Plancha 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. Dos pesas de !g y dos pesas de "!!g cada una. Una regla milimetrada# comp$s y dos escuadras. Un nivel.
3) ROCEDIMIENTO: ". %ivele hori&ontalmente la superficie de la plancha de vidrio. '. (onte el disco y los resortes como se muestra en la figura ). *. +ncuentre la frecuencia del chispero. ,rabaje con la frecuencia mayor del chispero electrónico. ). omo ensayo sin prender el chispero/# jale el disco hasta una posición ! y observe el tipo de trayectoria 0ue describe al ser soltado. 1epita esta operación varias veces hasta 0ue observe 0ue el disco cruce a su propia trayectoria/. . 2obre el papel en el 0ue va a obtener la trayectoria del disco# mar0ue los puntos 3 y 4# correspondientes a los e5tremos fijos de los resortes. 6. 7eve el disco hasta una posición ! y en el momento de soltarlo encienda el chispero. 3pague el chispero cuando el disco cruce su propia trayectoria. 8. 1epita los pasos y 6 tres en diferentes hojas de papel y escoja la hoja 0ue tenga los puntos con mejor nitide& para el an$lisis de datos. 9. 1etire los resortes y mida sus longitudes naturales. :. +ncuentre la curva de calibración para cada uno de los resortes.
4) FUNDAMENTO TEORICO: onceptos principales a tener en cuenta; ,rabajo; Decimos 0ue se reali&a un trabajo mec$nico si al aplicar una fuer&a a un <. uerpo éste se mueve recorriendo una distancia# el trabajo efectuado ser$ mayor cuanto mayor sea la fuer&a aplicada y el camino recorrido. 2i al aplicar una fuer&a no hay movimiento# no se reali&a trabajo mec$nico +j. al sujetar un cuerpo con las manos# aun0ue reali&amos una fuer&a muscular# si no lo movemos no reali&amos ,rabajo mec$nico/. +n adelante y para simplificar# al hablar de trabajo mec$nico# lo denominaremos simplemente trabajo.
“Llamaremos ,1343=> elemental dW realizado por la fuerza F en un desplazamiento dr, al producto escalar de la fuerza por el desplazamiento”. dW = F.dr = F dr cosθ en la 0ue ?@A es el $ngulo entre la dirección de B y el despla&amiento dr. +l trabajo es una magnitud escalar determinada por el nCmero 0ue e5presa su medida/# por lo 0ue podemos obtener el trabajo reali&ado en una sucesión de despla&amientos infinitesimales mediante la suma algebraica de los trabajos elementales así# si la partícula P se despla&a de la posición " a la ' de la Big. V<<-"# el trabajo reali&ado por B en un despla&amiento finito es; 2
EF
II.
∫ F . dr 1
+nergía; Para los objetivos 0ue nos planteamos en este capítulo podemos decir 0ue; «Un cuerpo tiene ENE!"# cuando tiene una capacidad para realizar un tra$a%oG. Un objeto en movimiento puede reali&ar un trabajo sobre otro al golpearlo. Un cuerpo a una altura &# al dejarlo caer# desarrolla un trabajo# un resorte con una partícula en su e5tremo al soltarlo reali&a trabajo/. +sta definición no es v$lida# por ejemplo# para la energía asociada con el calor# pues como se ver$ no siempre est$ disponible para reali&ar un trabajo. Para el estudio de la mec$nica hemos enunciado las leyes de %eHton y se han desarrollado las técnicas para resolver las ecuaciones a las 0ue ellas nos conducían con las leyes de %eHton se puede anali&ar el movimiento de casi cual0uier sistema mec$nico. ". +nergía inética; +n física# la '.>< +'*+ de un cuerpo es a0uella energía 0ue posee debido a su movimiento. 2e define como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa determinada desde el reposo hasta la velocidad indicada.
