1. Calcule la velocidad instantánea Vh, después de que el peso ha caído a lo largo de una altura “h”, es decir, el cociente entre el ancho de la placa Δs=0.05 m y el tiempo Δt: Vh=Δs/Δt, mostrado en el display del timer 2-1; timer 2-1; registre los valores en la tabla 4.1. Δt=0,089 Δt=0,089 0,5/0,089
V == V ==
Δt=0,061 Δt=0,061 0,5/0,061
V == V ==
56,18 m/s
Δt=0,039 Δt=0,039 0,5/0,039
V == V == V ∗ ms U = m ∗ g ∗ h
81,97 m/s
Δt=0,035 Δt=0,035 0,5/0,035
128,21 m/s
V =
h en m
Δt *(s)
0,10
0,089
56,18
0,20
0,061
81,97
0,30
0,05
100,00
0,40
0,043
116,28
0,50
0,039
128,21
0,60
0,035
142,86
0,70
0,032
156,25
0,795
0,031
161,29
Δs/Δt *(m/s)
Δt=0,05 Δt=0,05 0,5/0,05
142,86 m/s
Δt=0,043 Δt=0,043 0,5/0,043
100 m/s
Δt=0,032 Δt=0,032 0,5/0,032
V == V ==
116,28 m/s
Δt=0,031 Δt=0,031 0,5/0,031
156,25 m/s
Mexp ∗(kg)
Tabla 4.1. Datos para el análisis de los valores de la energía c inética y potencial gravitacional.
161,29 m/s
= ℎ −− ℎ
2. Calcule el cuadrado de la velocidad instantánea Vh, y escríbalo en la tabla 4.1.
V = 56,18 m/s V = V = 128,21 m/s V =
V = 81,97 m/s V = V = 142,86 m/s V =
3156,17
16436,55
V =
V = 100 m/s V = 116,28 m/s V = V = V = 156,25 m/s V = 161,29 m/s V = V = V ∗ ms U = m ∗ g ∗ h Mexp ∗(kg) = ℎ −− ℎ
6718,62
10000
13520,82
20408,16
24414,06
26014,57
h en m
Δt *(s)
0,10
0,089
56,18
0,20
0,061
81,97
6718,62
0,30
0,05
100,00
10000
0,40
0,043
116,28
13520,82
0,50
0,039
128,21
16436,55
0,60
0,035
142,86
20408,16
0,70
0,032
156,25
24414,06
0,795
0,031
161,29
26014,57
Δs/Δt *(m/s)
3156,17
m = g = hU = 0,2 ∗ 9,81 ∗ hU = 0,2∗ 9,81 ∗0,40 U = U = hU = 0,2 ∗ 9,81 ∗ hU = 0,2∗ 9,81 ∗0,795 U = U = U = m ∗ g ∗h Mexp ∗ (kg) = ℎ −− ℎ
3. Calcule la energía potencial Ug=mg•g•h, y complete la tabla 4.1
hU = 0,2 ∗ 9,81 ∗ U = hU = 0,2 ∗ 9,81 ∗ U =
hU = 0,2 ∗ 9,81 ∗ U = hU = 0,2 ∗ 9,81 ∗ U =
= 0,10
= 0,20
0,10
0,20
0,020
0,039
= 0,50
= 0,60
0,50
0,60
0,098
0,118
V =
0,02 y
= 0,30
0,059
0,137
56,18
0,20
0,061
81,97
6718,62
0,039
0,30
0,05
100,00
10000
0,059
0,40
0,043
116,28
13520,82
0,078
0,50
0,039
128,21
16436,55
0,098
0,60
0,035
142,86
20408,16
0,118
0,70
0,032
156,25
24414,06
0,137
0,795
0,031
161,29
26014,57
0,156
3156,17
= 0,795
0,70
0,089
Δs/Δt *(m/s)
0,078
= 0,70
0,10
Δt *(s)
= 0,40
0,30
V ∗ ms
h en m
9,81
0,020
Tabla 4.1. Datos para el análisis de los valores de la energía c inética y potencial gravitacional.
0,156
4. Grafique
U V Vs
. ¿Qué tipo de relación se obtiene? Vh2
La relación que se obtiene en la gráfica hace.
U
Ug
respecto a la gráfica
V
es que ambas son crecientes, ya que a medida que
U
aumenta,
V
también lo
5. Determine el valor total de la masa aceleradora, m=mW+mg [m=_____g (masa del carro +Masa colgante)].
m mmw= 61g + 20g m = 81g = 61g =20g
6. Determine la pendiente “k” de la gráfica del numeral 4. ¿Qué tipo de unidades tiene la constante “k”? Compare el resultado con la masa aceleradora total del numeral 5. ¿Qué relación encuentra o que nota en los resultados?
7. Suponga que K=1/2•m•Vh2 se aplica a la energía cinética y que esta es igual a la energía potencial Ug=mg•g•h. Luego, a partir del experimento, un valor mexp puede ser calculado para las masas de la cuarta y quinta columna de la tabla No 4.1; a partir del supuesto “1/2•mexp•Vh2=Epot”. Compare los valores obtenidos, con los valores de la masa del numeral 5 y presente una conclusión sobre los resultados obtenidos. 8. La pista fue inclinada con el fin de compensar la fricción del coche. La energía potencial del carro, por lo tanto, ha sido aprovechada para superar la fuerza de rozamiento. Considere que sucede si la fuerza de fricción es dependiente de su velocidad. ¿Qué otras fuentes de error en la toma de datos son significativas?
V =
m V ∗ s
U = m ∗ g ∗ h
Mexp ∗(kg)
3156,17
0,020
0,071
81,97
6718,62
0,039
0,071
100,00
10000
0,059
0,071
h en m
Δt *(s)
0,10
0,089
56,18
0,20
0,061
0,30
0,05
Δs/Δt *(m/s)
= ℎ −− ℎ
0,40
0,043
116,28
13520,82
0,078
0,071
0,50
0,039
128,21
16436,55
0,098
0,071
0,60
0,035
142,86
20408,16
0,118
0,071
0,70
0,032
156,25
24414,06
0,137
0,071
0,80
0,031
161,29
26014,57
0,156
0,071
Tabla 4.1. Datos para el análisis de los valores de la energía cinética y potencial gravitacional.
