+Pra Imprimir Informe 04
-
Upload
dena-bailey -
Category
Documents
-
view
225 -
download
0
Transcript of +Pra Imprimir Informe 04
-
7/28/2019 +Pra Imprimir Informe 04
1/12
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO PUNOFACULTAD DE INGENIERIA GEOLOGICA E INGENIERIA METALURGICAESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA METALURGICA
DOCENTE:
Jorge Condori
ESTUDIANTE:
Ayhuasi copa elias
SEMESTRE: grupo: 120II .
Curso:
Fsica I (practica)
TEMA:
INFORME N*04
conservacin de la energia
-
7/28/2019 +Pra Imprimir Informe 04
2/12
PRACTICA DE LABORATORIO N* 04
I. OBJETIVOS
Estudiar la conservacin de la energa mecnica (suma de la energa cintica mas la energa potencial)
en un sistema simple.
Demostrar que el sistema masa resort, la energa mecnica se conserva.
Demostrar que el teorema de conservacin de la energa mecnica es vlido tambien para sistemas
sometidos a un campo exterior constante.
II. FUNDAMENTO TEORICO
FUERZAS CONSERVATIVAS Y NO CONSERVATIVAS FUERZAS CONSERVATIVAS
Un fuerza es conservativa cuando el trabajo de dicha fuerza es igual a la diferencia entre los valores inicial yFinal de una funcin que slo depende de las coordenadas. A dicha funcin se le denomina energa potencial.
Caractersticas: El trabajo de una fuerza conservativa no depende del camino seguido para ir del punto A al punto B. El trabajo de una fuerza conservativa a lo largo de un camino cerrado es cero.1.1.2 El peso es una fuerza conservativa:Al calcular el trabajo de la fuerza peso F=mg j cuando el cuerpo se desplaza desde la posicin A cuyaordenada es yA hasta la posicin B cuya ordenada es yB.La energa potencial Ep correspondiente a la fuerza conservativa peso tiene la forma funcional:Donde c es una constante aditiva que nos permite establecer el nivel cero de la energa potencial.1.1.3 La fuerza que ejerce un muelle es conservativa:
1Cuando un muelle se deforma x, ejerce una fuerza sobre la partcula proporcional a la deformacin x y designo contraria a esta:F=kxEl trabajo de esta fuerza esLa funcin energa potencial correspondiente a la fuerza conservativa F es:El nivel cero de energa potencial se establece del siguiente modo: cuando la deformacin es cero x=0, elValor de la energa potencial se toma cero, E=0, de modo que la constante aditiva vale c=0.FUERZAS NO CONSERVATIVASUna fuerza es no conservativa si se produce un cambio en la energa mecnica. Por ejemplo, si alguien mueve un
objeto sobre una superficie horizontal y lo regresa a la misma posicin y al mismo estado de movimiento, pero
encuentra que fue necesario realizar una cantidad de trabajo neta sobre el objeto, entonces algo debe haber
disipado esa energa transferida al objeto. Esa fuerza disipara se conoce como friccin entre la superficie y elobjeto. La friccin es una fuerza disipara o no conservativa. Por contraste, si el objeto se levanta, se requiere
trabajo, pero la energa se recupera cuando el objeto desciende. La fuerza gravitacional es una fuerza no
disipara o conservativa.
Si un libro se mueve en una lnea recta entre dos puntos A y B, la prdida de energa mecnica debido a
la friccin es mayor (en valor absoluto) que fd. Por ejemplo, la prdida de la energa mecnica por la
Friccin a lo largo de la trayectoria semicircular es igual a f("d/2), donde d es el dimetro del crculo.
Para darnos cuenta del significado de una fuerza no conservativa, vamos a compararla con la fuerza
Conservativa peso:
-
7/28/2019 +Pra Imprimir Informe 04
3/12
1.2.1 El peso es una fuerza conservativa:
Calculemos el trabajo de la fuerza peso cuando la partcula se traslada de A hacia B, y a continuacin cuando
se traslada de B hacia A:
2WAB=mg x
WBA=mg x
El trabajo total a lo largo el camino cerrado ABA, WABA es cero.
