UNIVERSIDAD CIENTÍFICA DEL SUR FACULTAD DE CIENCIAS AMBIENTALES INGENIERIA INGENIE RIA AMBIENTAL AMBIENTAL
PRÁCTICAS DE LABORATORIO
ASIGNATURA: ASIGNATURA: Física I HORARIO: lunes (3:00-7:00 p.m.) PROFESOR : José Cupén PRÁCTICA N° 4: Cambios de energía potencial INTEGRANTES:
a!"ua Caldas# ilagros
FECHA DE REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA: $% PRÁCTICA: $% de no&iembre del '0$ FECHA DE ENTREGA DEL INFORME: ' de no&iembre del '0$
'0
LIMA-PERÚ 20!
LABORATORIO N° 4
Cambios de la energía potencial
I"
OB#ETIVOS
In&estigar los cambios de energía potencial el*stica en un sistema masa- resorte.
+eterminar el &alor de la constante el*stica.
,stablecer dierencias entre la energía potencial el*stica ! la energía potencial gra&itatoria.
II"
MARCO TEÓRICO
,n un sistema ísico# la energía potencial es la energía ue mide la capacidad ue tiene dic"o sistema para reali/ar un trabao en unci1n e2clusi&amente de su posici1n o coniguraci1n. uede pensarse como la energía almacenada en el sistema# o como una medida del trabao ue un sistema puede entregar. 4uele abre&iarse con la letra 5 o ,p. 6lgunos cuerpos# una &e/ ue "an sido deormados# no se recuperan instant*neamente# lo "acen m*s lentamente ! pueden recobrar o no totalmente su orma original. ,sto es lo ue sucede cuando arrugamos un papel ! los soltamos# aunue no recupera totalmente su orma original# obser&amos ue cuando lo deamos libre# se desarruga lentamente. ,emplos de cuerpos el*sticos son las bandas de "ule# los trampolines# las camas el*sticas# las pelotas de tbol ! un resorte ue se alarga. 8os alargamientos son proporcionales a las uer/as# es decir# ue una uer/a doble produce un alargamiento doble. ,sto ue sucede en el resorte es general para todos los cuerpos el*sticos: la deormaci1n de un cuerpo el*stico es directamente proporcional a la uer/a ue la produce (8e! de 9ooe) ! matem*ticamente se representa como:
8a ; se llama constante de elasticidad de un resorte ! es una medida de la tenacidad del resorte ! &aría de acuerdo al tipo de material. Cuanto m*s grande sea # m*s tena/ ser* el resorte. 8a le! de 9ooe no se limita al caso de los resortes en espiral# de "ec"o# se aplica a la deormaci1n de todos los cuerpos el*sticos.
LABORATORIO N° 4
Cambios de la energía potencial
al como es el caso de un resorte comprimido o estirado. ara deormar un resorte es necesario utili/ar un trabao ! éste es almacenado en orma de energía potencial. ,l trabao reali/ado para estirar el resorte una cantidad 2 es igual al *rea bao la recta ue parte del origen. Fig. ?@ $
LABORATORIO N° 4
III"
Cambios de la energía potencial
RESULTADOS
T$%&$ 0:
Masa suspendida (kg)
Magnitud de la fuerza aplicada F (N)
Elongación (m) X
Constante elásca (N/m)
0.06
0.588
0.065
9.046
0.07
0.686
0.078
8.794
0.08
0.784
0.091
8.615
0.09
0.882
0.105
8.4
0.1
0.98
0.12
8.2
T$%&$ 02:
X1 (m)
X2 (m)
1=1/2
2=1/2
(J)
(J)
(J)
0.02
0.25
0.002
0.3
0.298
0.03
0.275
0.004
0.3
0.296
0.04
0.295
0.007
0.4
0.393
0.05
0.308
0.01
0.4
0.39
0.05
0.348
0.01
0.5
0.49
LABORATORIO N° 4
Cambios de la energía potencial
T$%&$ 0':
y1 (m)
(m)
1.275
(J)
(J)
(J)
1.06
0.7497
0.623
-0.13
1.265
1.025
0.868
0.703
-0.165
1.255
1.014
0.984
1.245
1
1.098
0.882
-0.216
1.245
0.966
0.1494
0.116
-0.033
0..795
T$%&$ 04:
(J)
(J)
0.298
-0.13
0.296
-0.165
0.393
-0.189
0.39
-0.216
0.49
-0.033
-0.189
LABORATORIO N° 4
IV"
Cambios de la energía potencial
CONCLUSIONES
8a energía potencial no tiene ningn signiicado absoluto# s1lo la dierencia de la energía potencial tiene sentido ísico. A5B0# si el trabao se reali/a mediante algn agente contra la uer/a conser&ati&a A5D0# si el trabao es reali/ado por la uer/a conser&ati&a.
Cuando las uer/as son conser&ati&as la energía total de la partícula permanece constante durante su mo&imiento.
8a energía mec*nica de un sistema cerrado no &aría con el tiempo# si todas las uer/as internas ue actan en dic"o sistema son potenciales.
V"
CUESTIONARIO
1. Con los datos de la tabla 1 grafique en un papel milimetrado las fuerzas versus sus respectivas elongaciones.
Fuerza #$ Elongación 1.60
Fuerza (N)
Elongación (m)
0.59 0.69 0.78 0.88 0.98
0.07 0.08 0.09 0.11 0.12
) N ( 1.40 a a 1.20 c i l " 1.00 a a z r 0.80 e u ! a 0.60 l e 0.40 u 0.20 t i n g 0.00 a 0.00 M
% & 7.1461' 0.128 * & 0.999
0.05
0.10
Elongación (m)
0.15
0.20
LABORATORIO N° 4
Cambios de la energía potencial
2. A partir del gráfico anterior determine el valor de la constante elástica del resorte.
+ en gr,-co romeio F romeio ' 7.15 0.78 0.09
+ e'"erimental
8.54
Error /
16.
3. Explique los resultados dela Tabla !. 8a relaci1n ue e2iste entre la energía potencial gra&itatoria ! la energía potencial del resorte es la ∆
medida ue la energía gra&itatoria pierde# debido al decremento de la altura# la energía
potencial del resorte aumenta su energía debido a ue se &a incrementando la deormaci1n del resorte. or otro lado# entre la masa ! el resorte si se conser&a la energía# porue primero cuando sostenemos el resorte en una posici1n el cuerpo tiene una energía potencial gra&itatoria ! cuando lo soltamos gran parte de la energía potencial gra&itatoria se transorma en energía potencial el*stica desarrollada por el estiramiento del resorte. ,n la relaci1n siguiente tenemos para un caso ideal# donde no "a! pérdida de energía# es decir toda la energía potencial gra&itatoria se transorma en energía potencial el*stica.
el,$3ca & gra#itatoria
LABORATORIO N° 3
VI"
Cambios de la energía potencial
BIBLIOGRAFÍA
5ni&ersidad +on
LABORATORIO N° 3
VII"
Cambios de la energía potencial
ANE(OS
Gegla milimetrada
Juego de pesas
3orta pesas
Gesorte
6ne2o $. ateriales de laboratorio empleados
6ne2o '. 4oporte uni&ersal
LABORATORIO N° 3
Cambios de la energía potencial
6ne2o 3. Geali/aci1n del pro!ecto
6ne2o . >oma de datos
