los hombres de ciencia se han preocupado de
demostrar muchos conceptos, entre estos, la conservación de la cantidad
de movimiento y la energía mecánica, es así que el grupo humano
encargado de realizar el presente trabajo se vio obligado a idearse en la
elaboración del trabajo de título “MAQUINA NEWTONIANA”.
En el presente trabajo demostraremos de una forma resumida y didáctica,
el efecto que sufre una esfera luego de ser golpeada por otra.
II. IMPORTANCIA DEL ESTUDIO:
Con el desarrollo del presente trabajo se dará a conocer el mecanismo de
conservación de la cantidad de movimiento y la energía mecánica,
haciendo uso de materiales simples y de una manera sencilla de
entender.
2.1. OBJETIVOS:
2.1.1 OBJETIVO GENERAL
Comprender el mecanismo de la conservación de la cantidad de
movimiento y la energía mecánica.
2.1.2 OBJETIVO ESPECÍFICO
Entender cómo es que se conserva la cantidad de
movimiento y la energía mecánica.
Demostrar la acción y efecto de una esfera al ser
colisionada por otra similar.
3
2.2 JUSTIFICACIÓN DE ESTUDIO
Ante la ausencia de fuerzas disipativas tenemos que la energía
total de un sistema se conserva, en el problema que
estamos tratando la expresión toma la forma siguiente:
II. MARCO TEÓRICO
3.1.1 ANTECEDENTES:
Ya desde antiguo se observó el cielo y se comprobó que existían
ciertos cuerpos que no se movían igual que las estrellas, fueron
llamados planetas, que significaba errantes, y fueron
identificados con deidades.
En la antigua Grecia se propusieron diversos sistemas para
ordenar el movimiento de estos planetas. Aristarco de Samos
propuso que el Sol estaba en el centro del Universo con los
planetas girando a su alrededor en órbitas circulares, pero la
teoría que triunfó fue la de Ptolomeo, según la cual era la Tierra
la que estaba en el centro con el sol girando en torno a él. Esa
teoría pasó a la cultura cristiana (y por tanto a la Edad Media
europea) a través de Aristóteles y sobrevivió hasta que en la
época renacentista Copérnico volvió a introducir la teoría
heliocéntrica.
3
IV. MATERIALES Y MÉTODOS
4.1 MATERIALES Y EQUIPOS A UTILIZAR:
MATERIALES:
01 base de madera de 60 x 40 cm
02 parantes de madera de 1 pulgada de 40 cm.
02 trozos de madera de 50 cm.
01 nivel de referencia de aluminio 5 cm2 x 30 cm
01 transformador de 12 voltios
01 regla metálica
04 esferas de metal
01 hilo de pescar tamaño 0.45 mm de diámetro
02 escuadras de 45º de 25 cm
01 interruptores
04 alambres de cobre
02 estuches de Cd.
02 metros de cable mellizo
12 tornillos de empalme
02 metros de cable delgado de cobre
HERRAMIENTAS:
01 taladro
01 juego de brocas
01 sierra metálica
01 pistola de soldar
01 poliester sintético
01 Alicate
01 estilete
01 Pasta de soldar
3
0.5 metros de estaño 01 juego de reglas
01 pegamento sintético
4.2 METODOLOGÍA DE ESTUDIO
4.1.1 MÉTODOS DE INVESTIGACIÓN:
TIPO DE ESTUDIO
El tipo de estudio utilizado para el presente es el
Experimental
4.1.2 CONSTRUCCION DE LA MAQUINA
Se seguirá el siguiente procedimiento:
1. Se empezó a soldar las esferas con soldadura autógena.
3
2. Se pulió los residuos que quedaron luego del soldado.
3
3. Construyó la base conjuntamente con los parantes para
sostener a las esferas.
4. Se colocó las esferas con sus hilos cada uno, a una distancia
exacta.
5. Se puso el nivel de referencia para tener la seguridad de
que estamos trabajando a un mismo nivel.
v. ¿CÓMO FUNCIONA LA MÁQUINA DE FÍSICA NEWTONIANA?
Cuando una pelota choca contra las demás ¿por qué sólo una de ellas sale
volando del otro extremo?
Porque las pelotas obedecen la LEY DEL IMPULSO EQUIVALENTE
Cuando empujas, pateas o lanzas algo, le das algo. Le traspasas algo de tu
energía al objeto por ejemplo, una pelota de fútbol. A medida que la pelota
avanza, decelera porque parte de su se utiliza para desplazar moléculas de
aire, o hacer a un lado briznas de pasto
Ahora comprendo. Si lanzara una pelota de béisbol bien fuerte, tendría
más que si lanzara la madeja de lana de mi gato con la misma fuerza.
3
¡Correcto! Y si la pelota de béisbol chocara con la ventana de tu vecino,
sería mucho más probable que la quebrara que si se tratara de la madeja
de lana.
¡Porque la pelota de béisbol tiene más !
¡Sí! Ahora ¿qué pasaría si en vez de una pelota de béisbol y una de lana,
tuvieras dos pelotas de béisbol? Tú lanzas una y tu hermana pequeña lanza la
otra. Tú eres más grande y fuerte que ella, por lo que puedes lanzar con más
fuerza, lo que hace que la pelota se mueva con mayor rapidez. Supón que
lanzas tu pelota dos veces más rápido de lo que tu hermana lanza la suya.
Ambas pelotas pesan exactamente lo mismo. ¿Cuál de ellas tiene más ?
Bueno, si depende del peso y la velocidad, mi pelota tendrá dos veces
más .
¡Absolutamente cierto!
