Lab. n3 Trabajo y Energia

Ciencias Básicas Aplicadas Aplicad as TECSUP – P.F P.F.R. .R.

CIENCIAS BÁSICAS APLICADAS

LABORATORIO LABORATORIO N°03

TEOREMA TRABAJO Y ENERGÍA

PROF. JEISON MANCHEGO PALOMINO

iNTEGRANTES: CARREON YUJRA PAUL MAMANI LOPE ELIZABETH GUTIERREZ HUANCA RONALDO

30


PRÁCTICA DE LABORATORIO Nº 03 TEOREMA DEL TRABAJO TRABAJO Y EER!"A.

. OBJETI!OS #$ C%&p'%( C%&p'%(a' a' la 'elaci)n 'elaci)n en*'e en*'e el *'a(a+% *'a(a+% aplicad% aplicad% s%('e ,n %(+e*% - la a'iaci)n a'iaci)n en s, ene'/a cin1*ica. 2$ Real ealia ia'' cálc, cálc,l%s l%s cine&á cine&á*ic *ic%s %s (asánd (asánd%se %se en c%nsid c%nside' e'aci aci%ne %ness diná& diná&ica icass &ecánicas. 3$ Calc,la' Calc,la' la p%*encia p%*encia desa' desa''%ll '%llada ada s%('e s%('e el &)il.

". MATERIALES

-

-

C%&p,*ad%'a pe's%nal c%n p'%/'a&a PASCO C#$%&'()TM ins*alad%

-

4n*e'5ace *+0 ,(i-)%#/ I(&)#1)

Sens%' de 5,e'a 6#$ Sens%' de &%i&ien*% 6#$ M)il PASCAR 62$ P%lea Pesas c%n p%'*apesas C,e'da 7a'illas Bases M%'daa de &ea Re/la.

3. FUNDAMENTO TE2RICO 3.. T##4'. C,and% C,and% se e+e'ce e+e'ce s%('e s%('e ,n c,e'p% c,e'p% ,na 5,e'a 5,e'a c%ns*a c%ns*an*e n*e F 8,e 5%'&a 5%'&a ,n án/,l% 9 c%n la di'ecci)n di'ecci)n del &%i&ien*%: el *'a(a+% 'ealiad% 'ealiad% p%' es*e a/en*e a/en*e &ien*'as el el c,e'p% e5ec*;a e5ec*;a ,n desplaa&ien*% desplaa&ien*% <: se de=ne c%&% el p'%d,c*% p'%d,c*% del del despla desplaa a&ie &ien*% n*% p%' la c%&p%nen c%&p%nen*e *e de la 5,e'a 5,e'a en la di'ecci di'ecci)n )n del &%i&ien*%: as> 5 6 7F. C'% 98 . 9 78 D%nde ?: den%*a den%*a el *'a(a+% *'a(a+% 'ealiad% 'ealiad% p%' la 5,e'a 5,e'a F 8,e ac*;a s%('e s%('e cie'*% án/,l% 'espec*% a la di'ecci)n del desplaa&ien*%. desplaa&ien*%. La ec,aci)n 6#$: n%s &,es*'a 8,e el *'a(a+% de(e se' e
3#

TECSUP – P.F P.F.R. .R.

Ciencias Básicas Aplicadas Aplicadas

En el sis*e&a M@S: el *'a(a+% se e # e'/i%  dina.c&: l,e/% c%&% #  #0  dinas - #&  #02 c&: *ene&%s 8,e # J  #0  E'/i%s.

3.". E();# Se c%nsi c%nside' de'a a *áci*a *áci*a&e &en*e n*e la ene' ene'/a /a c%&% c%&% la capa capacid cidad ad pa'a pa'a ace' ace' ,n ,n *'a(a+%: % (ien el *'a(a+% Gac,&,lad%H p%' ,n c,e'p%. El c%ncep*% de ene'/a es ,n% de l%s &ás 5',c*5e'%s de *%da la 5sica: - ade&ás de la 8,&ica (i%l%/a.

