COMPETENCIAS DISCIPLINARES BASICAS EN EL AREA EXPERIMENTAL: Contrasta los resultados obtenidos en una investigación o experimento con hipótesis previas y comunica sus conclusiones. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. COMPETENCIA ESPECÍFICA: El estudiante es competente cuando analiza las leyes de Newton para explicar el movimiento de los cuerpos y las utiliza para resolver problemas relacionados con el movimiento, observables con su entorno, en un contexto determinado. Aplica el concepto de trabajo para resolver y comprender situaciones de la vida. Define el concepto de trabajo en Física, como el producto escalar entre la fuerza y el desplazamiento Emplea la expresión matemática para el trabajo, así como la gráfica que lo representa. Define conceptos de energía cinética y energía potencial y su relación con el trabajo. Identifica concepto de potencia y las l as unidades en que se mide. IDEAS PREVIAS: 1. ¿Qué es el trabajo mecánico? 2. ¿Realizas trabajo mecánico cuándo caminas cargando en tu espalda la mochila? Justifica tu respuesta. 3. ¿Qué es potencia? 4. ¿Qué relación encuentras entre trabajo y potencia? 5. ¿De qué factores depende que exista o no trabajo? 6. ¿De qué factores depende que exista o no potencia? INTRODUCCION:
El concepto de trabajo mecánico aparece estrechamente vinculado al de fuerza. De este modo, para que exista trabajo debe aplicarse una fuerza mecánica a lo largo de una cierta trayectoria. El trabajo es una manifestación de la energía. Por su definición, el trabajo es una magnitud escalar que atendiendo a la disposición de la fuerza y el desplazamiento puede ser positiva, negativa o nula. Página 1 de 4
MATERIAL:
• Polea de 4cm de diámetro • Pinzas para bureta • Soporte Universal (Base y Varilla) • Pesas o ARROZ* (como contrapeso) • Cronómetro • Balanza Granataria • Hilo Cáñamo • Transportador y Regla de madera (1 m) • Carro de Hall * proporcionados por el estudiante EXPERIMENTO
1. Monte el sistema mostrado en la figura 2. Coloque el carro de Hall a una distancia de 1 metro de la orilla de la mesa 3. Al final del cordel agregue pesas (al contrapeso) sucesivamente hasta que el carro adopte un movimiento rectilíneo uniforme. 4. Tome el tiempo que tarda en recorrer la distancia. Determine el trabajo y la potencia desarrolladas sobre el carro 5. Repita la operación colocando el cordel a determinado ángulos desde 0° hasta 90°, para lo cual deberá mover la polea y posicionarla utilizando el transportador, y ponga peso hasta lograr el movimiento a velocidad constante. 7. Tome el tiempo que tarda en recorrer la distancia. Determine el trabajo y la potencia desarrollados sobre el carro para el ángulo.
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TABLA 1. PLANO HORIZONTAL
Masa del Tiempo contrapeso (s) (kg)
Distancia (m)
F=m a (N)
W =F d Cos (ángulo) (J)
Potencia=Trabajo/ tiempo Watts
TABLA 2. PLANO INCLINADO
Masa del Tiempo contrapeso (s) (kg)
Distancia (m)
F=m a (N)
W =F d Cos (ángulo) (J)
Potencia=Trabajo/ tiempo Watts
Compare los resultados obtenidos en la tabla 1 y en la tabla 2? Saque conclusiones. 1.
2. Realice una gráfica de potencia contra trabajo, tanto de la tabla 1 como de la tabla 2? 4. ¿Compare los resultados obtenidos en las conclusiones?
dos gráficas y
saque
5. En el experimento ¿Cuándo es mayor el trabajo y la potencia? ¿Por qué? Página 3 de 4
6. ¿Si pudiéramos alinear el hilo a un ángulo de 90° se realizaría trabajo? Justifica tu respuesta. 7. ¿Se alcanzaron los objetivos de la práctica? ¿Por qué? 8.
Consideras que esta práctica es importante en tu formación académica. Justifica tu respuesta.
