Informe de Conservacion de La Energia Mecanica

UNIVERSIDAD CATOLICA SANTA MARÍA ESCUELA PROFECIONAL DE INGENIERIA MECANIA

Materia: •

Física I

Integrantes: •

Jse Aar!n "#ac M$r%#e&

Gr#': ( Dcente: •

Dra) Re*ecca L#& Linares G#i++,n)

CONSERVACION DE LA ENERGIA MECANICA

A. OBJETIVOS

() Veri-icar e.'eri/enta+/ente +a +e0 1e +a cnser2aci!n 1e +a energía) 3) De/strar %#e +a energía cin,tica 0 energía 'tencia es +a energía /ec$nica tta+) B. FUNDAMENTOS TEORICOS

E.isten 1istintas -r/as 1e energía4 c/ +a energía %#í/ica4 +a energía snra4 +a energía e+ectr/agn,tica 0 +a energía n#c+ear) Sie/'re %#e +a energía 1e #n siste/a ca/*ia4 '1e/s e.'+icar e+ ca/*i 'r +a a'arici!n 1e energía en a+g5n tr +#gar) Esta *ser2aci!n e.'eri/enta+ es +a +e0 1e +a cnser2aci!n 1e +a energía4 #na 1e +as /$s i/'rtantes -#n1a/enta+es +e0es 1e t1a +a ciencia) A#n%#e +a energía se trans-r/a 1e #na -r/a en tra4 n#nca se crea  se 1estr#0e) La energía cin,tica 1e #n *6et 1e /asa / cn 2e+ci1a1 2 es: K7 8 / 23) Esta energía es +a energía ascia1a a+ /2i/ient) E+ tere/a 1e+ tra*a6 0 +a energía esta*+ece %#e e+ tra*a6 rea+i&a1 'r #na -#er&a res#+tante %#e act5a s*re #n *6et es ig#a+ a+ ca/*i en +a energía cin,tica 1e+ *6eti2) W  ∆ K   K f   K i =

=

−

1

1

2

2

2

W = mv f − m v t ❑

E+ tra*a6 rea+i&a1 'r e+ 'es 9 7/g; 1e #n *6et cerca 1e +a s#'er-icie 1e +a Tierra es: W=-mg∆y 4 este tra*a6 se +e cnce c/ +a energía 'tencia+ U) Esta energía est$ ascia1a a +a 'sici!n 1e+ *6et) U =−mg ( y f − y i )

Si t1as +as -#er&as %#e rea+i&an tra*a6 sn cnser2ati2as 9cnser2an +a energía;4 +a energía /ec$nica se cnser2a) La cnser2aci!n 1e +a energía /ec$nica '#e1e #sarse 'ara 1eter/inar +as características 1e+ /2i/ient 1e n siste/a) C#an1 +an&a/s #na 'e+ta a+ aire4 s# ra'i1e& 1is/in#0e a+ s#*ir4 s# energía cin,tica 1is/in#0e 9K= 1/2mv 2  ) 'r%#e 1is/in#0e s# 2e+ci1a1< 0 s# energía 'tencia+ a#/enta 9U=-mg (y f-  y  )) i   'r%#e a#/enta s# a+t#ra) A+ *a6ar4 +a energía cin,tica a#/enta 'r%#e a#/enta s# 2e+ci1a1 0 s# energía 'tencia+ 1is/in#0e 1e*i1 a %#e s# a+t#ra 1is/in#0e c#an1 *a6a) D. EQUIPO / MATERIALES • • • • • • •

S'rte #ni2ersa+ Pin&as Ra/'a acana+a1a Tec=n'r 9'cina+; >i++as 1e acer 1e 1i-erentes ta/a?s Pa'e+ car*!n Reg+a gra1#a1a

• • • • • •

"6as 1e 'a'e+ en *+anc >a+an&a 1igita+ Cinta a1@esi2a Ca+c#+a1ra Pa'e+ /i+i/etra1 Te.t 1e cns#+ta

