UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO FACULTAD ACULTAD DE INGENIERÍA EN SISTEMAS, ELECTRÓNICA E INDUSTRIAL PERÍODO ACADÉMICO: ABRIL 2016 – SEPTIEMBRE 2016
FORMATO DE TRABAJO FINAL I.
PORTADA
UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO Facultad de Ingeniería en Sistemas Electr!nica e Industrial "#r$%ect$ Acad&mic$ Acad&mic$ de Fin de Semestre' A)licaci!n de energía cin&tica energía #$tencial % energía mec*nica
Títul$(
Carrera( +rea Acad&mica( Acad&mica( -ínea de In.estigaci!n( Cicl$ Acad&mic$ % #aralel$( Alumn$s )artici)antes( )artici)antes( M!dul$ % D$cente( II. 1. 2.
Electrónica y Comunicaciones
Física ,undamental ,undamental Energía Tra/a0$ % #$tencia 111111111122 A)ellid$s % n$m/res n$m/res 3$rden 3$rden al,a/&tic$4 A)ellid$s % n$m/res n$m/res 3$rden 3$rden al,a/&tic$4 111111111122 Física II Ing2 #$ma5uer$ -uis
INFORME DEL PROYECTO PP YY
2.1 Título Título
A)licaci!n de energía cin&tica energía )$tencial % energía mec*nica )ara una tra%ect$ria segura2 2.2 Objeti Objetivos vos
Descri/ir situaci$nes utili6and$ l$s c$nce)t$s de tra/a0$ )$tencia % las di,erentes ,$rmas en 5ue se mani,iesta la energía2 2. Resu! Resu!e" e"
En el )resente tra/a0$ se a)lica l$s c$n$cimient$s ad5uirid$s en el m!dul$ de Física II l$s mism$ 5ue se utili6aran )ara descri/ir e identi,icar las energías 5ue se )r$ducen en una tra%ect$ria2 Mediante un s$,t7are se simula el m$.imient$ de )artícula c$n ciertas c$ndici$nes inicales las cuales a%udaran )ara el calcul$ de las di,erentes energías c$n dic8as energ energías ías deter determin minare arem$ m$ss las c$ndic c$ndici$ i$nes nes es)ec es)ecí,i í,icas cas 5ue de/e de/e cum)l cum)lir ir la tra%ect$ria )ara 5ue la )artícula .ia0e segura2 2.# P$l$b%$s P$l$b%$s &l$ve' &l$ve'
•
Energía( ca)acidad de )r$ducir $ reali6ar reali6ar cual5uier cuer)$ un tra/a0$ una acci!n $ un m$.imient$2 Cin&tica( es una energía de m$.imient$2 #$tencia( es la cantidad de tra/a0$ 5ue se reali6a )$r unidad de tiem)$2
2.( I"t%o)u&& I"t%o)u&&i*" i*"
E9)$ner l$s antecedentes % ra6$nes 5ue m$ti.ar$n al tra/a0$ l$s $/0eti.$s % situaci!n )r$/lem*tica2 2.+ M$te%i$le M$te%i$les s , Meto)olo-í$ Meto)olo-í$
Acti.idades lle.adas a ca/$ durante la in.estigaci!n( marc$ te!ric$ rec$lecci!n % ela/$raci!n ela/$raci!n de l$s dat$s materiales % m&t$d$s utili6ad$s 3)r$cedimient$4 3)r$cedimient$4
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M$%&o Te*%i&o ENERIA
DEFINICI:N( Es la ca)acidad de un sistema )ara reali6ar un tra/a0$2 -a medida de la energía c$nsumida es la misma 5ue la del tra/a0$ e,ectuad$2 E9isten .arias ,$rmas de energía; mec*nica cin&tica )$tencial cal$rí,ica el&ctrica magn&tica 5uímica nuclear Term$din*mica etc2 C-ASES DE ENER<=AS ENER<=A CINÉTICA DE TRAS-ACI:N Se de,ine a la energía cin&tica diciend$ 5ue es la ca)acidad de un cuer)$ de generar $ a/s$r/er tra/a0$ al .ariar su .el$cidad $ su m$.imient$2 -a energía cin&tica de un cuer)$ es un escalar cu%$ .al$r es la mitad del )r$duct$ de su masa )$r el cuadrad$ de su .el$cidad es decir
Cuand$ una ,uer6a F se a)lica a un cuer)$ de masa m 5ue se )uede m$.er li/remente el cuer)$ se acelera c$n una aceleraci!n a de acuerd$ c$n la segunda le% de Ne7t$n del m$.imient$(
Si a am/$s miem/r$s multi)licam$s )$r la distancia rec$rrida 394 )$r el cuer)$ tenem$s( de
d$nde c$m$ tam/i&n
% reem)la6and$ est$s .al$res en la ecuaci!n anteri$r(
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Variación de la Energía Cinética. El cuerpo de la fgura anterior tiene una masa m y una velocidad vo en la posición, en el instante que empieza a actuar la uerza horizontal y constante . !a velocidad del cuerpo ir" aumentando constante mente y al ca#o de cierto tiempo ha#r" recorrido una distancia $.