3.3. E();# Ci(<&i1# 7E18 Es la ene'/a 8,e *iene ,n c,e'p% p%' desplaa'se a de*e'&inada el%cidad s, al%' es*á dad% p%' la 'elaci)n> E1 6 7="8 > -" D%nde>

7"8

&: es la &asa del &)il -  es la el%cidad.

Se p,ede de&%s*'a' de&%s*'a' la e
3.?. E();# P'&)(1i#/ 7EP8 Es a8,ella 'elaci%nada c%n la p%sici)n de ,n c,e'p%: e Sea ,n c,e'p% de &asa &: 8,e es lean*ad% e'*ical&en*e c%n ,n &%i&ien*% ,ni5%'&e: desde ,na p%sici)n en la c,al el cen*'% de /'aedad se enc,en*'a a ,na al*,'a -#: p%' enci&a del plan% ele/id% a'(i*'a'ia&en*e: as*a ,na al*,'a -2: - si se s,p%ne 8,e n% a- '%a&ien*%: la 5,e'a necesa'ia pa'a lean*a' el c,e'p% se'a c%ns*an*e e i/,al en &a/ni*,d al pes% &/: - de(e'á es*a' di'i/ida e'*ical&en*e acia a''i(a. A%'a: dad% 8,e c%n%ce&%s la 'elaci)n en*'e el *'a(a+% 'ealiad%: la 5,e'a e&pleada - la dis*ancia dis*ancia 'ec%''ida: 'ec%''ida: es p%si(le: de=ni' de=ni' l% si/,ien*e> 5 6 > 7@"  @8

738

D%nde el ;nic% ;nic% e5ec*% del a/en*e a/en*e e<*e'i%' e<*e'i%' F: a sid% a,&en*a a,&en*a'' la &a/ni*,d &a/ni*,d &/- desde s, al%' inicial &/- # al al%' =nal &/- 2 32


En c%ncl,si)n de=ni&%s la ene'/a p%*encial /'ai*a*%'ia E P/ : de ,n c,e'p% c%&% el p'%d,c*% del pes% &/ p%' la al*,'a -: de s, cen*'% de /'aedad 'espec*% a ,n plan% de 'e5e'encia ele/id% a'(i*'a'ia&en*e: as> EP 6 >@

7?8

La ene'/a p%*encial es*á as%ciada sie&p'e a ,na 5,e'a: as pa'a las 5,e'as de *ip% c%nse'a*ias: c%nse'a*ias: se c,&ple 8,e>

dE I  dW 2

P

F   F .dr K  2

2

dE P P

7+8

F K dr

1

1

1

Una 5,e'a es c%nse'a*ia si el *'a(a+% 8,e 'ealia n% depende del 'ec%''id% 'ec%''id% sin% de l%s p,n*%s inicial - =nal.

3.+. P'&)(1i# 7P8 Se de=ne c%&% el *'a(a+% *'a(a+% 'ealiad% p%' ,nidad ,nidad de *ie&p%: es deci'> deci'> P  dW

dt

I

78

dt

Pa'a 5,e'as c%nse'a*ias: d%nde la 5,e'a es c%ns*an*e: la p%*encia desa''%llada se p,ede calc,la' de la si/,ien*e 'elaci)n> P 6 F.-

78

3.. T)')># T##4'E();# ##4'E ();# Pa'a ,n %(+e*% de &asa &: 8,e e

W

Fdx

7*8 Si el *'a(a+% &%di=ca la p%sici)n e'*ical del %(+e*%: la ene'/a p%*encial p%*encial /'ai*a*%'ia ca&(ia se/;n>

W

mgdy I

5 6 >@"  >@

78

A%'a: si el *'a(a+% &%di=ca s%l% la el%cidad del %(+e*%: la ene'/a cin1*ica del %(+e*% ca&(ia se/;n>

33


W




21

Fdx

 m

dv dx 708 dt

1

D%nde>

2

m

2

vdv

 m2 v K m2 v 22 22

1 2

1

?: es el *'a(a+%: 2 es la el%cidad el%cidad =nal del del %(+e*% # es la el%cidad inicial.