D. ESQUEMA

E. PROCEDIMIENTO EXPERMIENTAL

() 3) ) B) )

Ar/ar e+ e%#i' c/ /#estra e+ es%#e/a 1e +a -ig#ra) T/ar +a /e1i1a 1e +a a+t#ra 1e +a ra/'a acana+a1a c/ H ) T/ar +a /e1i1a 1e +a a+t#ra 1n1e ter/ina +a ra/'a acana+a1a c/ h. Me1ir +a /asa 1e ca1a 1e +as tres *i++as 0 antar+as en +a Ta*+a I) Ar/a e+ Tec=n'r 9'cina+;) C+car s*re este +a @6a 1e 'a'e+ *+anc 0 enci/a e+ 'a'e+ car*!n) S#6etar t1 cn #na cinta a1@esi2a) ) Esta*+ecer e+ '#nt 1e inici 1e   a 'artir 1e+ c#a+ se rea+i&aran +as /e1icines) ) S+tar +a i++a 1e /asa / 1es1e +a 'arte s#'erir 1e +a ra/'a4 esta sa+e cn #n /2i/ient 'ara*!+ic s*re e+ Tec=n'r) Re'etir este 'rce1i/ient 'r + /ens #nas 2einte 2eces) H) Re'etir e+ 'as 9; cn ca1a #na 1e +as tras *i++as) ) Retirar e+ tec=n'r4 %#itar+e e+ 'a'e+ car*!n 0 t/ar +as /e1icines 1e +as 1istancias 1e . res'ect a s# 'sici!n inicia+ 1e . ) () Antar +s 1ats en +a ta*+a I4 'r + /ens 1e +as /e6res /e1i1as) Ls 2a+res %#e est$n /#0 1is'erss n se 1e*en t/ar en c#enta)

(() Ca+c#+ar arit/,tic 'ara ca1a 2a+res en ta*+a I)

H=(5.01±0. 1) h=(24.7±0. 1)

BILLA N°1 Masa(m!(1".#$%.1

BILLA N°& Masa(m!(1'.1$%.1

L)*+,a

X()m

L)*+,a

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B)

S#/a

B3)3

Pr/e1i .

)

Pr/e1i .

)H

e+ 'r/e1i 1e +as /e1icines 1e . *i++a) Antar +s +a 5+ti/a -i+a 1e +a

F. ANALISIS DE LOS DATOS EXPERIMENTALES

() Uti+i&an1 +as -!r/#+as 1e /2i/ient 'ara*!+ic4 ca+c#+ar +s 2a+res re%#eri1s en ca1a ta*+a V .4 V04 V 'ara +as 1istintas *i++as %#e se @a #ti+i&a1) 3) Cn +a -r/#+a 0a cnci1a U7/g@4 ca+c#+ar +a energía 'tencia+ U A4 6#st antes 1e s+tar #na *i++a4 en e+ '#nt A4 +#eg en e+ '#nt > 0 -ina+/ente '#nt C) ) Cn +a -r/#+a 0a cnci1a K=1/2mv 2 , ca+c#+ar +a energía cinetica K 4 6#st antes 1e s+tar +a *i++a en e+ #nt A4 +#eg en e+ '#n > 0 -ina+/ente en e+ '#nt C) B) Encntrar +a energía tta+ s#/an1 +as energías tant cin,tica cn 'tencia+ 'ara +s '#nts A4> 0 C) ) Antar +s 1ats en +a ta*+a II 'ara +as 1i-erentes *i++as)

G. COMPARACION  EVALUACION EXPERIMENTAL

Va+res

>i++a (

>i++a 3

() +a

0 (m/s

C/ es energia -ina+ en

e+ V2 (m/s

V (m/s

UA (J

UB (J

U) (J

KA (J

KB (J

K) (J

KA3 UA (J

KB3 UB (J

K)3 U) (J

e.'eri/ent 3) En e+ e.'eri/ent KE.iste 1isi'aci!n 1e energía E.'+i%#e) N 'r%#e se cnser2a +a energía) ) En este e.'eri/ent KLa energía 1e'en1e 1e +a /asa 1e +a *i++a Si 'r%#e +a energía 'tencia+ c/ +a cin,tica 1e'en1en 1e +a /asa 1e +as *i++as

