Informe Laboratorio de Fisica - Energia Potencial Elastica y Gravitatoria

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO Facultad de Ingeniería Pesquera y de Alimentos Escuela Profesional de Ingeniería Pesquera

- ENERGIA POTENCIAL: ELASTICA Y GRAVITATORIA”

“INFORME DE LABORATORIO

 Alumnos:

 Asignatura:

Profesor:

Ciclo:

I.

OBJETIVOS

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Investigar sobre los cambios de energía potencial elásticas en un sistema de bloque  – resorte.



Establecer la relación entre las energías potenciales elástica y gravitatoria.

II.

EQUIPOS Y MATERIALES

Soporte universal

Porta pesas

Sujetador Clamp

Resorte

Regla de 1 metro

Prensa de 5’’

III.

FUNDAMENTO TEÓRICO

En realidad, todos los cuerpos son deformables en mayor o menor medida. Por ejemplo, los sólidos elásticos son aquellos que se recuperan, más o menos rápidamente, a su conformación definida originalmente al cesar la causa de la deformación. En realidad, todos los cuerpos son deformables. Excedido un cierto límite el cuerpo pierde sus características elásticas. Los resortes se estiran cuando se le aplican fuerzas de tracción. A mayor estiramiento mayor tracción, esto indica que la fuerza no es constante. La ley de Hooke nos da la relación de la magnitud de la fuerza Fx con la longitud x de la deformación.

Donde k es una constante elástica, su valor depende de la forma y las propiedades elásticas del cuerpo. El signo negativo indica que la fuerza elástica del resorte siempre se opone a la deformación (estiramiento o compresión). El hecho de que un resorte estirado tienda a regresar a su configuración (forma y tamaño) original cuando de/a de actuar la causa que lo deforma, nos indica que el resorte almacena energía potencial de naturaleza elástica Us cuyo valor es igual al trabajo realizado por la fuerza de estiramiento. Se demuestra que al estirarse un resorte el trabajo realizado es:

Donde x es el estiramiento (elongación) producido por la fuerza promedio en el resorte.

Sea una masa m sostenida en Xo. Se le hace descender estirando el resorte una pequeña distancia hasta un punto x1. Si después la masa se deja libre esta caerá a una posición x2, luego continuara vibrando entre posiciones cercanas a x1 y x2. Después de un cierto tiempo se detendrá. Bajo estas condiciones el trabajo realizado para estirar el resorte de x1 a x2 está dado por

Esto define el cambio de energía potencial elástica Us producido en el resorte. La energía se expresa en joules. Por otro lado, el cambio de energía potencial gravitatoria Uq experimentada por la masa m esta dad por

Para medir la energía potencial gravitatoria Uq=mgy se puede considerar el sistema de referencia en la vertical, con Yo en la base. En este caso otra forma de escribir la ecuación (4) es

Donde  Y1,  Y2 se pueden determinar una vez conocidas x1 y x2. Llamando H a la distancia comprendida entre Xo e Yo se encuentra que

H es una cantidad fácilmente mesurable.

Energía Potencial Gravitacional La energía potencial gravitacional es la energía que posee un objeto, debido a su posición en un campo gravitacional. El uso más común de la energía potencial gravitacional, se da en los objetos cercanos a la superficie de la tierra donde la aceleración gravitacional, se puede presumir que es constante y vale alrededor de 9.8 m\s2. Puesto que el cero de energía potencial gravitacional, puede elegirse en cualquier punto (como la elección del cero de un sistema de coordenadas), la energía potencial a una altura H por encima de ese punto es igual al trabajo que sería requerido para elevar el objeto a esa altura sin cambio neto en su energía cinética. Puesto que la fuerza requerida para elevar un objeto es igual a su peso, se sigue que la energía potencial gravitacional es igual a su peso multiplicado por la altura a la que se eleva.

Energía Potencial Elástica La energía potencial elástica es energía potencial almacenada como consecuencia de la deformación de un objeto elástico, tal como el estiramiento de un muelle. Es igual al trabajo realizado para estirar el muelle, que depende de la constante del muelle k asi como la distancia estirada. De acuerdo con la ley de Hooke, la fuerza requerida para estirar el muelle es directamente proporcional a la cantidad de estiramiento. Puesto que la fuerza tiene la forma:

Entonces, el trabajo realizado para estirar el muelle, a una distancia x es

IV. PROCEDIMIENTO