?. PROCEDIMIENTO ?. T)')># &##4' )();#. 4n/'ese al p'%/'a&a PASCO C#$%&'() TM: a/a clic s%('e el ic%n% 1)# )9$)i>)(&' - se se/, /,id ida a&en* &en*e e 'ec%n ec%n%c %ce' e'á á el se sens ns%' %' de &%i &%i&i &ien en*% *% p'eia&en*e inse'*ad% a la in*e'5ase *+0 ,(i-)%#/ I(&)#1). El sens%' de &%i&ien*% es ,n disp%si*i% c%&% ,n s%na' 8,e e&i*e p,ls%s de s%nid% - l,e/% l%s 'ec%/e: &edian*e es*e p'%cedi&ien*% p'%cedi&ien*% calc,la las

Se/,ida&en*e p'%cede&%s p'%cede&%s a c%n=/,'a' dic% sens%': pa'a l% c,al ace&%s d%(le clic s%('e el ic%n% CONFIGURACI2N: CONFIGURACI2N: selecci%na&%s p%sici)n: el%cidad - acele'aci)n: ade&ás &%di=ca&%s la 5'ec,encia de 'e/is*'% - la llea&%s as*a 0  6 0 lec*,'as p%' se/,nd%$. Una e cali('ad% cali('ad% el sens%' sens%' a''as*'a& a''as*'a&%s %s el c%n% G1' G1' s%('e el ic%n% sens%' de &%i&ien*% - selecci%na&%s la /'á=ca el%cidad  acele'aci)n s *ie&p%: l,e/% ace&%s el &%n*a+e de la =/,'a 2.

3

Ciencias Básicas Aplicadas Aplicad as TECSUP – P.F P.F.R. .R. 

N' $)>i&# ,) )/ >-i/ '/$)) /# $'/)#.

A%'a c%l%8,e el &)il en la p%sici)n inicial 6a 0:# & del sens%'$: 'ealice las &edici%nes c%n la &asa de 0 /'a&%s s,spendida del il%. 4nicie la *%&a de da*%s s%l*and% el &)il - %p'i&iend% el (%*)n i(i1i' en la (a' (a''a de c%n= %n=/,'a /,'acci)n i)n p'in p'inccipa ipal de PASCO C#$%&'() C#$%&'()TM. U*ili *ilice ce las las e''a&ien*as de análisis del p'%/'a&a pa'a de*e'&ina' la el%cidad &edia acele'aci)n &edia. Repi*a el p'%ces% as*a c%&ple*a' #0 &edici%nes: llenand% la *a(la #. B%''e las &edici%nes inc%''ec*as: n% al&acene da*%s innecesa'i%s.

3



0.2N

#.30

#.3

#.N

#.

#.

0.N#

0.N

0.N3

0.N3#

0.N

#.22

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#.3#

#.2

#.20

2.000

#.200

#.#00

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#.200

0.32

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0.32

0.33

0.323

0.3##

0.3#

0.32N

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0.30

0.3#

0.2

0.2N2

0.2N

0.2N

0.2N3

0.2

Variación de la energía cinética del móvil al ir de la posición posición (a) hasta la posición posición (b) (J)

0.2

Trabajo total realizado sobre el móvil para lograr el desplazamiento desde (a) hasta (b). (J)

0.3#

3


?.3 !)i1#1i( !)i1#1i( )/ &)')># )/ &##4' @ /# / # EK . 4n/'ese al p'%/'a&a PASCO C#$%&'() TM: a/a clic s%('e el ic%n% 1)# )9$)i>)(&' )9$)i>)(&' - se/,ida&en*e 'ec%n%ce'á el sens%' de 5,e'a 6 Ti' $'%i&i-': $'%i&i-': c%n 2 deci&a deci&ales les$$ - el sens%' sens%' de &%i&i &%i&ien* en*% % p'ei p'eia& a&en* en*e e inse' inse'*a *ad% d% a la in*e'5ase *+0 ,(i-)%#/ I(&)#1). A%'a *eniend% c,idad% de 8,e la c,e'da n% a/a nin/;n án/,l% c%n la s,pe'=cie: a''as*'e la &asa c%&% se e en la =/,'a 3: &ien*'as ace es*a %pe'aci)n s, c%&paQe'% /'a(a'á l%s da*%s en la c%&p,*ad%'a.

