“Año de la Inversión para el Desarrollo Rural y la Seguridad Alimentaria”
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA FACULTAD DE INGENIERIA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA ESPECIALIDAD INGENIERÍA ELÉCTRICA
TRABAJO Y ENERGÍA
CURSO:
FISICA 1
CÓD DEL CURSO:
FI203
SECCION:
N
DOCENTE:
Alejandra B. Altamirano
INTEGRANTES:
Espinoza Pairazamán Mario Falconi Medina Victor Mamani Mallma Renzo
Uni, 27 de noviembre del 2013
Contenido I.
INTRODUCCION ........................................................................................................................... 3
II.
OBJETIVOS DEL EXPERIMENTO ................................................................................................... 3
III.
FUNDAMENTO TEÓRICO ......................................................................................................... 3
IV.
EQUIPO UTILIZADO.................................................................................................................. 4
V.
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL SEGUIDO ............................................................................... 4
VI.
CÁLCULOS Y TABLAS ................................................................................................................ 4
VII.
RESULTADOS ........................................................................................................................... 4
VIII.
OBSERVACIONES ..................................................................................................................... 4
IX.
CONCLUSIONES ....................................................................................................................... 5
X.
BIBLIOGRAFIA .............................................................................................................................. 5
I.
INTRODUCCION
El concepto de trabajo es fundamental en la mecánica por su relación con la energía, gracias a esta herramienta podemos explicar distintos fenómenos y también ver sus aspectos cuantitativos. En el presente informe de laboratorio usaremos la definición de trabajo, así como su relación con la energía, describiendo el movimiento de un disco por una trayectoria curvilínea.
II.
III.
OBJETIVOS DEL EXPERIMENTO Verificar el teorema trabajo-energía cinética. Apreciar los conceptos de Trabajo y Energía. Determinar la constante elástica K, mediante la ley de Hooke, es decir midiendo la proporcionalidad entre fuerzas y alargamientos. Llegar a establecer que el trabajo realizado por todas las fuerzas actuantes en un cuerpo (trabajo neto), equivale a la variación de la energía cinética de dicho cuerpo
FUNDAMENTO TEÓRICO
Energía
La energía está presente en nuestra vida cotidiana en varias formas. La energía eléctrica para la iluminación, la energía almacenada en la batería para encender el motor de un vehículo, la energía eléctrica para que funcione el aparato de aire acondicionado que saca el calor de los edificios, etc. En la física, la energía se clasifica en diferentes tipos. La energía mecánica, la electromagnética, la química, la térmica, la nuclear, etc. Además, una forma de energía puede convertirse en otra. Por ejemplo, cuando un motor eléctrico se conecta a una batería, la energía química se transforma en energía eléctrica, la cual, a su vez, se puede convertir en energía mecánica. La transformación de energía de una forma a otra es una parte esencial del estudio de la física, la ingeniería, la química, la biología, la geología, etc. Cuando la energía cambia de una forma a otra, su cantidad total permanece igual. Cualquier forma de energía es una cantidad escalar. Trabajo
En la vida cotidiana, trabajo es lo que se asocia con hacer un esfuerzo. Caminar, trasladar un objeto de un lugar a otro, dirigir el tráfico en la calle, enseñar, estar en una oficina moviendo papeles o tecleando en una computadora. En física, un trabajo es efectuado por una fuerza que actúa sobre un objeto siempre y cuando haga que el objeto se mueva alguna distancia. Trabajo efectuado por una fuerza constante. Es una medida de la energía transferida por la aplicación de una fuerza al largo de un desplazamiento
Energía Cinética.
En física, la variación de energía cinética es la cantidad de trabajo que tuvo que ser realizado sobre un objeto para modificar su velocidad (sea a partir del reposo - velocidad cero - sea a partir de una velocidad inicial).
IV.
V.
EQUIPO UTILIZADO Planchas de vidrio en marco de madera Un disco con sistema eléctrico Un chispero electrónico con su fuente de poder Dos resortes Una hoja de papel eléctrico y dos hojas de papel bond Pesas de diferentes kilogramos Una regla Compas y escuadras
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL SEGUIDO
1. Nivelar horizontalmente la plancha del vidrio y colocar le disco y los resortes como indica la figura 2. Establecer la mayor frecuencia del chispero electrónico. Sobre el papel a obtener la trayectoria trazar los puntos a y b, correspondientes a los extremos de los resortes 3. Lleve el disco hasta una posición o y en el momento de soltarlo encienda el chispero. Apague el chispero cuando el disco cruce su propia trayectoria 4. Repetir el experimento en diferentes hojas, escoger las hojas con mejor nitidez para el análisis de datos. 5. Retirar los resortes y medir sus longitudes naturales.
VI.
VII. VIII.
CÁLCULOS Y TABLAS
RESULTADOS OBSERVACIONES Se observó que debido a la resistencia del aire y la fricción no se llegó a cumplir el teorema del Trabajo y la Energía. Se observó que el método para hallar la velocidad en los puntos 1 y 15 no fue el más preciso. Se observó que debido a las continuas deformaciones de los resort es, éstos nunca regresarán a su longitud inicial exacta.
IX.
CONCLUSIONES
El propósito de este laboratorio es hacer un estimado del trabajo en cada punto de la trayectoria seguida por el disco utilizando valores medidos de la fuerza elástica de un sistema y la segunda ley de Newton. Verificar el teorema del trabajo y la energía cinética comparando el cálculo del trabajo realizado por la fuerza neta con el cambio en la energía cinética del sistema medido con las diferentes fórmulas ya conocidas. En el experimento se nota claramente que el trabajo total vs ticks (área bajo la curva) tiende aproximarse a la variación de la energía cinética poniendo en manifiesto la aseveración (Wneto = ΔEk).
Una fuerza F puede efectuar un trabajo positivo, negativo o nulo, dependiendo del Angulo entre la fuerza y el desplazamiento. Se presentan los siguientes casos: Cuando la fuerza en dirección del desplazamiento el trabajo positivo, cuando la fuerza en dirección opuesta al desplazamiento el trabajo es negativo. Cuando la fuerza va en dirección perpendicular al desplazamiento, en ese caso el trabajo es nulo. En el experimento el uso de disco metálico, que está suspendido por un colchón de aire, ayudo ya que podrías considerar insignificante la fuerza de fricción. A pesar de que no tuvimos inconvenientes ni contratiempos con el experimento nuestro porcentaje de error fue considerable. Llegamos a la conclusión que el error humano siempre está presente en todos los experimentos.
X.
BIBLIOGRAFIA
FINN, Alonso (1998) “Fisica”. Pearson Education. 579 págs.
MEDINA, Hugo (2009) “Fisica 1” . PUCP. Lima. 556 págs.
RESNICK, Robert (2002) “Fisica” . Volumen 1. Compañía Editorial Continental. 566 págs.
SERWAY, Raymond (2009) “Física para ciencias e ingeniería” . Cengage Learning Editores.
848 págs. YOUNG, Hugh D. (2006) “Sears and Zemansky's University Physics ”. Addison-Wesley. 760 págs.