1.2.2 La fuerza de rozamiento es una fuerza no conservativa:
Cuando la partcula se mueve de A hacia B, o de B hacia A la fuerza de rozamiento es opuesta al movimiento,el trabajo es negativo por que la fuerza es de signo contrario al desplazamiento:
WAB=Fr x
WBA=Fr x
El trabajo total a lo largo del camino cerrado
ABA, WABA es distinto de cero
WABA=2Fr x
ENERGA POTENCIAL
Un objeto con energa cintica puede realizar trabajo sobre otro objeto, como lo demuestra el movimiento de un
martillo que clava un clavo en la pared. Veremos ahora que un objeto tambin puede realizar trabajo por efecto de la
energa que produce su posicin en el espacio. Cuando un objeto cae en un campo gravitacional, el campo ejerce una
fuerza sobre l, en la direccin de su movimiento, efectuando trabajo sobre l, con lo cual incrementa su energa
cintica. Por ejemplo, un ladrillo que se dej caer desde el reposo directamente sobre el clavo de una tabla que est
horizontal sobre el suelo, cuando es soltado, el ladrillo cae hacia la tierra ganando velocidad y, en consecuencia,
ganando energa cintica. Gracias a su posicin en el espacio, el ladrillo tiene energa potencial (tiene el potencial para
hacer trabajo), la cual se convierte en energa conforme cae. En el momento en que el ladrillo llega al suelo, efecta
trabajo sobre el clavo encajndolo en la tabla. La energa que un objeto tiene debido a su posicin en el espacio recibe e
nombre de energa potencial gravitacional. Es la energa mantenida por un campo gravitacional y transferido al objeto
conforme este cae.
Las unidades de la energa potencial gravitacional son las mismas que las del trabajo. Esto significa que la energa
potencial pude expresarse en joule, erg o pie/libra. La energa potencial, como el trabajo y la energa cintica, es una
cantidad escalar.
Advierta que la energa potencial gravitacional asociada a un objeto slo depende de la altura vertical de ste sobre la
superficie de la tierra. De acuerdo con esto, observamos que el trabajo hecho por la fuerza de la gravedad sobre un
objeto conforme este cae verticalmente hacia la tierra es el mismo que si empezara en el mismo punto y se deslizara por
una pendiente sin friccin hacia la tierra.
En problemas de trabajo que abarquen a la energa potencial gravitacional, siempre es necesario establecer igual a cero
su valor en algn punto. La eleccin del nivel del cero es por completo arbitraria, puesto que la cantidad importante esla diferencia en la energa potencial y sta diferencia es independiente de la eleccin del nivel cero.
Con frecuencia es conveniente elegir la superficie de la tierra como la posicin de referencia para energa potencial cero,
pero, otra vez, esto no es importante. Casi siempre, el planteamiento del problema indica un nivel conveniente que
elegir.
SISTEMAS CONSERVATIVOS
Son las fuerzas que se encuentran en la naturaleza; pueden dividirse en dos categoras: conservativas y no conservativas
-
7/28/2019 +Pra Imprimir Informe 04
4/12
Una fuerza es conservativa si el trabajo que hace sobre una partcula que se mueve entre dos puntos cuales quiera es
independiente de la trayectoria seguida por la partcula. Adems, el trabajo hecho por una fuerza conservativa ejercida
sobre una partcula que se mueve por una trayectoria cerrada es cero.
La fuerza de la gravedad es conservativa. El trabajo realizado por la fuerza gravitacional sobre un objeto que se mueve
entre dos puntos cualesquiera cerca de la superficie de la tierra es:
WG = mgyi mgyf
A partir de esto, vemos que WG slo depende de las coordenadas inicial y final del objeto y, en consecuencia, es
independiente de la trayectoria. Adems, WG es cero cuando el objeto se mueve por cualquier trayectoria cerrada
(donde yi = yf ).
Podemos asociar una funcin de energa potencial con cualquier fuerza conservativa:
Ug = mgy
La energa potencial gravitacional es la energa almacenada en el campo gravitacional cuando el objeto se levanta contrael campo. Las funciones de energa potencial son definidas slo para fuerzas conservativas.
En general, el trabajo (W) hecho sobre un objeto por una fuerza conservativa es igual al valor inicial de la energa
potencial asociada al objeto menos el valor final:
Wc = Ui Uf
PRINCIPIO DE CONSERVACIN DE LA ENERGA
Cuando una partcula est bajo la accin de una fuerza conservativa, el trabajo de dicha fuerza es igual a la diferencia
entre el valor inicial y final de la energa potencial:
El trabajo de la fuerza es igual a la diferencia entre el valor final e inicial de la energa cintica:
Igualando ambos trabajos, obtenemos la expresin del principio de conservacin de la energa:
EkA+EpA=EkB+EpB
La energa mecnica de la partcula (suma de la energa potencial ms cintica) es constante en todos los
puntos de su trayectoria.
