Transfor Transformación mación de Energía Energía
UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, DECANA DE CANA DE AMÉRICA)
FACULTAD FACULTAD DE MEDICINA Escuela Académico Profesioal de Efermer!a DEPARTAMENTO ACAD"MICO DE FISICA
LA#ORATORIO DE F$SICA APLICADA A LA SALUD
E%&eriecia N'( TRNSFORMACION DE ENER)IA Profesor de la*ora+orio DR, ER-IN F, .AYA E, INTE)RANTES/ Ca*ellos 0uis&e1 celes+e Cru2 Sil3a1 Laura )u2m4 Codori1 cid5 Lima 6 Per7 Física Aplicada a la Salud
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Transformación de Energía
89:;
Iforme de La*ora+orio de F!sica
I,
O#
II,
Reconocer las diferentes formas de energa!
O#
Est"diar la trasformaci#n de la energa en "n c"er$o!
%a&er a$licar los determinados conce$tos ' f#rm"las $ara cada "no de los sistemas de la $rctica!
III,
%a&er diferenciar los ti$os de energa!
FUNDAMENTO TEORICO LA FUER=A En todos los actos cotidianos se em$lea f"era en diferente intensidad, $ara $oder
desenvolvernos con facilidad, según las e*igencias del medio am&iente +"e nos rodee! a ca$acidad +"e $osee "na $ersona, o "n o&-eto, $ara e-ercer f"era ' realiar c"al+"ier tra&a-o, se denomina. Energa! a energa es la ca$acidad de $rod"cir "n tra&a-o en $otencia o en acto! El /om&re desde s"s orgenes ' en s" $ermanente evol"ci#n em$lea&a s" energa fsica, en la caa, $esca, recolecci#n de fr"tas silvestres, confecci#n de s"s r"dimentarios vestidos ' viviendas! Con el crecimiento de la $o&laci#n ' el ma'or desarrollo de la inteligencia /"mana, el /om&re comiena a incrementar el rendimiento de s" $ro$ia energa mediante el "so de "tensilios ' alg"nos instr"mentos. la $iedra la&rada, $ara $"ntas de lanas ' flec/as, arco $ara dis$arar con ms energa s"s flec/as, martillos $ara gol$ear con ms f"era0 as como otras f"entes de energa distintas a la de s" $ro$io esf"ero fsico. Física Aplicada a la Salud
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Transformación de Energía como la energa de los otros animales "tiliada $ara arar, el tiro de cargas ' el trans$orte del $ro$io /om&re! El /om&re $osteriormente /a s"stentado desarrollado.
−
a invenci#n de instr"mentos $ara m"lti$licar el rendimiento del tra&a-o. /erramientas ' m+"inas!
−
El desc"&rimiento de n"evas f"entes ' formas de energa $ara s"marlas a la s"'a limitada ' $oder mover con ellas s"s cada ve ms com$licadas m+"inas!
a f"era se mide en Ne1ton (N)
LA ENER)$A Es "na $ro$iedad de todo c"er$o o sistema material en el c"al $"eden transformarse modificando s" sit"aci#n o estado, as como act"ar so&re otros originando en ellos $rocesos de transformaci#n! %in energa, ningún $roceso fsico, +"mico o &iol#gico sera $osi&le! Dic/o en otros t2rminos, todos los cam&ios materiales estn asociados con "na cierta cantidad de energa +"e se $one en -"ego, se cede o se reci&e! Energa es la ca$acidad $ara realiar "n tra&a-o o $ara transferir calor0 se $resenta como energa cal#rica, energa mecnica, energa +"mica, energa el2ctrica ' energa radiante0 estos ti$os de energa $"eden ser adems $otencial o cin2tica! a energa $otencial es la +"e $osee "na s"stancia de&ido a s" $osici#n es$acial o com$osici#n +"mica ' la energa cin2tica es la +"e $osee "na s"stancia de&ido a s" movimiento! a energa es "na magnit"d c"'a "nidad de medida en el %!I! es el -o"les (3)!