3



Fi,# 3. Se/,nd% 3. Se/,nd% &%n*a+e.

C%n l%s da*%s p'%p%'ci%nad%s p%' l%s sens%'es de 5,e'a - &%i&ien*% p,ede p,ede calc,l calc,la' a' *an*% *an*% la ene'/ ene'/a a cin1*i cin1*ica ca del del &)il: &)il: as as c%&% c%&% la p%*enc p%*encia ia desa''%llada p%' la 5,e'a c%&% 5,nci%nes del *ie&p%. Pa'a *al =n a('a ,na /'a=ca F,e'a s p%sici)n - eli+a el *'a&% en el c,al la 5,e'a aplicada sea c%ns*an*e - 'ealice el a+,s*e lineal pa'a iden*i=ca' la 5,nci)n lineal : es*a e
0.2

#.

0.#2

2.N

2.32

0.3

0.0

0.2

0.0

0.N

0.#N

0.2

0.03

0.3

0.#

0.#2

0.#2

0.02 3

0.2#

0.0N

0.##

0.0

0.0

0.0#

0.0

0.02 0.##2 0.0 J J

0.0

#.


3N



+. CUESTIONARIO

+. T'>#(' )( 1,)(&# )/ $'1)%' T)')># &##4' )();# )%$'(#: .#.# C%n l%s 'es,l*ad%s &%s*'ad%s en la *a(la #: de*e'&ine la 'elaci)n en*'e la a'iaci)n de la Ec - el *'a(a+% *%*al 'ealiad%: en s, %pini)n se c,&ple el *e%'e&a *'a(a+%ene'/a: p%' 8,1

S se c,&ple: -a 8,e el al%' de la ene'/a cin1*ica s,5'e ,na a'iaci)n de(id% a 8,e la el%cidad es &%di=cada p%' el *'a(a+%: *al c%&%se %(se'a en la e
Es% de*e'&ina el *'a(a+%. P%' es% la 5)'&,la es ?F.d<

.#.3 En el e
0


La &a &asa sa c% c%l/ l/an an*e *e es c% c%ns nse' e'a a*i *ia a -a 8, 8,e e p% p%se see e ,n ,na a 5, 5,e' e'a a c%ns*an*e 8,e n% a'a.

+." T'>#(' T'>#(' )( 1,)(&# )/ $'1)%' ) -)i1#1i( )/ &)')># )/ &##4' @ /# EK )%$'(#: .2.# El *'a(a+% calc,lad% c%&% in*e/'al de la 5,e'a 'espec*% de la dis*ancia es i/,al a a8,el calc,lad% c%&% la in*e/'al de la p%*encia 'espec*% al *ie&p% En*'e/,e l%s al%'es - el e''%' p%'cen*,al. 0.0 J 0.##2 J e''%'> 3.# .2.2 C)&% p,eden p'esen*a'se l%s 'es,l*ad%s pa'a de&%s*'a' el *e%'e&a del *'a(a+% - la ene'/a cin1*ica

Se p%d'a c%n*a' c%n ,n in*e'al% de *ie&p%: del c,al se'a p%si(le %(*ene' l%s al%'es en*'e ese in*e'al%. .2. .2.3 3 La Las 5,e' ,e'a as de '%a %a&ien &ien*% *% +,e/ +,e/an an ,n pape papell i&p% i&p%'* '*an an*e *e en es es*a *a e
La 5,e'a de '%a&ien*% dis&in,-e el al%' del *'a(a+%. Sin e&(a'/%: dic% n% es si/ni=ca*i%: p%' l% 8,e n% se l% *%&% en c%nside'aci)n. .2. Realice ,na in*e'p'e*aci)n de l%s al%'es %(*enid%s: pa'a T'a(a+%: Ene'/a Cin1*ica - P%*encia La ene'/a cin1*ica 8,e e&%s %(*enid% es la s,&a de la ene'/a cin1*ica inicial &ás el *'a(a+% 'ealiad%: la p%*encia es l% 8,e de&%') es*a. .2.. Analice *'es si*,aci%nes aplicadas a s, especialidad s%('e el *e%'e&a del T'a(a+% T'a(a+% - Ene'/a Ene'/a #. Al a,*%&a*ia' a,*%&a*ia' al/,na al/,na acci)n en ,na de*e'&ina de*e'&inada da &á8,ina: &á8,ina: se calc,la'á s, T'a(a+% T 'a(a+% - P%*encia. P%*encia. 2. Al 'ealia' 'ealia' &an*eni&ien*% a al/;n sis*e&a a,*%&a*ia a,*%&a*iad% d% se alla'á s, can*idad de ene'/a 8,e c%ns,&e - s, niel de p'%d,cci)n. 3. U*ilia' di5e'en*es di5e'en*es e8,ip%s a,*%&a*iad%s a,*%&a*iad%s p'%d,ci'án T'a(a+%.