CAMBIOS EN LA ENERGIA MECANICA CUANDO SE PRESENTAN FUERZAS NO
CONSERVATIVAS
En sistemas fsicos reales, suelen presentarse fuerzas no conservativas, como la friccin. Dichas fuerzas extraen energa
mecnica del sistema. Por lo tanto, la energa mecnica total no es constante. En general, no podemos calcular el trabajo
realizado por fuerzas no conservativas, pero es posible determinar el cambio en la energa cintica del sistema, afectado
por una fuerza neta, con la ecuacin de la fuerza neta.
-
7/28/2019 +Pra Imprimir Informe 04
5/12
Puesto que el cambio en la energa cintica puede ser resultado de muchos tipos de fuerza, es conveniente separar K en
tres partes:
El cambio en la energa cintica debido a fuerzas conservativas internas, K intc
El cambio en la energa cintica debido a fuerzas no conservativas internas, Kintnc
El cambio en la energa cintica debido a fuerzas externas (conservativas o no conservativas), Kext.
ENERGA POTENCIAL
En un sistema fsico, la energa potencial es energa que mide la capacidad que tiene dicho sistema para realizar
un trabajo en funcin exclusivamente de su posicin o configuracin. Puede pensarse como la energa almacenada en el
sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar. Suele abreviarse con la letra o .
La energa potencial puede presentarse como energa potencial gravitatoria, energa potencial electrosttica, y energa
potencial elstica.
Ms rigurosamente, la energa potencial es una magnitud escalar asociada a un campo de fuerzas (o como en elasticidad
un campo tensorial de tensiones). Cuando la energa potencial est asociada a un campo de fuerzas, la diferencia entre
los valores del campo en dos puntos A y B es igual al trabajo realizado por la fuerza para cualquier recorrido entre B y A.
ENERGA POTENCIAL ASOCIADA A CAMPOS DE FUERZA
La energa potencial puede definirse solamente cuando la fuerza esconservativa. Si las fuerzas que actan sobre un
cuerpo son no conservativas, entonces no se puede definir la energa potencial, como se ver a continuacin. Una fuerza
es conservativa cuando se cumple alguna de las siguientes propiedades:
El trabajo realizado por la fuerza entre dos puntos es independiente del camino recorrido.
El trabajo realizado por la fuerza para cualquier camino cerrado es nulo.
Cuando el rotacional de la fuerza es cero.
Se puede demostrar que todas las propiedades son equivalentes (es decir, que cualquiera de ellas implica la otra). En
estas condiciones, la energa potencial se define como:
Si las fuerzas no son conservativas no existir en general una manera unvoca de definir la anterior integral. De la
propiedad anterior se sigue que si la energa potencial es conocida, se puede obtener la fuerza a partir del gradiente deU:
Tambin puede recorrerse el camino inverso: suponer la existencia una funcin energa potencial y definir la fuerza
correspondiente mediante la frmula anterior. Se puede demostrar que toda fuerza as definida es conservativa.
http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_f%C3%ADsicohttp://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial_gravitatoriahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial_electrost%C3%A1ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial_el%C3%A1sticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial_el%C3%A1sticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_escalarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuerzahttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_tensorialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza_conservativahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza_conservativahttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza_conservativahttp://es.wikipedia.org/wiki/Rotacionalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Gradientehttp://es.wikipedia.org/wiki/Gradientehttp://es.wikipedia.org/wiki/Rotacionalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza_conservativahttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_tensorialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuerzahttp://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_escalarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial_el%C3%A1sticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial_el%C3%A1sticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial_electrost%C3%A1ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial_gravitatoriahttp://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_f%C3%ADsico -
7/28/2019 +Pra Imprimir Informe 04
6/12
La forma funcional de la energa potencial depende de la fuerza de que se trate; as, para el campo gravitatorio (o
elctrico), el resultado del producto de las masas (o cargas) por una constante dividido por la distancia entre las masas
(cargas), por lo que va disminuyendo a medida que se incrementa dicha distancia.
ENERGA POTENCIAL GRAVITATORIA
La energa potencial gravitatoria es la energa asociada con la fuerza gravitatoria. Esta depender de la altura relativa de
un objeto a algn punto de referencia, la masa, y la fuerza de la gravedad.
Por ejemplo, si un libro apoyado en una mesa es elevado, una fuerza externa estar actuando en contra de la fuerza
gravitacional. Si el libro cae, el mismo trabajo que el empleado para levantarlo, ser efectuado por la fuerza
gravitacional.