El tra#a%%o eectuado por esta uerza es&
!a velocidad del cuerpo cuando ha recorrido una distancia ' es&
(eemplazando en la ecuacion anterior tenemos que&
Esto se conoce como el )eorema del )ra#a%o y la Energía Cinética. *quello demuestra que el tra#a%o realizado por la uerza neta que act+a so#re el cuerpo, es igual a la variación de su energía cinética. e todo esto podemos concluir& - i v / vo, la 0Ec es una cantidad positiva y la uerza neta aplicada realiza un tra#a%o positivo. En consecuencia la Energía Cinética ha aumentado, la uerza neta es activa y la partícula tiene movimiento acelerado. - i v 1 vo, la 0Ec es una cantidad negativa y la uerza neta aplicada realiza un tra#a%o negativo. En consecuencia la Energía Cinética ha disminuido, la uerza neta es resistiva y la partícula tiene movimiento desacelerado. - i v 2 vo, la 0Ec es nula y la uerza neta aplicada no realiza tra#a%o. En consecuencia la Energía Cinética permanece constante, la partícula tiene movimiento uniorme. 3nidades&
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!a energía cinética es una magnitud escalar, cuyas unidades son las mismas del tra#a%o, es decir el 453!E 647.
E8E(9:* ;5)E8C:*! 9(*V:)*)5(:* !a Energía ;otencial 9ravitatoria de un cuerpo, es el producto de su peso por la altura a que se encuentra so#re el nivel de reerencia escogida. )am#ién se le defne a la energía potencial gravitacional, diciendo que es la capacidad que tiene un cuerpo para producir tra#a%o en virtud de su posición. Variación de la energía potencial gravitacional. El cuerpo de la fgura tiene una masa m y se mueve verticalmente por la acción de su propio peso 6mg7 desde el punto * hasta el punto <, situado
so#re el nivel de reerencia. Esto nos demuestra que el tra#a%o realizado por el peso so#re el cuerpo, es igual a la variación de la energía potencial gravitatoria tomada con el signo negativo 6es decir, es una pérdida de energía potencial7. e todo esto podemos concluir& - !a Energía potencial gravitacional se comporta al contrario de la energía cinética. - El tra#a%o realizado por el peso depende de la altura inicial y fnal y no de su trayectoria. - i h* / h<, la 0Epg es una cantidad positiva y el tra#a%o realizado por el peso es positivo. En consecuencia la Energía ;otencial 9ravitatoria disminuye, el peso est" a avor del movimiento y la partícula tiene movimiento acelerado. - i h* 1 h<, la 0Epg es una cantidad negativa y el tra#a%o realizado por el peso tam#ién es negativo. En consecuencia la Energía ;otencial 9ravitatoria aumenta, el peso est" en contra del movimiento y la partícula tiene movimiento desacelerado.
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- i h* 2 h<, la 0Epg es nula y el tra#a%o realizado por el peso tam#ién es nulo. En consecuencia la Energía ;otencial 9ravitatoria permanece constante, la partícula no tiene movimiento. 3nidades& !as unidades de la Energía ;otencial 9ravitatoria, tiene las mismas unidades que el tra#a%o.
2./ Result$)os , Dis&usi*"
Resultad$s $/tenid$s al ,inal de la e0ecuci!n del )r$%ect$2 Incluir una /re.e discusi!n; la discusi!n tiene c$m$ ,inalidad )rinci)al m$strar las relaci$nes e9istentes entre l$s 8ec8$s % tam/i&n se e.al>an e inter)retan las im)licaci$nes de l$s resultad$s2 2.0 Co"&lusio"es
Es la )arte ,inal del in,$rme2 C$nstitu%e la res)uesta 5ue )r$)$ne el in.estigad$r $ em)rended$r )ara el )r$/lema 5ue $rigin! el tra/a0$ desarr$llad$ de acuerd$ c$n l$s dat$s rec$gid$s % la te$ría a)licada2 2. Ree%e"&i$s biblio-%3i&$s
-as re,erencias /i/li$gr*,icas a)licand$ la n$rma IEEE2 2.14. Foto-%$í$s , -%3i&os
Es c$n.eniente incluir algunas ,$t$gra,ías es5uema $ )lan$s en l$s 5ue se )ueda $/ser.ar la ela/$raci!n del )r$%ect$ )$r )arte de l$s integrantes del e5ui)$2
