UNIVERSIDAD TÉCNICA FEDERICO SANTA MARÍA CAMPUS SANTIAGO LABORATORIO FIS 110 SEGUNDO SEMESTRE 2016
1.
“Conservación de la energía mecánica”
Daniela González González T. , rol 201623521-3, 201623521-3,
[email protected] , , 171- !a"iera #e$es. , rol 2016735, 2016735, %a"iera.re %a"
[email protected] [email protected] .cl , 171- , 171- &oris #'os (., rol rol 201623555-3, )
[email protected] , 171-
2. Resumen Utilizan! "n #a$$! ata! a "na #"%$a & %'ta a '" (%z a "na )%'a* '% #!l!#+ %n "n $i%l #!n $!#% %')$%#ia,l% & '% '!lt+ a )a$ti$ %l $%)!'!- L"%.! '% t!/a$!n at!'* #!n la' !' !t!)"%$ta' ",i#aa' %n %l $i%l $a)i%z in'tantn%a3* la alt"$a % la )%'a* %l #a$$! & % a/,a' !t!)"%$ta'* a'4 #!/! ta/,i5n la i'tan#ia %'% %l )"nt! % ini#i! a'ta #aa "na % la' !t!)"%$ta' & la /a'a % #aa "n! % l!' #"%$)!' % i#! 'i't%/a- C!n %'t! '% l!.$a !,t%n%$* a )a$ti$ % la' %#"a#i!n%' % %n%$.4a tant! #in5ti#a #!/! )!t%n#ial3* la %n%$.4a /%#ni#a t!tal %l 'i't%/a ant%' % #!/% #!/%nz nza$ a$ a /!(% /!(%$' $'%% & l"%. l"%.!! )! )!% %$$ #!/) #!/)$! $!,a ,a$$ la #!n'%$(a#i+n % 5'ta-
•
•
C!/)$!,a$ la #!n'%$(a#i+n % la %n%$.4a /%#ni#a %n "n 'i't%/a =i%al> O,t%n%$ la %n%$.4a #in5ti#a & )!t%n#ial %n #aa "n! % l!' )"nt!' %'t"ia!'-
!. "arc "arco o #eóric órico o E#"a#i!n%'8 1 2
U g =mgh ( 2) Em = K + U g ( 3) d F ∆x d x
¿ ¿
3. Intr Introd oduc ucci ción ón P!'i#i!nan! #aa #"%$)! )%$t%n%#i%nt% al 'i't%/a %n "n a/,i%nt% l! /' i%al )!'i,l% l! 7"% 'i.nii#a8 7"% %l $!#% $!#% '%a '%a )$# )$#ti ti#a #a/% /%nt nt%% %') %')$% $%#i #ia, a,l% l%** "n "naa #"%$ #"%$a a in%9t%n'i,l% & "na )!l%a #!n /a'a %')$%#ia,l%3* l!.$an! % %'ta /an%$ /an%$aa "n /4ni/ /4ni/!! % )5$i )5$iaa %n la %n%$. %n%$.4a 4a /%#ni#a l"%.! 7"% %l 'i't%/a %:a % %'ta$ %n $%)!'!Utilizan! Utilizan! la' %$$a/i%nt %$$a/i%nta' a' %l la,!$at!$i la,!$at!$i!! )a$a )!%$ !,t%n%$ t!!' l!' at!' n%#%'a$i!'* #!n'i%$an! #!n'i%$an! ta/,i5n ta/,i5n l!' %$$!$%' tant! in't$"/%ntal%' #!/! al%at!$i!'3* '% )"! #al#"la$ la %n%$.4a %l %l 'i't%/a %n #aa "n! % l!' )"nt!' )"nt!' a %'t"ia$ %'t"ia$ !t!)"%$ !t!)"%$ta ta 1 & !t!)"%$t !t!)"%$taa 23- ;a #!n t!!' l!' at!' !,t%ni!' a )a$ti$ %l %9)%$i/%nt! & "tilizan! la' %#"a#i!n%' $%')%#ti(a'* $%')%#ti(a'* '% )"%% !,t%n%$ la la %n%$.4a tant! tant! #in5 #in5ti ti#a #a #!/! #!/! )! )!t% t%n# n#ia ial3 l3 %n #aa #aa "n "n!! % l!' l!' )" )"nt nt!' !' %'t"ia!' & % %'ta /i'/a /an%$a l!.$a$ #!/)$!,a$ la #!n'%$(a#i+n % la %n%$.4a /%#ni#a-
2
K = m v ( 1 )
d F d y
∆y
¿ ¿ ¿2 ¿ ∆ F =√ ¿ n
x 1
( 5) ∑ n =
X =
i
1
n
( X − x ) ∑ =
2
i
σ =
i
1
n−1
