Newtons Laws Conclusion 4v391u

 

1  

Neel  Agarwal   9-­‐30-­‐14   AP  Physics  C   Quackenbush  2nd    

Newton’s  Lab  Conclusions      

The  purpose  of  this  lab  was  to  apply  the  formulas  and  laws  that  

govern  Newton’s  classical  mechanics.  With  the  use  of  a  pulley,  some   weights,  two  photo-­‐gates  and  a  wooden  car  on  wheels,  my  group  and  I   were  able  to  create  experimental  results  that  help  to  prove  Newton’s   classical  mechanics.    

The  summarized  requirements  of  the  lab  are  as  followed:   1. Gather  the  materials  needed  and  label  the  weights   2. Calculate  the  weights’  and  car’s  mass   3. First  table   a. Attach  one  weight  to  the  string  at  a  time  and  drop  it  until  it   hits  the  floor   b. Leave  the  car  as  it  is   c. Copy  down  the  resulting  times   d. Use  the  different  times  to  calculate  the  car’s  velocity  at   different  points  as  well  as  its  acceleration  

 

2  

4. Second  table   a. Only  attach  one  weight  to  the  end  of  the  string   b. Let  the  weight  drag  the  car  down  and  each  time  attach   another  weight  to  the  car  itself   c. Calculate  its  velocities  and  acceleration   5. Use  the  results  to  determine  Net  force,  and  tension   6. Graph  these  results  on  two  tables  (one  with  constant  net   force/one  with  constant  mass)     The  results  that  were  gathered  from  this  lab  pointed  towards  some   interesting  results.  First  off,  the  earth’s  gravitational  field  (which  causes   a  constant  acceleration)  did  act  on  the  weight  being  dropped,  which   accelerated  at  precisely  9.8  m/s^2,  and  because  each  weight  had  mass,   the  entire  system  experienced  a  net  force,  therefore  a  constant   acceleration  in  whichever  direction  the  string  was  pulling  in.   The  data  (when  plotted  or  looked  at  numerically)  yielded  trends  that   were:   • Alike  to  a  negative  linear  function  for  the  Acceleration  vs.  Net   Force  

 

3  

• Alike  to  an  inverse  square  law  trend  for  the  Acceleration  vs.   Total  Mass     In  this  experiment  there  are  two  very  good  examples  of   Newton’s  3rd  Law  of  motion.  Newton’s  3rd  Law  states  that  for   every  action  there  is  an  equal  and  opposite  reaction.  One  of  the   best  examples  of  this  law  is  the  pair  of  vertical  forces  that  leave   the  wooden  cart  in  equilibrium  which  are  the  Natural  Force  and   the  Gravitational  Force.    

The  second  example  is  the  pair  of  horizontal  forces  that  the  

car  experiences,  which  are  Kinetic  Friction  and  the  Tension  in  the   string.  The  only  reason  as  to  why  the  car  experiences  acceleration   is  because  the  force  of  friction  can  only  be  so  high.  If  the  force  of   tension  sures  the  force  it  was  start  to  accelerate  in  the   direction  of  the  tension.    

When  the  mass  is  held  constant  and  the  Net  Force  is  

increasing,  the  tension  slowly  decreases.  This  is  because  the   tension  slowly  starts  to  require  less  and  less  force  in  order  to  pull   it  down  which  is  consistent  with  the  Force  of  Gravity  that  is  

 

4  

increasing  with  each  weight,  as  well  as  the  unchanging  mass  of  the   car.      

Inversely,  when  the  Net  Force  is  held  constant  and  the  mass  

is  increasing,  the  tension  in  the  string  is  shown  to  increase  at  a   high  rate.  This  is  consistent  with  the  car’s  necessity  of  a  higher   force  to  pull  it  down  due  to  friction,  and  because  the  Net  Force  is   unchanging  (the  mass  of  the  weight  at  the  bottom  is  unchanging   too),  the  car  experiences  a  slower  acceleration.