Por esto, un libro a un metro del piso tiene menos energa potencial que otro a dos metros, o un libro de mayor masa a
la misma altura.
Si bien la fuerza gravitacional vara junto a la altura, la diferencia es muy pequea como para ser considerada, por lo que
se considera a la aceleracin de la gravedad como una constante. En la tierra por ejemplo, la aceleracin de la gravedad
es considerada de 9,8 m/s2 en cualquier parte. En cambio en la luna, cuya gravedad es muy inferior, se generaliza el
valor de 1,66 m/s2
Para estos casos en los que la variacin de la gravedad es insignificante, se aplica la frmula:
Donde es la energa potencial, la masa, la aceleracin de la gravedad, y la altura. Sin embargo, si la variacin
de la aceleracin de la gravedad es considerable, se debe aplicar la frmula general:
Donde es la energa potencial, es la distancia entre la partcula material y el centro de la Tierra, la constante
universal de la gravitacin y la masa de la Tierra. Esta ltima es la frmula que necesitamos emplear, por ejemplo,
para estudiar el movimiento de satlites y misiles balsticos:
Clculo simplificado
Cuando la distancia recorrida por un mvil h es pequea, lo que sucede en la mayora de las aplicaciones usuales (tiro
parablico, saltos de agua, etc.), podemos usar el desarrollo de Taylor a la anterior ecuacin. As si llamamos ra la
distancia al centro de la tierra, R al radio de la Tierra y h a la altura sobre la superficie de la Tierra, es
decir, r= R + htenemos:
Donde hemos introducido la aceleracin sobre la superficie:
http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_gravitatoriohttp://es.wikipedia.org/wiki/Masahttp://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Masahttp://es.wikipedia.org/wiki/Gravedadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Serie_de_Taylorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Serie_de_Taylorhttp://es.wikipedia.org/wiki/Gravedadhttp://es.wikipedia.org/wiki/Masahttp://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Masahttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_gravitatorio -
7/28/2019 +Pra Imprimir Informe 04
7/12
Por tanto la variacin de la energa potencial gravitatoria al desplazarse un cuerpo de masa m desde una altura h1 hasta
una altura h2 es:
Dado que la energa potencial se anula cuando la distancia es infinita, frecuentemente se asigna energa potencial
cero a la altura correspondiente a la del suelo, ya que lo que es de inters no es el valor absoluto de V, sino suvariacin durante el movimiento.
As, si la altura del suelo es h1 = 0, entonces la energa potencial a una altura h2 = h ser simplemente VG = mgh.
ENERGA POTENCIAL ELASTICA
Esta catapulta hace uso de la energa potencial elstica.
La energa elstica o energa de deformacin es el aumento de energa interna acumulada en el interior de
un slido deformable como resultado del trabajo realizado por las fuerzas que provocan la deformacin.
Potencial armnico
El Potencial armnico (caso unidimensional), dada una partcula en un campo de fuerzas que responda a la ley de
Hooke, como el caso de un muelle se puede calcular estimando el trabajo necesario para mover la partcula una
distancia x:
si es un muelle ideal cumplira la ley de Hooke:
El trabajo desarrollado (y por tanto la energa potencial) que tendramos sera:
Las unidades estn en julios. La sera la constante elstica del muelle o del campo de fuerzas.
http://es.wikipedia.org/wiki/Catapultahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_internahttp://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nica_de_s%C3%B3lidos_deformableshttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Hookehttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Hookehttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Replica_catapult.jpg?uselang=eshttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Replica_catapult.jpg?uselang=eshttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Replica_catapult.jpg?uselang=eshttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Replica_catapult.jpg?uselang=eshttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Replica_catapult.jpg?uselang=eshttp://commons.wikimedia.org/wiki/File:Replica_catapult.jpg?uselang=eshttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Hookehttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Hookehttp://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nica_de_s%C3%B3lidos_deformableshttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_internahttp://es.wikipedia.org/wiki/Catapulta -
7/28/2019 +Pra Imprimir Informe 04
8/12
Energa de deformacin
La Energa de deformacin (caso lineal general), en este caso la funcin escalar que da el campo de tensiones es la energa libre de
Helmont por unidad de volumenfque representa la energa de deformacin. Para un slido elstico lineal e istropo, la energa potencial
elstica en funcin de las deformaciones ijy la temperatura la energa libre de un cuerpo deformado viene dada por:
(1)
Donde son constantes elsticas llamadas coeficientes de Lam, que pueden depender de la
temperatura, y estn relacionadas con el mdulo de Young y el coeficiente de Poisson mediante las relaciones
algebraicas:
A partir de esta expresin (1) del potencial termodinmico de energa libre pueden obtenerse las tensiones a partir delas siguientes relaciones termodinmicas:
Estas ltimas ecuaciones se llaman ecuaciones de Lam-Hooke y escritas ms explcitamente en forma matricial tienen
la forma:
Donde
Energa de deformacin (caso no-lineal general), en el caso de materiales elsticos no-lineales la energa
de deformacin puede definirse slo en el caso de materiales hiperelsticos. Y en ese caso la energa
elstica est estrechamente relacionada con el potencial hiperplstico a partir de la cual se deduce
laecuacin constitutiva.