#



. PROBLEMAS. L%s p'%(le&as a c%n*in,aci)n se desa''%lla'án de 5%'&a anal*ica. P'%(le&a 0#. Una pa'*c,la de 0.00 / *iene ,na 'apide de 2.00 &Vs en

el p,n*% A - ene'/a cin1*ica de .0 J en el p,n*% B. a$ s, ene'/ ene'/a a cin1* cin1*ica ica en en A m. v

E 

2

E 

2

0.6 . 2

2

#.2 J

2

a$ s, 'apid 'apide e en B E 

m. v

2

.0 

2

0.6 . v

2

 &Vs

2

($ el *'a(a+% *'a(a+% ne*% ine'*id ine'*id% % en la pa'*c,la pa'*c,la c%n5%'& c%n5%'&e e se &,ee de A a B #.2 W .  . J

P'%(le&a 02. Un &a'*ine*e de 2 #00 / se ,sa pa'a en*e''a' ,na i/a 4

de ace'% en la *ie''a. El &a'*ine*e cae .00 & an*es de 8,eda' en c%n*ac*% c%n la pa'*e s,pe'i%' de la i/a. Desp,1s claa la i/a#2.0 c& &ás en el s,el% &ien*'as lle/a al 'ep%s%. Aplicand% c%nside'aci%nes de ene' ene'/ /a: a: calc calc,l ,le e la 5,e' 5,e'a a p'%& p'%&ed edi% i% 8,e 8,e la i/a i/a e+e' e+e'ce ce s% s%(' ('e e el &a'*ine*e &ien*'as es*e lle/a al 'ep%s%.

m.v •

•

w=f . d

2

2

=m . g . h

w 5 d

v 1

5

2

2 =

m.v

2. g . h

2

22XN.XN.N &Vs m. v 5 2 d

d

2

5

2100 ∗9.9 2∗0.12

M

. APLICACI2N A LA ESPECIALIDAD 7S) $)%)(&# '% #$/i1#1i'()% )/ &)># )#/i#' #$/i1#'% # %, )%$)1i#/i#8.

2

.


Se p'esen*a'an ,n &ni&% de 2 aplicaci%nes del *e&a del la(%'a*%'i% 'e5e'id% a s, especialidad. 

P%de&%s c%&ena' diciend% 8,e c,and% se desplaa ,na c%''ien*e p%' ,n c%nd,c*%' a dis*in*% p%*encial: se p'%d,ce ,n &##4' &##4'.. C%n l% an*e'i%' p%de&%s de=ni' 8,e la P%*encia el1c*'ica 8,e se desa''%lla en ,na ca'/a es el c%cien*e en*'e el T'a(a+% el1c*'ic% - el *ie&p%: siend% s, ,nidad de &edida el ?a** 6?$: - s, e F'>#(' #%; )();#. D)nde> P  P%*encia en ?a**s 6?$. T  T'a(a+% T'a(a+% en J%,le. J%,le. *  Tie&p% en se/,nd%s.