EA = 3
σ
√ n
(6 )
(7 )
∆ x =√ EA EA + EI ( 8 ) 2
2
4. Obetivos • •
E't"ia$ %l )$in#i)i! % t$a,a:!<%n%$.4at$a,a:!<%n%$.4aDi% Di%$% $%n# n#ia ia$$ %nt$ %nt$%% "%$ "%$za za'' #!n' #!n'%$ %$(a (ati ti(a (a'' & n! #!n'%$(ati(a'-
Enti5na'% 7"% /a$#! t%+$i#! n! 'i.nii#a #!l!#a$ $O%O la' %#"a#i!n%'- El %'t"iant% %,% '%$ #a)az % )$%'%nta$ la !$/aliza#i+n % la t%!$4a* ini#an! la' %#"a#i!n%' 7"% "tiliza %n la %9)%$i%n#ia1
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En %'ta '%##i+n la' %9)$%'i!n%' /at%/ti#a' &'(') i$ n"/%$aa' & $%%$%n#iaa'* a%/' )O '% %,% )!n%$ nin.?n %'a$$!ll! /at%/ti#! in e*tenso* 'i %' a'4* %,% i$ %n "n an%9!-P"%% i$ a#!/)a@a! % i."$a' %9)li#ati(a' #!n '" $%')%#ti(a n"/%$a#i+n & )i% % i."$a %'t! )%$/it% a$ /a&!$ %nt%ni/i%nt! al l%#t!$ '!,$% la %9)%$i%n#ia 7"% "'t% $%aliz+3)ota !.18 Al #ita$ "na
%#"a#i+n* n! %' n%#%'a$i! %l %'a$$!ll! % %'ta* l! i/)!$tant% %' '" "tiliza#i+n- G"4%'% )!$ %l %:%/)l! %nt$%.a! a #!ntin"a#i+n8
+igura 1 istema utilizado ara o)tener "alores de comro)ar la conser"aci/n de energ'a mecánica.
"elocidad $
Y = aX + b ( XX ) *.3 / "0todo '+,erimental
*. &esarrollo '+,erimental *.1 - "ateriales
1- Ca$$! o
Ma$#a 8 V%$ni%$
2- Ri%l o
Ma$#a 8 V%$ni%$
- P!l%a Ma$#a 8 V%$ni%$ P!$ta /a'a "%.! % /a'a' il! S!)!$t%' O,t"$a!$ Ma$#a 8 V%$ni%$ o 2 F!t!)"%$ta' Ma$#a8 V%$ni%$ o Fl%9+/%t$! E$$!$ 5 ∙ 10−4 J/K o o Ma$#a 8 V%$ni%$ Cali,$a!$ % V%$ni%$ E$$!$ 5 ∙ 10−5 J/K o Ma$#a 8 V%$ni%$ o Balanza % B$az! E$$!$ 5 ∙ 10−5 J.K o Ma$#a 8 V%$ni%$ o C!/)"ta!$ #!n L!..%$ P$!o
6H101112-
13.
*.2 / "ontae
I/a.%n 1
P$i/%$! '% #!/)"'! %l 'i't%/a* "ni%n! %l #a$$! #!n %l il! & 5't% #!n %l )!$ta/a'a' & %l :"%.! % /a'a' in#l"i! %n %'t% ?lti/!3- L"%.! '% ",i#+ %l #a$$! %n la )a$t% /' ,a:a %l $i%l* 5't% ?lti/! in#lina! #!n "n n."l! θ imagen 13* %:an! %l 'i't%/a %n $%)!'!- ;a #!n %l 'i't%/a li't!* '% '!lt+ %l )!$ta /a'a' )a$a 7"% %l 'i't%/a '% )!n.a %n /!(i/i%nt!* a#i%n! 7"% %l #a$$! a'#i%na )!$ %l $i%l in#lina! )!$ %l %%#t! % la t%n'i+n % la #"%$a '":%taa al )!$ta/a'a'* 7"%* )!$ a##i+n % la .$a(%a* #!/%nza$a a %'#%n%$8 i#! )$!#%i/i%nt! '% $%)iti+ 10 (%#%'* $%.i't$n!'% l!' at!' $%')%#ti(!' % #aa "n! at!' %nt$%.a!' )!$ L!..%$ P$!* alt"$a'* %t#-3
. &atos
M%i#i+n 1 2 6 H 10
V%l!#ia 0*001 J/'K3 %n F!t!)"%$ta 1 F!t!)"%$ta 2 0* 0* 0*H 0*H0 0*12 0*661 0* 0*60 0* 0*0 0*H6 0*1H 0*0 0*6 0*2 0*0 0*H2 0*H 0*6 0*0
Ta)la 1 elocidades o)tenidas or cada una de las otouertas.
Ma'a 10Q<3 J.K3
Ca$$it! 0*
P%'a 0*0H
Ta)la 2 asa de los o)%etos de estudio medidas con la )alanza de )razo.