EL TRA#A
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Transformación de Energía
->F%s
El tra&a-o, 4, se mide en -"lios (3)! a f"era se mide en ne1ton (N) ' el des$laamiento en metros (m)!
LA POTENCIA Es la relaci#n entre el tra&a-o realiado ' el tiem$o em$leado! %e mide en vatios (4)! a $otencia mide la ra$ide con +"e se efectúa "n tra&a-o, es decir, la ra$ide con +"e tiene l"gar la transferencia de energa desde "n c"er$o a otro!
P> - ?+ LA ENER)$A MEC@NICA Est"dia el e+"ili&rio ' el movimiento de los c"er$os sometidos a la acci#n de f"eras! Es la energa +"e se de&e a la $osici#n ' al movimiento de "n c"er$o, $rod"cida $or f"eras de ti$o mecnico, como la elasticidad, la gravitaci#n, etc!, ' la $oseen los c"er$os $or el /ec/o de moverse o de encontrarse des$laados de s" $osici#n de e+"ili&rio! E*$resa la ca$acidad +"e $oseen los c"er$os con masa de efect"ar "n tra&a-o! a energa mecnica, es la s"ma de las energas $otencial ' cin2tica de "n sistema mecnico! a energa se conserva, es decir, ni se crea ni se destr"'e! Para sistemas a&iertos formados $or $artc"las +"e interactúan mediante f"eras $"ramente mecnicas o cam$os conservativos la energa se mantiene constante con el tiem$o.
Donde. −
es la energa cin2tica del sistema!
−
es la energa $otencial gravitacional del sistema!
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Transformación de Energía −
es la energa $otencial elstica del sistema!
Eer!a cié+ica %e define como la energa asociada al movimiento! Ésta energa de$ende de la masa ' de la velocidad según la ec"aci#n.
Ec > B m , 38 Con lo c"al "n c"er$o de masa m +"e lleva "na velocidad v $osee energa!
Eer!a &o+ecial %e define como la energa determinada $or la $osici#n de los c"er$os! Esta energa de$ende de la alt"ra ' el $eso del c"er$o según la ec"aci#n.
E& > m , , > P , Con lo c"al "n c"er$o de masa m sit"ado a "na alt"ra / (se da $or /ec/o +"e se enc"entra en "n $laneta $or lo +"e e*iste aceleraci#n gravitatoria) $osee energa! De&ido a +"e esta energa de$ende de la $osici#n del c"er$o con res$ecto al centro del $laneta se la llama energa $otencial gravitatoria!
Ti&os de eer!a &o+ecial
−
El4s+ica/ la +"e $osee "n m"elle estirado o com$rimido!
−
0u!mica/ la +"e $osee "n com&"sti&le, ca$a de li&erar calor!
−
Eléc+rica/ la +"e $osee "n condensador cargado, ca$a de encender "na lm$ara!
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Transformación de Energía En alg"nas ocasiones "n c"er$o $"ede tener am&as energas como $or e-em$lo la $iedra +"e cae desde "n edificio. tiene energa $otencial $or+"e tiene $eso ' est a "na alt"ra ' al $asar los seg"ndos la ir $erdiendo (dismin"'e la alt"ra) ' $osee energa cin2tica $or+"e al caer lleva velocidad, +"e cada ve ir a"mentando gracias a la aceleraci#n de la gravedad! as energas cin2tica ' $otencial se transforman entre s, s" s"ma se denomina energa mecnica ' en determinadas condiciones $ermanece constante!
Coser3aci de la eer!a mec4ica %i no /a' roamiento la energa mecnica siem$re se conserva! %i "n c"er$o cae desde "na alt"ra se $rod"cir "na conversi#n de energa $otencial en cin2tica! a $2rdida de c"al+"iera de las energas +"eda com$ensada con la ganancia de la otra, $or eso siem$re la s"ma de las energas $otencial ' cin2tica en "n $"nto ser ig"al a la de otro $"nto!