Las p'i Las p'i&e' &e'as as &á &á8,i 8,inas nas A,* A,*%&a %&a*i *iad adas as si& si&ple pless s,s s,s*i* *i*,a ,an n ,na 5%' 5%'&a &a de es5,e'% en %*'a 5%'&a 8,e 5,e'an &ane+adas p%' el se' ,&an%: *al c%&% lean*a' ,n pes% pesad% c%n sis*e&a de p%leas % c%n ,na palanca 7T##4'8. P%s*e'i%'&en*e P%s*e 'i%'&en*e las &á8,inas 5,e'%n capaces de s,s*i*,i' la )();# ,&ana % ani&al p%' 5%'&as na*,'ales de ene'/a 'en%a(le: *ales c%&% el ien*%: las &a'eas: % ,n ,+% de a/,a.



En /ene'al se p,ede deci' 8,e la a,*%&a*iaci)n es el canal &edian*e el c,al se p,eden &%ni*%'ea' *%d%s l%s p'%ces%s 8,e %c,''en en l%s edi=ci%s &edian*e ,n T##4' de(ida&en*e 'ealiad% 'ealiad% p%' el %&('e - las &a8,inas: l%s c,ales se c%&p%nen de ca(lead%s: c,a'*%s de &á8,inas: l%caliaci)n de l%s &%*%'es: 5%'&and% as )();# )();# - en*ilaci)n % las p'%isi%nes ene'/1*icas. ene'/1*icas.

*. OBSER!ACIONES .#

Se %(se') 8,e c,and% se 'es,ele ,n p'%(le&a sie&p'e se 'es,ele c%n el sis*e&a M@S.

.2

Se %(se') 8,e a- 'elaci)n en*'e el *'a(a+% aplicad% s%('e ,n %(+e*% la a'iaci) i)n n en en s, s, en ene'/a cin in1 1*ica

3


.3


se %(se') 8,e D%nde ?: den%*a el *'a(a+% 'ealiad% p%' la 5,e'a F 8,e ac*;a s%('e cie'*% án/,l% 'espec*% a la di'ecci)n del desplaa&ien*%

. CONCLUSIONES N.#

En c%ncl,si)n el *'a(a+% - la ene'/a es*án p'%5,nda&en*e 'elaci%nad%s: 'elaci%nad%s: pe'% c,and% a(la&%s de *'a(a+% n% n%s es*a&%s 'e='iend% a la la(%' 8,e dese&peQan l%s %('e'%s % c,and% n%s 'e5e'i&%s a ene'/a n% esa 8,e se/;n l%s c%&e'ciales *eleisi%s pe'de&%s al ene+ece'. %: el *'a(a+% en 5sica se *'a*a de 8,e la 5,e'a 8,e se apli8,e s%('e el c,e'p%: - la dis*ancia 'ec%''ida p%' e5ec*% de la 5,e'a 8,e se aplica. Ta&(i1n T a&(i1n de(e&%s c%nside'a'se ,n de*alle: el desplaa&ien* desplaa&ien*% % 8,e se p'%d,ce de(e *ene' la &is&a di'ecci)n de la 5,e'a aplicada.

N.2

Se ap'endi) 8,e: en a,sencia de 5,e'as n% c%nse'a*ias: el *'a(a+% ec% p%' la 'es,l*an*e de 5,e'as e<*e'nas s%('e ,n c,e'p% de &asa & es i/,al al inc'e&en*% en la ene'/a cin1*ica del c,e'p%

N.3 Se ap ap''en endi di) ) 8, 8,e e c, c,an and% d% el *' *'a( a(a+ a+% % e5 e5ec ec*, *,ad ad% % p% p%'' la 5, 5,e' e'a a ne ne*a *a c%ns*an*e Fne*a al desplaa'se ,na pa'*c,la es i/,al al ca&(i% en la ene'/a cin1*ica dela pa'*c,la

0. BIBLIOGRAFIA 7%)( '>#&' ) /# APA8 Rec,pe'ad%> **p>VV.sc.e,.esVs(e(V=sicaVdina&icaV*'a(a+%Vene'/iaVene'/ia.*& Rec,pe'ad%> **p>VV=sica.,na.esVZd&aaV=sica#V&ec.*&l

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Lab. n3 Trabajo y Energia

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