FISICA I 2014-II
LABORATORIO N° 5 TRABAJO Y ENERGÍA I. OB OBJE JETIV TIVOS OS o
o
Determinar el trabajo realizado en un móvil y el cambio en la energa cin!tica "rovocada "or el móvil# Com"robar e$"erimenta e$"erimentalmenteel lmenteel teorema% teorema% trabajo y la variación variación en la energa cin!tica#
II. FUNDAM FUNDAMENT ENTO O TEORI TEORICO CO
&ara un objeto con ma'a m( )ue e$"erimenta una *uerza neta
F net en net en
=
una di'tancia d e' "aralela a la *uerza neta+ la ecuación mue'tra el trabajo realizado+ ,# Si el trab trabaj ajo o camb cambia ia la "o'i "o'ici ción ón vert vertic ical al del del obje objeto to++ la ener energ ga a "otencial gravitatoria del objeto cambia# Sin embargo+ 'i el trabajo 'ólo cambia la velocidad del objeto+ la energa cin!tica del objeto+ .+ cambia como 'e mue'tra en la 'egunda ecuación+ donde , e' el trabajo+ v * e' e' la velocidad /nal del objeto y vi e' la velocidad inicial del objeto#
Wneto = ∆KE = KEf − KEi =
1
2
mv f −
1
2
mv i
III. MATERIAL MATERIAL DIDACTICO &ara el de'arrollo del tema+ lo' alumno' utilizaran lo 'iguiente% #1 In'trumento' yo e)ui"o' "lorer 3 Sen'or de Fuerza Sen'or de 5ovimiento Carril de 1+6 m Carrito 'in *ricción #2 5ateriale' 7alanza Digital# Cinta m!trica#
IV. IV. TECN TECNIC ICA A OPER OPERA ATORI TORIA A / PROC PROCED EDIM IMIE IENT NTO O / RECO RECOLE LECC CCIO ION N DE DATOS / RESULTADOS
8'e un 'en'or de *uerza "ara medir la *uerza a"licada a un carro "or una una cuer cuerda da atad atada a a una una ma'a ma'a de'c de'cen ende dent nte# e# 8til 8tilic ice e el 'en' 'en'or or de movimiento "ara medir el movimiento del carro+ ya )ue e' tirado "or la 99A5: 2014-II
FISICA I 2014-II cuerda# 8tilice el "lorer 3 "ara grabar y mo'trar la *uerza y el movimiento# Determine el trabajo realizado en el 'i'tema y la energa cin!tica /nal del 'i'tema# Com"arar el trabajo realizado "ara la energa cin!tica /nal# P'o(!%)%nto 1 .ncienda el 3y abra el arc;ivo de con/guración 3 titulado *o'+n',- # .l arc;ivo e't< con/gurado "ara medir la *uerza 60 vece' "or 'egundo =60 >z? y medir el movimiento 20 vece' "or 'egundo =20 >z?# a "antalla de gr
la "o'ición =m? y tiem"o ='?# .l arc;ivo tambi!n tiene un 'egundo gr
2
Montaj !" E#$%&o
R,%t'o ! Dato
@:A% .l "rocedimiento e' m<' *
•
&ul'e Inicio "ara comenzar el regi'tro de dato'# Suelte el carro "ara )ue 'e mueva ;acia la "olea 4 &ul'e "ara detener lagrabación de dato'ju'to ante' de )ueel carrollegue ala "olea • @:A% @o "ermita' )ue el carro gol"ee la "olea#
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FISICA I 2014-II An"%%
8tilice la "antalla gr
.l in*orme deber< con'ignar 1# o' do' gr
VI.CUESTIONARIO DE APLICACI0N 1 8n cuer"o 'e de'"laza B m al actuar 'obre !l una *uerza de 0 @# Calcula el trabajo realizado en lo' 'iguiente' ca'o'% a Fuerza y de'"lazamiento tienen la mi'ma dirección y 'entido# b Fuerza y de'"lazamiento tienen la mi'ma dirección y 'entido contrario# c Fuerza y de'"lazamiento 'on "er"endiculare'# Solución:
a? .l
・
・
・
・
・
2 Calcula )ue trabajo "uede realizar en do' ;ora' un motor )ue tiene una "otencia de 100 ,# Solución:
Dato'%
t 2 ; H200 ' & 100, , & ,t 100 ,H200
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FISICA I 2014-II , H200 $ 100 , H20000 3 JA )u! altura debemo' elevar un cuer"o de 0 Kg "ara )ue tenga una energa "otencial )ue 'ea igual a la energa cin!tica )ue tiene otro cuer"o de 60 Kg movi!ndo'e a una velocidad de 10 m' Solución:
Dato'% Cuer"o 1% m 0 KgL ; Cuer"o 2% m 60 KgL v 10 m' ." .c ." m g ; ." 0 $ GM $ ; ." H4 ; ・
・
・
.c
mv
.c
x
.c H4 # ; 1000 ; 1#2 4 8na "iedra de 100 g de ma'a 'e lanza verticalmente ;acia arriba con una velocidad de 64 Km;# Si de'"reciamo' todo ti"o de rozamiento'+ calcula% a Altura m<$ima )ue alcanza# b Nelocidad )ue tendr< a m de altura# Solución:
Dato'% m 100 g 0+1 Kg v 64 Km; 64000mB00' 16 m' a? .nerga mec
mv
O mg;
.m
mv
O mg0
.m
0,1 x 15
Oo
.m .nerga mec
mv
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O mg;
FISICA I 2014-II .m
m X 0
.m
O mg;
O 0+1G# ;
.m 11+26 0MG ; ; 11+4 mP b? .m .c O ." ・
.m
mv
O mg;
.m 0,1 x v
O 0+1G#
.m 0,1 x v
O H+4 0,1 x v
O H+4
N+2B
5 8na bomba de 1400 , de "otencia e$trae agua de un "ozo de 26 m de "ro*undidad a razón de 200 litro' "or minuto# Calcula% a .l trabajo realizado cada minuto# b a "otencia de'arrollada "or la bomba# c .l rendimiento de la bomba# Solución:
a? dato'% & 1400 , ' 26 m N 200 itro' "ara el agua 1 litro "e'a 1 Kg m 200 Kg# t 1 minuto B0 ' & ,t , F E' co'α , F ' co'α , &e'o ' co'α , m g ' co'α , 200 GM 26 co' 0 , 4G000 ・
・
・
・
・
・
b?
・
・
& ,t & 4G000 B0
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・
FISICA I 2014-II & 1BMBH , a?
u
n
$ 100
u
n
$ 100
n
$ 100
n 6+ Q Si la "otencia utilizada "or un motor e' de 6 000 , y 'u rendimiento e' del B6 Q+ Jcu
& 6 000 , n B6 Q n
$ 100
B6
$ 100
B6 &motor 600000 &motor HBG2+2 ,
6 a cabina de un a'cen'or tiene una ma'a de B00 Kg y tran'"orta a 4 "er'ona' de H6 Kg cada una# Si 'ube ;a'ta una altura de 26 m en 2 minuto'+ calcula% a .l trabajo )ue realiza el a'cen'or# Solución:
, F E' , =B00O4H6? G+ 26 , 220600 7 a "otencia media de'arrollada e$"re'ada en K, y en C#N# ・
Solución:
& ,t & & 1+4 , & 11H+6 ,
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2#6
FISICA I 2014-II 8 8n cuer"o cae "or una montaRa ru'a de'de un "unto A 'ituado a 60 m de altura con una velocidad de 6 m'# &o'teriormente "a'a "or otro "unto 7 'ituado a 20 metro' de altura# Ju! velocidad llevar< al "a'ar "or 7 Solución:
.m .c O ." .m1 .m2 mv
m X 5
O mg;
mv
O mg;
O m G+ 60
mv
O m G+ 20
12+6 O4G0 0+6 N2 O 1GB N 24+HB 9 8na grTa eleva un "e'o de 200 @ de'de el 'uelo ;a'ta una altura de 10 m en 10 '# >alle la "otencia de'arrollada en K,# Solución:
, F E' , 200 10 , 2000 & ,t ・
& & 0+2 , 1: De'de una altura de 200 m 'e deja caer un objeto de 10 Kg# a JCu
." mg; ." 10 $ G+ $ 200 ." 1GB00 7 JCu
.m .c O ." mv
O mg; .c
O0
O 10 $ G+ $ 200 .c .c 1GB00 c JCon )u! velocidad llegar< al 'uelo Solución:
.c 1GB00
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mv
1GB00 10 x v N B2+B1 ! Ju! velocidad tendr< en el "unto medio de 'u recorrido Solución:
.m .c O ." .m1 .m2 mv
O mg;
mv
O m G+ 26
O mg; mv
O0
N 22+14 VII. BIBLIOGRAFIA
ANA9.@3A+ 7eatriz UFISICA
[email protected]V .dit# >arla+ 5!$ico D#F# 1G1 983A + > y 5::9. # U5A.5WICAS A&ICADAS A CI.@CIA X .C@::3YAV+ ibro' 5c3raZ [ >ill# Colombia 1GH2
[email protected]+ UA7:9A:9X &>XSICSV# o;n ,iley\Son' @#X# S.9,AX+ 9#A# UFISICAV .dit Interamericana+ 5!$ico D#F# 1G6 ,IS:@+ #D# UFISICA C:@ A&ICACI:@.SV .dit# Interamericana+ 5!$ico D#F# 1G4
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