practica 6 Conservacion de La Energia

INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO” EXTENSIÓN PUERTO ORDAZ CATEDRA: LABORATORIO DE FISICA

PRÁCTICA NRO.6: CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

OBETIVO DE LA L A PRÁCTICA. PRÁCTICA. El propósito de esta práctica es, determinar los cambios de la energía cinética y la ener energí gíaa pote potenc ncia iall grav gravit itac acio iona nall de un obje objeto to,, así así como como tamb tambié ién, n, veri verifi fica carr la ley de conservación de la energía.

INTRODUCCIÓN. La energía no se puede puede crear ni destruir; destruir; se puede puede transforma transformarr de una forma a otra, pero la cantidad total de energía nunca cambia. Esto significa que no se puede crear energía, es decir, podemos transformarla de energía cinética a energía potencial y viceversa La energía cinética y la energía potencial son dos ejemplos de las mucas formas de energía. La energía mecánica considera considera la relación entre ambas. La energía energía mecánica total de un sist sistem emaa se mant mantie iene ne cons consta tant ntee cuan cuando do dent dentro ro de él sola solame ment ntee act! act!an an fuer fuer"a "ass conservativas. Las fuer"as conservativas, se caracteri"an debido a que el trabajo reali"ado para despla"ar una partícula entre dos puntos es independiente de la trayectoria seguida entre tales puntos. #n ejemp ejemplo lo de fuer"a fuer"a conser conserva vativ tivaa es el campo campo gravit gravitato atorio rio de la mecáni mecánica ca ne$toniana. Lo contrario a una fuer"a conservativa es una fuer"a no%conservativa, que reali"a más trabaj trabajo o cuando cuando aumenta aumenta la longi longitud tud del camino camino recorrid recorrido. o. #n ejempl ejemplo o de esto esto es el ro"amiento. La mayoría de sistemas físicos son no%conservativos; en ellos la energía se pierde por el ro"amiento o por la acción del campo de fuer"as no%conservativas. no%conservativas. #n campo no conser conservat vativo ivo se puede puede descri describir bir a través través de un campo campo conser conservat vativo ivo acien aciendo do algun algunas as consideraciones.

PRE LABORATORIO. Fundamento Teóricos

&evisar en la bibliografía recomendada lo siguiente' (. *. . . 0. 1. 3. 4.

)ipo )iposs de de ene energ rgía ía Ener Energ gía +ecá +ecáni nica ca Ener Energ gía -iné -inéti tica ca Ener Energ gía /ot /oten enci cial al )ipos )ipos de energ energía ía potenc potencial ial.. )ipo )iposs de 2uer 2uer"a "ass -ons -onser erva vaci ción ón de de la ene energ rgía ía Ley de cons conserv ervaci ación ón de de la energ energía. ía.



Preguntas

-onteste las siguientes /reguntas' (. *. . . 0.

5-uál es es el principio principio fundamental fundamental de de la conservac conservación ión de la la energía6 energía6 57uien 57uien establec estableció ió el princip principio io de la conserv conservació ación n de la energía energía66 57ué capacid capacidad ad le otorg otorgaa la energí energíaa cinética cinética a una partícu partícula6 la6 5-uáles 5-uáles son las fuer"as fuer"as conservati conservativas vas y las las no%cons no%conservat ervativas ivas66 8i e9iste e9iste ro"amiento ro"amiento,, y el trabajo trabajo e9terno e9terno es nulo nulo 5-ómo 5-ómo se e9presa e9presa la ecuación ecuación de la la conservación de la energía6 1. 8i e9iste e9iste ro"amien ro"amiento to,, y el trabaj trabajo o e9terno e9terno es diferent diferentee de cero cero 5-ómo se e9presa e9presa la ecuación de la conservación de la energía6 3. 5la fuer"a fuer"a de fricción fricción influyen influyen en la conserv conservación ación de la energí energía, a, de ser así e9plique e9plique en qué forma6

E!UIPOS " MATERIALES A USAR. (. &oller &oller -oast -oaster er un siste sistema ma comp complet leto o +E%:4( +E%:4(* * *. *< *< fotoc fotocom ompu puer erta tass +E%: +E%::4 :4= = . (<)e (<)empo mpori" ri"ado adorr >ntelige >nteligent ntee +E%4:? +E%4:?

CONFIGURACIÓN DEL E!UIPO. @er /rocedimientos.

PROCEDIMIENTO DE LA PRÁCTICA. Procedimiento A: Montaña

F#$%&' (: C)*+#$%&',#-* / M)*0'1' (. -onfigurar -onfigurar la pista pista como como se muestra muestra en la figura figura (. =djunt =djuntar ar una fotocom fotocompuert puertaa a la parte recta en la parte inferior, colocado para medir la velocidad del automóvil sólo



*.