ENERGA MECNICA
La energa mecnica puede manifestarse de diversas maneras.
http://es.wikipedia.org/wiki/Deformaci%C3%B3nhttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial#Eqnref_1http://es.wikipedia.org/wiki/Constante_el%C3%A1sticahttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%B3dulo_de_Younghttp://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_Poissonhttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial#Equation_1http://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_termodin%C3%A1micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_elasticidad_de_Hookehttp://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_constitutivahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_constitutivahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_constitutivahttp://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_elasticidad_de_Hookehttp://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_termodin%C3%A1micohttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial#Equation_1http://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_Poissonhttp://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%B3dulo_de_Younghttp://es.wikipedia.org/wiki/Constante_el%C3%A1sticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial#Eqnref_1http://es.wikipedia.org/wiki/Deformaci%C3%B3n -
7/28/2019 +Pra Imprimir Informe 04
9/12
La energa mecnica es la energa que se debe a la posicin y al movimiento de un cuerpo, por lo tanto, es la suma de las
energas potencial y cintica de un sistema mecnico. Expresa la capacidad que poseen los cuerpos con masa de
efectuar un trabajo.
CONSERVACION DE LA ENERGA MECANICA
La energa se conserva, es decir, ni se crea ni se destruye. Para sistemas abiertos formados por partculas que
interactan mediante fuerzas puramente mecnicas o campos conservativos la energa se mantiene constante con eltiempo:
.
Donde:
, es la energa cintica del sistema.
, es la energa potencial gravitacional del sistema.
, es la energa potencial elstica del sistema.
Es importante notar que la energa mecnica as definida permanece constante si nicamente actan fuerzasconservativas sobre las partculas. Sin embargo existen ejemplos de sistemas de partculas donde la energa mecnica no
se conserva:
Sistemas de partculas cargadas en movimiento. En ese caso los campos magnticos no derivan de un
potencial y la energa mecnica no se conserva, ya que parte de la energa mecnica "se convierte" en
energa del campo electromagntico y viceversa.quedar como energa interna o energa trmica de
agitacin de las molculas o partes microscpicas del sistema.
Sistemas termodinmicos que experimentan cambios de estado. En estos sistemas la energa
mecnica puede transformarse en energa trmica o energa interna. Cuando hay produccin de
energa trmica, en general, existir disipacin y el sistema habr experimentado un cambio reversible
(aunque no en todos los casos). Por lo que en general estos sistemas an pudiendo experimentar
cambios reversibles sin disipacin tampoco conservarn la energa mecnica debido a que la nica
variable conservada es la energa interna.
III. EQUIPOS Y MATERIALES
Computadora personal
Software Data Studio instalado
Interface Science Workshop 750
Sensor Movimiento
Conjunto de pesas, balanza y soporte universal
Regla metlica
Resorte de constante elstica K conocida
IV. PROCEDIMIENTO Y ACTIVIDADES
http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Masahttp://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_conservativohttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial_gravitacionalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial_el%C3%A1sticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_electromagn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_internahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_internahttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_electromagn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_magn%C3%A9ticohttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial_el%C3%A1sticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial_gravitacionalhttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_conservativohttp://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Masahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial -
7/28/2019 +Pra Imprimir Informe 04
10/12
Procedimiento para configuracin de equipos y accesorios
a) Verificar la conexin e instalacin de la interface
b) Ingresar al software Data Studio y seleccionar la actividad crear experimento
c) Seleccionar el sensor de movimiento de la lista de sensores y efectuar la conexin usando los cables
para transmisin de datos de acuerdo a lo indicado por Data Studio
d) Efectu la calibracin correspondiente, elija el sensor de movimiento una frecuencia de disparo igual a
(registros por segundo)
e) Genere un grafico para cada uno de los siguientes parmetros (velocidad y posicin) medidos por el
sensor de movimiento
f) Seleccione un resorte de longitud adecuada y constante elstica K conocida y una masa (pesada
previamente), luego coloque en el porta pesas de modo que el sistema permita oscilaciones en una sola
direccin.