F!t!)"%$ta 1
F!t!)"%$ta 2 2
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P!'i#i+n 10Q<3 J/K3 Alt"$a 10Q<3 J/K3
0*2 1*0
0* 1*0H
Ta)la 3 osici/n $ altura de cada otouerta en eel siste ma.
Alt"$a % la )%'a 10Q<3 J/K3
Ca$$! )a'a )!$8 F!t!)"%$ta 1 0*H2H
2*
Ta)la 1 %emlo de ta)la agnitud de las "aria)les "ar 1 $ "ar 298
)ota .2Si
F!t!)"%$ta 2 0*21
Ta)la ltura a la 4ue se encuentra la esa, cuando el carro asa or cada otouerta.
En %'ta '%##i+n '% )",li#an* % /an%$a !$/al* l!' DATOS !,t%ni!' %n la %9)%$i%n#ia-É't!' )"%%n '%$ )$%'%nta!' %n Ta,la' #!/)l%ta' ! $%'?/%n%'3 ! G$i#!'Si la ta,la %9#%% la' 10 /%i#i!n%' '% 'i."i%$% #!l!#a$la %n an%9!' & '%$ /%n#i!naa %n %'ta )a$t%P!$ !t$! la!* l!' $%'"lta!' n! i/)li#an '!l! #!l!#a$ la' ta,la' ! .$i#!'* "'t% %,% '%$ #a)az % a$l% #!ntin"ia al in!$/% &#!/"ni#a$ % /an%$a #!n#i'a % !n% )$!(i%n%n l!' at!' t!/a!')ota.1Al
/!/%nt! % )$%'%nta$ '"' $%'"lta!'* '% '".i%$% %l 'i."i%nt% !$/at! )a$a '"' .$i#!'* #!/! '% /"%'t$a %l G$i#! 1
Gráico 1 %emlo de gráico agnitud del camo magntico en un solenoide de largo i%o en unci/n de l a distancia, en donde se comaran las gráicas te/rica $ e*erimental8.
Si /an%:a E9#%l "- )!$ a@ai$ ,a$$a % %$$!$%' %n '"' at!'* %(itan! #!l!#a$ in#%$ti"/,$% %n l!' t4t"l!' % %:%; %l 'i."i%nt% !$/at! )a$a '"' ta,la' %'ta' %,%n n! %,%n '!,$%)a'a$ %l ,!$% % la' #!l"/na' % '" in!$/%38 Va$ 1 0*02 JUK *0 * *2
*2
Va$ 2 0*1 J"K 1* *2 *2
"'t% t$a,a:+ %n al."na %9)%$i%n#ia !n% '" .$i#! n! /"%'t$a % /an%$a #la$a la %#"a#i+n !,t%nia #a'! Vi%!COM3* #!l!#a$ l"%.! %l .$i#! la %#"a#i+n !,t%nia a t$a(5' %l '!ta$%)ota .3 N!
!l(ia$ a#%$ "'! % #i$a' 'i.nii#ati(a'* tant! )a$a '"' ta,la' #!/! %n l!' %:%' % '"' .$i#!'Ta/)!#! !l(ia$ 7"% 'i "'t% "tiliza E9#%l* la %#"a#i+n !,t%nia % la $%.$%'i+n &'(' i$ #!n la' (a$ia,l%' $%')%#ti(a' %'t"iaa' )a$a %l %:% ; & %l %:% - Ca'! #!nt$a$i! '% #!n'i%$a %l .$i#! n! (li!- Tal #!/! %n %l .$i#! 1 % la n!ta 1* !n% =B> $%)$%'%nta al %:% ; & => a la (a$ia,l% -
. nálisis ;a #!n %l 'i't%/a %n $%)!'!* '% '!lt+ %l )!$ta/a'a'* )a$a )!n%$ %n /!(i/i%nt! al 'i't%/a* !,t%ni5n!'% l"%.! % $%)%ti$ i#! )$!#%i/i%nt! 10 (%#%' )a$a )!%$ !,t%n%$ at!' /' )$%#i'!'38 Pa$a %l )$i/%$ )"nt! a %'t"ia$ !t!)"%$ta 13S%.?n %#"a#i!n%' 13 * 3* 3* 63* 3* 38 K carro (1 )=¿ 0,052 ± K portamasas( 1)=¿ (0,008 ±
Según ecuaciones (2) y (4): U g [ carro (1) ]=¿ (6,24 ± U g [ portamasas ( 1)]=¿ (0,699 ± Para el segundo punto a estudiar (fotopuerta 2) Según las ecuaciones 13 * 3* 3* 63* 3* 38 K carro (2 )=¿ 0,111 ± K portamasas( 2) =¿ ( 0,171 ± Según ecuaciones (2) y (4): U g [ carro (2) ]= 9,16 ( ± U g [ portamasas ( 2)]=¿ ( 0,425 ± !"ora utili#ando la ecuaci$n (%) para calcular el tra&a'o ecnico del sistea en el prier punto, o&teniendo: Em (1 )=¿ * para el segundo punto:
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Em (2 ) + uego, ya calculado el tra&a'o ecanico del sistea, se puede coparar dic"o tra&a'o para copro&rar la conser-aci$n de la energ.a: / Em (1 ) Em (2 ) / 1 C"alitati(!8 L! 7"% '% !,'%$(a % la' #"$(a' %l
15. Conclusión B'i#a/%nt%* %' $%')!n%$ l!' !,:%ti(!' % "n! %n "n!-S% ,a'a %n l!' $%'"lta!' !,t%ni!' %n %l anli'i' & %'t"ia!' %n la i'#"'i+n-
.$i#!* la $%la#i+n % l!' at!' t!/a!'* )!$ 7"5 '% lin%aliza "na %#"a#i+n* %t#1 C"antitati(!8 Di'tin."i$ (a$ia,l%' & la' #!n'tant%'-
P!%$ %t%$/ina$ % '" %#"a#i+n "n anli'i' i/%n'i!nal* #!/! !,t%n%$ % la )%ni%nt% ! int%$#%)t! (al!$%' i/)!$tant%' )a$a la %9)%$i%n#ia)otaR%#"%$% $%%$%n#ia$ '"' %#"a#i!n%'- E:%/)l!
=S%.?n la %#"a#i+n lin%al 3* '% !,ti%n% 7"%>
D%,% '%$ #!n#$%t!* $%'"/i! & #!/)l%t!)ota 1 N!
!l(ia$ #!l!#a$ la' #!n'tant%' & +$/"la' 7"% !,t"(! %nt$! % la %9)%$i%n#ia* 'i )$%t%n% #!n#l"i$ %,% %'ta$ $%')ala! )!$ '"' (al!$%')ota 2 N!
#!n#l"&a al.! 7"% n! '% %n#"%nt$a %n '" i'#"'i+n & anli'i'- a,it"al/%nt% l!' %'t"iant%' '% i(i%n )a$t% %l in!$/%* )!$ l! 7"% #!n#l"&%n #!'a' 7"% n! "%$!n analizaa' )$%(ia/%nt%- Ca'! % n! %'ta$ %n %l anli'i' & i'#"'i+n '" #!n#l"'i+n n! %' (lia-
. &iscusión 11. (ibliogra6ía En %'t% a)a$ta! '% i'#"t% &! #"%'ti!na l!' $%'"lta!' ,"'#an! l!' )"nt!' 5,il%' %n %l /5t!!* %'t! %'8 1 U'! a%#"a! % l!' in't$"/%nt!'- W"5 ti)! % %$$!$ '% )$%'%nt+ %n la %9)%$i%n#iaX R%#"%$% 7"% '% i(i% %n 8 Si't%/ti#!'* al%at!$i!' & ,"$!'* "'t% %,% '%$ #a)az % i%ntii#a$ la' #a"'a' '%.?n l! %9)%$i/%nta!3 1
1
R%)$%'%ntati(ia % la' /"%'t$a'- E' '"i#i%nt% l!' at!' 7"% "'t% t!/+X* E' "na ,"%na $%)$%'%nta#i+n % la $%aliaX Et#T5#ni#a' %9)%$i/%ntal%'-
Utiliza$ %l /a$#! t%+$i#!* %' "na ,"%na in'tan#ia % #!/)a$a#i+n )a$a %'ta '%##i+n- R%)$%'%nta la t%!$4a a l! !,t%ni! %n la %9)%$i%n#iaX
La ,i,li!.$a4a %,% %'ta$ %n !$/at! APA- D%,%n i."$a$ #O&O$ l!' t%9t!' #!n'"lta!' & #ita!' %n %l in!$/% )$in#i)al/%nt% %n la int$!"##i+n3S% %,% #ita$ % #!n %l 'i."i%nt% !$/at!8 utor del %ibro. 7a8o de ,ub. 71599. #ítulo del %ibro. %ugar de ,ublicación 'ditorial.
E:%/)l! % $%%$%n#ia APA38 •
S%a$'* F- Y-* Z%/an'&* M- Y-* [ ;!"n.* - D1H23- :ni"ersit$ ;$sics- R%ain.* MA-8 Ai'!n< Y%'l%&--
12. ne+os In!$/a#i+n #!/)l%/%nta$ia a '" $%)!$t%-
E:%/)l!8 La $%la#i+n "n#i!nal /!'t$aa %n %l /a$#! t%+$i#! %' lin%al* 'in %/,a$.!* l!' $%'"lta!' %9)%$i/%ntal%' /"%'t$an E't! '% %,% a---