. .

0. 1. 3. 4. :.

después de que alcance la parte recta en la clavija segunda desde la i"quierda<. )ambién poner el receptor en el e9tremo de la parte recta para mantener el coce de ir fuera del e9tremo de la pista. -oloqu -oloquee el mini coce coce en la parte parte superi superior or del paso paso a la i"quie i"quierda rda.. +arque +arque en la pi"arra donde se inicia el coce. +edir la altura inicial del automóvil' +edida de la mesa para el centro de masa de la cabina. )enga en cuenta que el centro de masa del automóvil es apro9imadamente en la ranura donde se inserta la bandera. El centro e9acto de la masa puede ser determinado por el equilibrio del coce. +edir la masa del coce. -olocar -olocar el coce coce en la parte parte inferio inferiorr de la pista pista y medir medir la altura altura del del coce coce de la mesa. mesa. -olo -oloca carr el coce coce en la part partee supe superi rior or y lo liber liberan an desde desde el repo reposo so.. #til #tilic icee el tempori"ador fotocompuerta y 8mart ajustado en el @elocity' #n modo puerta< para medir la velocidad del carro en la parte inferior del paso. -álculo -álculo de de la energía energía inici inicial al total total del coce. coce. -álcul -álculo o de la energ energía ía final final tota totall del coce coce.. 5-uánt 5-uántaa energ energía ía se pier pierde6 de6 5= 5= dónd dóndee va6 -alcular -alcular el el porcenta porcentaje je de la energí energíaa total total perdida perdida.. -oloque -oloque la masa 0?g 0?g en el auto auto y repit repitaa los pasos * a 4. Procedimiento B: B: Colina

F#$%&' 2: C)*+#$%&',#-* / 3' ,)3#*'

F#$%&' 4: C)3#*' ,)* +)0),)5%/&0'7 (. -onfigurar -onfigurar la la pista como como se muestra muestra en las 2igura 2igurass * y . =djunt =djuntar ar fotocompu fotocompuertas ertas en la parte superior de la colina, y en la parte recta inferior. )ambién poner el receptor



en el e9tremo de la parte recta para mantener el coce de ir fuera del e9tremo de la pista. *. -oloque -oloque el mini mini coce en en la parte parte superior superior de la colin colinaa de la i"quier i"quierda. da. +arque +arque en la pi"arra donde se inicia el coce. +ida la altura inicial del coce' +edida de la mesa en el centro del coce. . -olocar -olocar el coce coce en la parte parte superior superior de una una pequeAa pequeAa colina colina en el centro centro y medir medir la altura del coce. . -olocar -olocar el coce coce en la parte parte inferio inferiorr de la pista pista y medir medir la altura altura del del coce coce de la mesa. mesa. 0. -olo -oloca carr el coce coce en la part partee supe superi rior or y lo liber liberan an desde desde el repo reposo so.. #til #tilic icee el tempori"ador inteligente en la velocidad' * +odo de /uerta para medir la velocidad del carro en la parte superior de la colina de centro y en la parte inferior. 1. -alcul -alculee la energí energíaa inicia iniciall total total del del coce. coce. 3. -alcule -alcule la energí energíaa total del coce coce en la parte parte superio superiorr de la colina colina central central.. 4. 5-uánt 5-uántaa energ energía ía se pier pierde6 de6 5= 5= dónd dóndee va6 :. -alcule -alcule el el porcent porcentaje aje de la energía energía total total perdida. perdida. (?. -alcule -alcule la energía energía total del coce en la parte inferior. inferior. -alcular -alcular el porcentaje porcentaje de la energía total perdido entre la posición inicial a la i"quierda y la posición final de la dereca. Procedimiento C: Bucle

F#$%&' 8: C)*+#$%&',#-* / 9%,3/

F#$%&' : P)7#,#-* +)0),)5%/&0'



(. -onfigurar -onfigurar la la pista como como se muestra muestra en las 2iguras 2iguras  y 0. =djunt =djuntar ar una fotocomp fotocompuerta uerta en la parte superior del bucle. )ambién poner el receptor en el e9tremo de la pista para mantener el coce de ir fuera del e9tremo de la pista. *. /oner una una clavija clavija en el centro centro del bucle. bucle. -oloque -oloque el mini mini coce coce en la parte superio superior r del bucle. +arque en la posición del centro de masa del coce en la pi"arra. +edida desde el centro de la clavija del centro del centro de masa de la cabina en la parte superior del bucle véase la 2igura 1<.