PRIMERA ACTIVIDAD (clculo de la energa mecnica en el sistema masa-resorte)
a) Realice el montaje de accesorios y sensores
b) Inicie una medicin de prueba soltando el resorte desde la posicin de elongacin natural, detenga
la toma de datos luego de 4.0 segundos
c) Determine la amplitud A, en la grafica posicin vs. Tiempo y determine cul es la distancia desde el
eje x hasta el punto medio de la sinusoide generada, esta distancia ser Yo .
d) Calcule la EC max
e) Calcule EP max
f) Calcule EPgmax
g) registre sus datos en la tabla 01 y la tabla 02, correspondiente.
Evento 01 Evento 01
Masa(kg) 0.5kg Elongacin Natural(m) 0.105 (10.5cm)
Constante(k) 8N Elongacin de
Equilibrio(m)
0.25 (25)
Amplitud Posicin
1.98m Vel(max) Vel(media) Vel(min)
7.710 1.618 0.122
periodo Desplazamiento Fase
0836 1.67 0.428
-
7/28/2019 +Pra Imprimir Informe 04
11/12
Tiempo
Val(max) Val(media) Val(min)
21.36 -0.68 -29.64
V. CUESTIONARIO
1. En que posicin se encuentra el pndulo cuando la energa cinetica es aproximadamente igual a la
potencial? Dibuje esta situacion
2. CUAL ES LA VELOCIDAD MAXIMA QUE SE OBSERBA EN EL SISTEMA MASA-RESORTE?
La velocidad mxima que se observa es 21.36
3. CUAL ES LA ENERGA TOTAL DEL SISTEMA?, ES CONSTANTE EN EL TIEMPO?, EXPLIQUE SUS
RESPUESTAS
No se puede decir por falta de mas datos
4. EL SISTEMA ESTUDIADO ES CERRADO?
Se podra decir que es cerrado por que regresa al punto inicial (regresa por funcin del resorte)
5. DIGA CUALES SON LOS VALORES MAXIMOS Y MINIMOS PARA LA ENERGA POTENCIAL Y CINEMATICA.
ENERGA POTENCIAL ENERGA CINTICA
VALORES MAXIMOS 0.25 14.861025
VALORES MINIMOS 0.0841 0.003721
6. QUE POSIBLES RAZONES PUEDE DARSE PARA LA DIFERENCIA ENCONTRADA EN LOS RESULTADOS DE LA
PREGUNTA ANTERIOR?
La altura, el ambiente, la masa, y la gravedad
7. QUE PORCENTAJE DE DIFERENCIA HAY ENTRE LA ENERGA CINTICA MEDIA Y LA ENERGA POTENCIAL
ELASTICA?
-
7/28/2019 +Pra Imprimir Informe 04
12/12
Aproximadamente un 1.6% de diferencia
8. EN EL EXPERIMENTO REALIZADO, CUAL DIRIA USTED QUE ES LA FUERZA EJERCIDA SOBRE EL RESORTE,
CONSERVATIVA O DISIPATIVA?, EXPLIQUE SU RESPUESTA.
9. Dira conservativa porque la fuerza depende de la posicin mientras mas largo ,mas fuerza
10.CON LOS DATOS EXPORTADOS PARA POSICION VS. TIEMPO Y VELOCIDAD VS. TIEMPO,DETERMINE LAS
ECUACIONES DE POSICION Y VELOCIDAD EN FUNCION DEL TIEMPO,RECUERDE QUE SE DEBECONSIDERAR EL DESFASAJE.
11.QUE ENERGA TOTAL TENDRA EL SISTEMA ANALIZANDO LUEGO DE 60 SEGUNDO?
12.DETERMINE LOS VALORES DE ENERGA POTENCIA Y ENERGA CINTICA EN LA POSICION DE EQUILIBRIO
ENERGA POTENCIAL ENERGA CINTICA
VALORES DE ENERGIA 0.25 14.861025
13.SI EL RESORTE SE COLOCA SOBRE UN PLANO INCLINADO, DE QUE FORMA SERIA NECESARIO PLANTEAR
LAS ECUACIONES PARA CALCULAR LA ENERGA CINTICA Y POTENCIAL DEL SISTEMA?.
En la energa Potencia y cinetica varia la constante K asi como el largo