Em > c+e Disi&aci de la eer!a mec4ica %i e*iste roamiento en "na transformaci#n de energa, la energa mecnica no se conserva! Por e-em$lo, "n c"er$o +"e cae $or "n $lano inclinado $erder energa mecnica en energa t2rmica $rovocada $or el roamiento! Con lo c"al en "n $roceso seme-ante a 2ste la energa cin2tica inicial aca&ar en "na energa mecnica final inferior a la otra ms el tra&a-o e-ercido $or la f"era de roamiento.
Emo > Emf Tf r
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Transformación de Energía
IV, PR!E"#$#E%T E&PER#$E%TA' A, Transformación de la energía po(encial gra)i(acional en energía cin*(ica En es(a primera par(e armaremos el sis(ema para de(erminar la (ransformación de la energía+ Para ello se (endr, -ue (omar los pun(os referidos en la guía. 'uego de pesar la esferi(a / medir las diferen(es medidas+ al(ura / canal0 con un cronome(ro se medir, el (iempo en -ue demora la esfera en llegar al nal del canal 3 )eces para luego poner el promedio. $a(eriales+ − !anal o guía − !ronome(ro − e(o esf*rico − Regla − Sopor(e ni)ersal − 7alan8a
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−
Regla
− − Seguidamen(e procederemos a calcular los diferen(es )alores
− Tala 5.1 − mesfera : g:=>9?m@s2
−
−
−
;.;325
E
E
−
−
−
−
E P B E ! C 1 ; ; E P ;
1
−
− −
−
− −
;
. 5
;
− − 1
− ;
− ;
− − 1
− ;
− ;
− −
− −
− 1
− ;
− ;
D ; . 1 5 D ; . 4 = D ; . 2 ; D
− −
#, Transformación de la energía po(encial gra)i(acional en energía po(encial el,s(ica :, "e(ermine la cons(an(e El,s(ica del Resor(e
− − Armamos el e+"i$o tal como m"estra la 5ig"ra 6!7
Determinaremos la constante elstica del resorte, $ara ello colgamos $esas de masa conocidas ' medimos el alargamiento +"e e*$erimenta! As com$letamos la ta&la 6!7 ' constr"imos la grfica con los res"ltados! − − − − − − − −
8, De+ermiado &or el Mé+odo de M!imos Cuadrados
−
a regi#n lineal ser el valor de 89:, esta $ara ma'or $recisi#n ser /allada con a'"da del m2todo de los mnimos c"adrados!
:, "e(ermine la cons(an(e El,s(ica del Resor(e −
Ta*la ,8 −
−
mGH −
; −
7 −
−
>!?@
−
−
−
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−
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−
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−
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−
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−
−
−
−
6
% Gm
−
−
@
F> m GN
J> K,K8 GN?m − − − −
8, !omple(ar el cuadro − Tala 5.3
H > ?B!?76 > B!=? ms7
−
( Epg
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V,
ANALISIS DE RESULTADOS − − − − − − − −
VI,
CONCLUSIONES − − − − −
− − − − − − − − − − − − − − − − − − −
TAREA Y CUESTIONARIO :, Descri*a el &rocedimie+o u+ili2ado &ara la de+ermiar la ra&ide2, 8, Discu+a los resul+ados &ara las diferecias de las eer!as o*+eidas e la +a*la ,: , Si cam*iamos el i3el de referecia1 Cmo afec+a a los resul+ados de la +a*la ,: , Cos+ru5a ua rafica de la eer!a cié+ica 5 la eer!a &o+ecial ra3i+a+oria1 &ara la +a*la ,: , Cos+ru5a ua rafica de eer!a &o+ecial el4s+ica 5 la eer!a &o+ecial ra3i+a+oria1 &ara la +a*la , (, Discu+a los resul+ados de la +a*la ,: 1 e%&liQue las diferecias ;, Discu+a los resul+ados de la +a*la , 1 e%&liQue las diferecias K, Aree a su iforme u esQuema e%&licado la e%is+ecia de o+ras formas de eer!a −