F#$%&' 6: B%,3/ R'#) . +edir la la distancia distancia desde desde el centro centro de de masa de la cabina cabina en en la parte parte superior superior del bucle bucle a la mesa. . El uso de -onserv -onservación ación de de Energía, Energía, predecir predecir la altura altura mínima mínima desde desde el que que puede ser ser el coce lan"ado en el e9tremo i"quierdo de la pista para que el coce sólo lo ará completamente a través del bucle. 0. Bibuja Bibuja una línea línea ori"ontal ori"ontal desde desde la parte superio superiorr del círculo círculo que dibujó dibujó para el la"o a la parte i"quierda de la pista. +ida desde la línea para marcar la posición de partida calculado en la parte . 1. -oloqu -oloquee el centro centro de masa de la cabina cabina en la posició posición n marcada marcada con antel antelaci ación ón y lo liberan desde el reposo. Procedimiento D: D: Carretera

F#$%&' (;: ,'&&/0/&'< ,)*+#$%&',#-* /3 7/*/&)



F#$%&' ((: C)3),',#-* / +)0),)5%/&0' (. -onfig -onfigura urarr las dos pistas, pistas, como se muestra muestra en las 2iguras 2iguras (? y ((. ((. =djunt =djuntar ar una fotocompuerta en el e9tremo de las dos pistas, como se muestra en la 2igura ((. )ambién poner receptores en el e9tremo de cada pista para mantener los coces de ir fuera del e9tremo de las pistas. /on una bandera fotocompuerta en cada uno de los coces, en los lados más cercano al otro coce por lo que ambas banderas bloqueará la fotocompuerta. *. 8i los coces coces se inicia inician n desde desde el reposo reposo en el e9trem e9tremo o i"quierd i"quierdo o de cada pista, pista, al mismo tiempo, predecir qué coce se llega al e9tremo dereco primero. /robar para probar la predicción. . /redicción /redicción'' 57ué coce coce tendrá tendrá la mayor velocid velocidad ad en el e9tremo e9tremo dereco dereco de la pista6 pista6 . -onfig -onfigure ure el tempor tempori"a i"ador dor intelig inteligent entee para para veloci velocidad dad'' +odo +odo de colisión colisión.. /ulse /ulse el botón C  en la lista del tempori"ador inteligente para el tempori"ador. tempori"ador. -oloque los dos coces en el e9tremo i"quierdo de la pista y los libera de reposo. 0. Bespués Bespués de que los los coces coces pasan a través través de la fotocom fotocompuert puerta, a, pulse pulse el botón C  en en el tempori"ador inteligente para detener el cronometraje. Las velocidades de los coces en la pantalla.

POST LABORATORIO. Análisis Procedimiento Procedimiento A

(. 5-ómo el el aumento aumento de la masa masa del automóv automóvil il cambia cambia la energía energía total total,, E9plique6 E9plique6 *. 5-ómo aument aumentar ar la masa masa del coce coce cambia cambia la veloci velocidad dad del del coce coce en el fondo fondo de la la pista6 . 5El coce coce pierde pierde un porcen porcentaje taje mayor mayor de su energ energía ía cuando cuando se tiene tiene la masa masa e9tra o no6 Análisis del Procedimiento Procedimiento B (. #sando #sando la veloci velocidad dad del del veículo veículo en la cima de la colina colina medio, medio, calcul calcular ar la fuer"a fuer"a norma normall sobre sobre el veíc veícul ulo. o. #sted #sted tendrá tendrá que estima estimarr el radio radio de un círcul círculo o que corresponde a la curvatura de la colina por dibujar el círculo en la pi"arra.



*. 5= qué velocid velocidad ad tendría tendría el coce coce tiene tiene que ir ir a acer la fuer"a fuer"a normal normal es cero cero en la cima de la colina6 57ué tan alto que el coce tiene que empe"ar a acer que esto suceda6 Análisis del Procedimiento Procedimiento C

(. #na ve" que que aya determ determina inado do la posició posición n de liberaci liberación ón donde donde el coce coce lo ará a través del bucle, observar y marcar la posición más alta alcan"ada en el lado dereco de la pista. En teoría, esta posición donde debería estar6 5= qué distancia por encima o por debajo de esta posición es desde la línea ori"ontal tra"ada en la parte 06 #sar la pérdida de altura desde la posición de partida para calcular la energía por ciento perdido D Energiaper Energiaper dida

PerdidadeA PerdidadeAltura =

Alturainic Alturainic ial

Análisis del Procedimiento Procedimiento D

(. 57ué 57ué coce tiene tiene la mayor veloci velocidad dad en el e9tremo e9tremo derec dereco o de la pista6 pista6 5-ómo 5-ómo e9plicar la conservación de energía el resultado6 *. -oce que llega llega al final final de de la primer primeraa pista6 pista6 5/or 5/or qué6 qué6

BIBLIOGRAFIA. • • • • • • • • • •

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