CORPORACION UNIVERSITARIA DEL HUILA (CORHUILA) DANIELA VARGAS VALDERRAMA CATALINA DEL MAR RIVERA ALDANA ANGIE CAMILA BERMEO CONSERVACIÓN DE LA ENERGIA MECANICA FERNAN DIAZ FRANCO INGENIERIA AMBIENTAL SEPTIEMBRE 2017
OBJETIVOS: 1. Determinar la energía potencial gravitacional a diferentes alturas para un objeto que se deja caer por un plano inclinado. 2. Determinar la energía cinética del mismo objeto a esas mismas alturas. 3. Determinar si hay cambios en las energías potencial y cinética a medida por objeto se desliza por el plano. 4. Determinar si hay alguna relación matemática entre los cambios de energía potencial gravitacional gravitacional y la energía cinética a medida que el objeto se desliza por el plano inclinado. EQUIPOS Y MATERIALES: Computador Programa Pasco capstone Interface universal 800 Dos (2) foto puertas (photogates) Carro de baja fricción Bandera Pista Regla en mm Balanza PROCEDIMIENTO: Escuchamos atentamente al profesor, dando nos las indicaciones. Luego procedimos a realizar la práctica, primero se cogió el carro y se colocó en la primera fotopuerta de ese punto donde se dejó el carro se midió la altura, esa primer medida será (h1), se repite el mismo procedimiento pero en la segunda fotopuerta y su medida será (h2), luego se lleva el carro a una posición mas alta que la primera fotopuerta y se mide la altura la cual será (h0). Luego se presiona el botón grabar del programa pasco capstone y se suelta simultáneamente simultáneamente el carro para obtener los datos del movimiento a través de la pista, detener el carro y la adquisición de datos, antes de que caiga de la pista. Se apunto la velocidad registrada por cada fotopuerta. La inclinación de la mesa
es de 5◦.
DATOS Y RESULTADOS TABLA 1: DATOS OBTENIDOS DE LA PRÁCTICA Casos
h0 (m)
h1 (m)
h2 (m)
V1 (m/s)
V2 (m/s)
1
0,152
0,132
0,08
0,58
1,15
2
0,172
0,132
0,08
0,86
1,31
3
0,2
0,132
0,08
1,07
1,47
TABLA 2: ENERGIAS POTENCIAL Y CINETICA Casos
U0 (J)
K0 (J)
U1 (J)
K1 (J)
U2 (J)
K2 (J)
1
0,39727632
0
0,34500312
0,04485894
0,2090928
0,176355375
2
0,44954952
0
0,34500312
0,09862566
0,2090928
0,228841935
3
0,522732
0
0,34500312
0,152672415
0,2090928
0,288156015
CASO 1: U◦= 0,2667Kg*9,8⁄ 2*0,152m= 0.39727632 0,34500312 1 K ◦= *0,2667Kg*0= 0
U1=0,2667Kg*9,8⁄2 *0,132m= 1 K1=*0,2267Kg*(0,58⁄2)= 0,04485894
U2=0,2667Kg*9,8⁄2*0,08m= 0,2090928 1 K2=*0,2667Kg*(1,15⁄2)= 0,1763553775 CASO 2: U1=0,2667Kg*9,8⁄2*0,132m= U◦=0,2667Kg*9,8 ⁄2*0,172m= 0,44954952 0,34500312 1 1 K ◦=*0,2667Kg*0= 0 K1= *0,2667Kg*(0,86⁄2)= 0,09862566 U2=0,2667Kg*9,8⁄2*0,08m=0,2090928 1 K2=*0,2667Kg*(1,31⁄2)= 0,228841935 CASO 3: U1=0,2667Kg*9,8 ⁄2*0,132m= U◦=0,2667Kg*9,8⁄2*0.2m=0,522732 0,34500312 1 1 K◦= *0,2667Kg*0= 0 K1= *0,2667Kg*(1,07⁄2)= 0,152672415 U2=0,2667Kg*9,8⁄2*0,08m= 0,2090928 1 K2=*0,2667Kg*(1,47⁄2)= 0,288156015 TABLA 3: DIFERENCIAS ENERGIAS POTENCIAL Y CINETICA Casos
∆U(1,0) [J]
∆K(1,0) [J]
1
-0,0522732
0,04485894
-0,13591032 0,131496435
2
-0,1045464
0,09862566
-0,13591032 0,130216275
3
-0,17772888
0,152672415
-0,13591032
∆U(2,1) [J]
∆K(2,1) [J]
0,1354836
CASO 1: ∆U1,0(J)
∆K1,0(J)
0,345-0,397= -0,052 0,345-0,449= -0,104 0,345-0,522= -0,177
0,044-0= 0,044 0,098-0= 0,098 0,152-0= 0,152
∆U2,1(J)
∆K2,1(J)
0,209-0,345= -0,136 0,209-0,345= -0,136 0,209-0,345= -0,136 TABLA 4: ENERGIAS MECANICA
0,176-0,044= 0,132 0,228-0,098= 0,13 0,288-0,152= 0,136
Casos
K0+U0
K1+U1
K2+U2
1
0,39727632
0,38986206
0,385448175
2
0,44954952
0,44362878
0,437934735
3
0,522732
0,497675535 0,497248815
CASO 1: K◦+U◦
0+0,397= 0,397 0+0,449= 0,449 0+0,522= 0,522 K2+U2 0,176+0,209= 0,381 0,228+0,209= 0,437 0,288+0,209= 0,497
K1+U1
0,044+0,345= 0,389 0,098+0,345= 0,443 0,152+0,345= 0,497
ANALISIS Teniendo en cuenta que la energía mecánica es la suma de la energía potencial y cinética (Em=Ep+Ec),y que la energía potencial está vinculada con la posición del cuerpo, donde esta se determina por la altura( fuerza Normal y el peso (mg)).
Teniendo en cuenta lo anterior para nuestra experiencia la energía potencial en la parte más alta está determinada por las fuerzas que en el auto inciden tal es el caso de la masa, la gravedad y en algunos casos la
fuerza de fricción; En otras palabras la energía potencial en el auto está determinada por la posición del mismo, a diferencia de la energía cinética que aun siendo una propiedad física con la que cuentas los cuerpos ; esta se determina por la velocidad o el cambio de posición que en este se dé ; por tal motivo para nuestra experiencia en la cual no hay un cambio de movimiento inicial y el auto se encuentra en reposo la energía cinética será igual a: 0; a diferencia cuando este se empieza a desplazar y su posición cambia , la energía cinética estará determina en dos tipos de movimiento el rotacional y el translacional y será el resultado(energía potencial) de dicho trabajo (energía cinética estará en aumento ). Al determinar la energía mecánica soportada en nuestros resultados en la tabla 4 podemos determinar que la energía potencial se conserva con u leves cambios que pueden estar determinados por errores humanos o en el material utilizado. Conclusión
Para el presente informe de laboratorio se tuvo en cuenta el resultado obtenido y el tipo de energía (mecánica, cinética y potencial) que en el sistema intervienen, es el caso de la pista y el carro el c ual formaban un sistema influenciado por las fuerzas ya mencionadas. Se pudo observar además cómo los cambios de movimiento generan variaciones en la energía cinética en relación a la energía potencial, a diferencia cuando este se encuentra en reposo. Todo esto nos permite concluir que la energía potencial y cinética están relacionadas a las condiciones de los cuerpos. Y que la energía mecánica se conservación variaciones experimentales o fallas en los procedimientos.