B) KC#$+ es e+ 2a+r 1e +a 2e+ci1a1 1e +a *i++a cn e+ c#a+ sa+e 1e +a ra/'a 1e +an&a/ient

) KC#as es e+ 2a+r 1e +a 2e+ci1a1 1e +a *i++a4 6#st en e+ //ent %#e i/'acta cn e+ tec=n'r

I. CONCLUSIONES

Este e.'eri/ent ns sir2i! 'ara '1er 1e/strar +a cnser2aci!n 1e +a energía Se '#1 1e/str! %#e +a energía cin,tica sin 2e+ci1a1 es 4 a+ ig#a+ %#e +a 'tencia+ sin a+t#ra

K. CUESTIONARIO FINAL

KPr%#e +a energía 'tencia+ se 1e-ine cn 2a+r negati2 S#'ner %#e -#era 'siti2a K#, cnsec#encias re+e2antes se 1e1#cirían La energía 'tencia+ cerca 1e #n '+aneta es negati2a4 '#est %#e +a gra2e1a1 rea+i&a #n tra*a6 'siti2 cerca 1e +a /asa4 este 'tencia+ negati2 es in1icati2 1e #n esta1 +iga1< #na 2e& %#e +a /asa est$ cerca 1e #n c#er' gran1e4 es atra'a1a @asta %#e a+g '#e1a s#/inistrar+e energía s#-iciente 'ara '1er esca'ar) KC#$+ es +a energía ascia1a a +a 'sici!n 1e #n siste/a E.'+i%#e) Energía potencial: la asociada a la posición dentro de n ca!po de "er#as conser$ati$o. %or e&e!plo' est la energía potencial gra$itatoria  la energía potencial elstica (o energía de de"or!ación' lla!ada así de*ido a las de"or!aciones elsticas). +na onda ta!*i,n es capa# de trans!itir energía al despla#arse por n !edio elstico.

En este e.'eri/ent4 KC!/ a-ecta +a -#er&a 1e r&a/ient entre +a *i*+ia 0 +a ra/'a acana+a1a

-a presencia de "er#as de ro#a!iento i!pide la aplicación de la conser$ación de la energía !ecnica' dado e en tales condiciones esta "or!a de energía dis!ine drante el !o$i!iento. /o o*stante' es posi*le recrrir a n principio !s general' cal es el de la conser$ación de la energía total' pes ane la energía !ecnica se pierda co!o tal por e"ecto del ro#a!iento' no se destre' sino e se

in$ierte precisa!ente en reali#ar n tra*a&o en contra de esas "er#as de "ricción.

Un @/*re 1e =g sa+ta 1es1e #na a+t#ra 1e 3) a #na '+ata-r/a /nta1a s*re resrtes) A+ c/'ri/irse +s resrtes4 +a '+ata-r/a *a6a #n /$.i/ 1e )3/ res'ect a s# 'sici!n inicia+ 0 +#eg re*ta) La '+ata-r/a 0 +s resrtes tienen #na /asa insigni-icante a;#e ra'i1e& tiene e+ @/*re c#an1 +a '+ata-r/a @a *a6a1 )( *; Si e+ /*re se @#*iera s#*i1 s#a2e/ente a +a '+ata-r/a KC#$nt @a*r$ *a6a1 esta

C/'+etar +a sig#iente ta*+a Sí/*+

Re'resenta

Ti'

U

J

U- Ui E F)1r 

De-inici!n 1e energía 'tencia+

Mg0

Energía 'tencia+

GM/r 

E.'resin 1e +a energia 'tencia+

(3=.3

Uni1a1 S)I)

Esca+ar