Una ve& conseguida esta energía durante la aceleración# el cuerpo mantiene su energía cinética salvo 0ue cambie su velocidad. Para 0ue el cuerpo regrese a su estado de reposo se re0uiere un trabajo negativo de la misma magnitud 0ue su energía cinética. 2uele abreviarse con letra E c o E ' a veces también ( o ) /. 2e define energía cinética como la e5presión;
'. +nergía Potencial; 7a energía potencial es la energía 0ue mide la capacidad 0ue tiene dicho sistema para reali&ar un trabajo en función e5clusivamente de su posición o configuración. Puede pensarse como la ener*+a almacenada en el sistema# o como una medida del trabajo 0ue un sistema puede entregar. 2uele abreviarse con la letra o . 7a energía potencial puede definirse solamente cuando la fuer&a es conservativa. Una fuer&a es conservativa cuando se cumple alguna de las siguientes propiedades; •
+l trabajo reali&ado por la fuer&a entre dos puntos es independiente del camino recorrido.
•
+l trabajo reali&ado por la fuer&a para cual0uier camino cerrado es nulo.
•
uando el rotacional de la fuer&a es cero.
2e puede demostrar 0ue todas las propiedades son e0uivalentes es decir# 0ue cual0uiera de ellas implica la otra/. +n estas condiciones# la energía potencial se define como;
5'
*. +nergía Potencial +lastica; 7a energía potencial el$stica Uel/ se define de igual manera 0ue la energía potencial el$stica; a partir del trabajo reali&ado por la fuer&a presente. +ntonces;
kx 2
Uel F
2
2uponga 0ue entre la deformación 5# e5isten dos puntos 5"/ I 5'/# como se muestra en la figura siguiente. +l resorte est$ inicialmente deformado.
+l trabajo reali&ado sobre el blo0ue trabajo hecho por el resorte/ de 5 "/ a 5 '/ es;
+l cambio de energía potencial el$stica JUel = U (2) – U (1); de 5 "/ a 5 '/ es igual a;
$) CALCULOS Y RESULTADOS: *. ,omaremos como punto inicial a KF) y como punto final a KF"9 ). Puntos )- -6 6-8 8-9 9-: :-"! "!-"" ""-"' "'-"* "*-") ")-" "-"6 "6-"8 "8-"9
) OBSERVACIONES: 7a partícula cuyo movimiento estudiamos fue el centro del disco. Lemos utili&ado una frecuencia de )! hert&. 7os resortes utili&ados no son ideales# y debido a esto los c$lculos no son
e5actos. 7a superficie sobre el cual desli&a el disco influye# aMadiendo una fuer&a de fricción# en el e5perimento. +sta fuer&a de fricción es despreciable ya 0ue el aire comprimido hace 0ue no e5iste cierto contacto entre el disco y el tablero.
) CONCLUSIONES: Utili&ar instrumentos calibrados# ya 0ue cada error 0ue realicemos con estos instrumentos# afectar$ los resultados de la aceleración y fuer&a en la gr$fica.
7os vectores aceleración y fuer&a no tienen la misma dirección# sino 0ue
presentan un leve desfasaje debido a 0ue los errores 0ue se efectCan durante los c$lculos y a la fuer&a de ro&amiento despreciable/ cambiando la dirección de la fuer&a resultante 0ue cambiaría la dirección de la aceleración. >bservamos 0ue a mayor fuer&a resultante mayor aceleración demostrando la proporcionalidad de la fuer&a y la aceleración
) RECOMENDACIONES: (ientras el chispero electrónico se encuentre en operación evite tocar el
papel eléctrico y el disco met$lico. Para poner al disco en movimiento tómelo del mango de (adera. 1eali&ar el e5perimento varias veces para así tener m$s opciones y elegir la hoja con los datos m$s claros y precisos. 3l momento de calibrar los resortes# utili&ar la mayor combinación de pesas# para 0ue nos ayude en el ajuste de resortes.
&) BIBLIOGRAFIA: (anual de laboratorio de física general. Bísica Neneral # 2antiago 4urbano https;OOes.HiKipedia.orgOHiKiO7eyesde%eHtonQ2egunda7eyde%eHton