Entonces ¿qué sucede con el aparato que construiste?
¿Qué pasa con él?
Bueno, es como si lanzara una pelota contra las demás que están
colgando en una fila. La pelota en movimiento tiene una cierta cantidad
de CM, según su peso y velocidad. Todas las pelotas son iguales. Cuando
la primera pelota golpea a la segunda pelota de la fila, esta última se
mueve y golpea a la tercera, la que golpea a la cuarta, la que a su vez
golpea a la quinta. La quinta pelota es la última de la fila y como no tiene
nada contra qué golpear simplemente sale volando. Entonces el de la
primera pelota simplemente pasa a través de las demás pelotas hasta
llegar a la última.
Por lo tanto decimos que la CANTIDAD DE MOVIMIENTO se conserva.
Nada se pierde. Es posible que parte de la energía que le da velocidad a la
pelota se disperse un poco si las pelotas no están perfectamente
3
alineadas entre sí. O si las pelotas se hicieron con material blando, parte
de la energía se gastaría en aplastarlas un poco.
¿Y qué pasaría si suelto dos o tres pelotas?
¿Qué pasa con eso?
A ver, si suelto dos pelotas, tendrían dos veces más . . . digo, que una
sola pelota. Esto sería suficiente para que salieran volando dos pelotas en
el otro extremo. ¡Pero con tres pelotas, las cosas se ponen realmente
extrañas! La pelota del medio se mueve con las otras dos cuando golpea a
las dos pelotas inmóviles ¡sin embargo sale volando junto con ellas en el
otro extremo!
3
Entonces tres pelotas tienen más peso que dos pelotas. Como el debe
conservarse, debe moverse la misma cantidad de material para que se
cumpla la conservación de cantidad de movimiento.
A propósito, los científicos usan el término "masa" en vez de peso para
indicar la cantidad de material que tiene un objeto. El peso realmente es
sólo la fuerza con que la gravedad atrae algo. En el espacio, donde la
gravedad es muy débil, tanto la pelota de fútbol como la bocha no
pesarían nada, pero la bocha aún tendría mucha más masa.
5.1RECOLECCIÓN DE DATOS
MEDICIÓN N° TIEMPO (seg.)
1. 0.17
2. 0.19
3. 0.15
4. 0.23
5. 0.21
6. 0.18
3
7. 0.19
8. 0.23
9. 0.16
10. 0.21
Promedio=x=0.192 s
DESVIACION ESTANDAR:
S=¿¿
S=
{[ (0.192−0.17 )2+ (0.192−0.19 )2+(0.192−0.15 )2+(0.192−0.23 )2+ (0.192−0.21 )2+(0.192−0.18 )2+(0.192−0.19 )2+ (0.192−0.23 )2+ (0.192−0.16 )2+(0.192−0.21 )2 ]× 110
}1/2
S=
{ [(0.022)2+(0.002)2+(0.042)2+(−0.038)2+(0.018)2+(0.012)2+(0.002)2+(−0.038)2+(0.032)2+(−0.018)2 ]× 110
}1 /2
S=√ 0.0069610=0.02638
Error estándar en la medida.
(x−Sn , x+Sn¿
Sn= S
√n−1Sn=0.02638/3=0.008793≅ 0.0088
[0.192-0.0088; 0.192+0.0088]
3
Es decir el valor real está en el intervalo [0.1832; 0.2008]
MEDICIÓN N° TIEMPO (seg.)
1. 0.18
2. 0.19
3. 0.14
4. 0.21
5. 0.23
6. 0.17
7. 0.18
8. 0.20
9. 0.17
10. 0.21
Promedio=x=0.188 s
DESVIACION ESTANDAR:
S=¿¿
S=
{[ (0.188−0.18 )2+ (0.188−0.19 )2+(0.188−0.14 )2+ (0.188−0.21 )2+ (0.188−0.23 )2+(0.188−0.17 )2+ (0.188−0.18 )2+ (0.188−0.20 )2+ (0.188−0.17 )2+ (0.188−0.21 )2 ]× 110
}1 /2
S=
{ [(0.008)2+(0.002)2+(0.048)2+(−0.022)2+(−0.042)2+(0.018)2+(0.008)2+(−0.012)2+(0.018)2+(−0.022)2 ]× 110
}1/2
3
S=√ 0.0059610=0.0244
Error estándar en la medida.
(x−Sn , x+Sn¿
Sn= S
√n−1Sn=0.0244/3=0.0081
[0.188;± 0.0081]
Es decir el valor real está en el intervalo [0.1799; 0.1961]
VI. ASPECTOS ADMINISTRATIVOS
PRESUPUESTO
5.1.1 Costo del proyecto S/.
TOTAL 50.00
5.1.2 FINANCIAMIENTO
Autofinanciamiento
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VII. CONCLUSIONES
En la MAQUINA NEWTONIANA se mantiene la ley de
conservación de impulso.
A mayor masa mayor impulso generado, es decir son la masa y el
impulso son directamente proporcionales.
A mayor velocidad mayor impulso generado, es decir son la
velocidad y el impulso son directamente proporcionales.
A mayor impulso mayor tiempo de movimiento.
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VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
FÍSICA GENERAL: Teoría y Problemas, José W. Vásquez.
Editorial San Marcos. 1993. Lima Perú
FÍSICA I Problemas Resueltos. Leiva
Revista Española de Física, Vol 16, nº 5, 2002, págs. 41-45.
GIACOMO P. The new definition of the meter. Am. J. Phys. 52
(7) JUly 1984, pp. 607-613
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IX. ANEXOS
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