Laboratorio de Física Energia 2

8/19/2019 Laboratorio de Física Energia 2

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LABORATORIO DE FÍSICA

Nombre: Jaya M. Andrés Curso: 3 BGU “D”

Grupo Nº: 3 Fecha: 2015/10/29

Practica Nº 3Tema: ENERGIA II

Objetivo: Comprobar eper!men"a#men"e #a $onser%a$!&n de ener'(a me$)n!$a.

Mto!o: *rans+ormar #a ener'(a po"en$!a# e#)s"!$a en ener'(a po"en$!a# 'ra%!"a$!ona#.

Marco Te"rico

ENERG#A MEC$NICA

De "odas #as "rans+orma$!ones o $amb!os ,-e s-+re #a ma"er!a #os ,-e !n"eresan a #a

me$)n!$a son #os aso$!ados a #a pos!$!&n y/o a #a %e#o$!dad. Ambas ma'n!"-des de+!nen

en e# mar$o de #a d!n)m!$a de e"on e# es"ado me$)n!$o de -n $-erpo de modo ,-e

és"e p-ede $amb!ar por,-e $amb!e s- pos!$!&n o por,-e $amb!e s- %e#o$!dad. a +orma de

ener'(a aso$!ada a #os $amb!os en e# es"ado me$)n!$o de -n $-erpo o de -na par"($-#a

ma"er!a# re$!be e# nombre de ener'(a me$)n!$a.

ENERG#A POTENCIA%

De a$-erdo $on s- de+!n!$!&n #a ener'(a me$)n!$a p-ede presen"arse bao dos +ormas

d!+eren"es se'n es"é aso$!ada a #os $amb!os de pos!$!&n o a #os $amb!os de %e#o$!dad. a

+orma de ener'(a aso$!ada a #os $amb!os de pos!$!&n re$!be en nombre de ener'(a

po"en$!a#.

4n -n m-e##e ,-e es "ensado #as d!s"an$!as re#a"!%as en"re s-s esp!rar a-men"an. -

$on+!'-ra$!&n 6a $amb!ado por e# e+e$"o de# es"!ram!en"o.

4n -no o"ro $aso e# $-erpo ad,-!ere en e# es"ado +!na# -na n-e%a $ond!$!&n ,-e an"es no

pose(a7 s! se #es dea en #!ber"ad #a p!edra es $apa8 de romper -n %!dr!o a# $6o$ar $on"ra e#

s-e#o y e# m-e##e p-ede poner en mo%!m!en"o -na bo#a !n!$!a#men"e en reposo.

4n s- es"ado ambos $-erpos d!sponen de -na $apa$!dad para prod-$!r $amb!os en o"ros.

an ad,-!r!do en e# pro$eso $orrespond!en"e -na $!er"a $an"!dad de ener'(a ,-e p-ede ser

#!berada "an pron"o $omo se den #as $ond!$!ones ade$-adas.

ENERG#A CIN&TICA

a +orma de ener'(a aso$!ada a #os $amb!os de %e#o$!dad re$!be e# nombre de ener'(a

$!né"!$a. Un $-erpo en mo%!m!en"o es $apa8 de prod-$!r mo%!m!en"o. es"o es de $amb!ar

%e#o$!dad de o"ros. a ener'(a $!né"!$a es por "an"o #a ener'(a me$)n!$a ,-e posee -n

$-erpo en %!r"-d de s- mo%!m!en"o o %e#o$!dad.

1



Materia'es (es)uema

*+ :esor"e 6e#!$o!da#.,+ opor"es.3+ :e'#a 'rad-ada.

-+ Caa de pesas.

Proce!imie.to

*+ :ea#!$e en mon"ae $omo !nd!$a en #a a#"-ra ;a<.,+ M!da #a d!s"an$!a !n!$!a# =1 de# resor"e no a#ar'ado y #a a#"-ra 61 de# e"remo !n+er!or

de# resor"e a #a base de# sopor"e. Ano"e #os %a#ores ob"en!dos en #a "ab#a > 1.3+ Co#o,-e en e# e"remo de# resor"e de -na masa de 01 ?' y déa#a baar #en"amen"e

6as"a ,-e e# $-erpo a#$an$e e# resor"e ;b<.-+ M!da a6ora #a #on'!"-d de# resor"e a#ar'ado =2 y #a a#"-ra 62 de# e"remo !n+er!or de#

resor"e a# p!so. Ano"e #os %a#ores ob"en!dos en #a "ab#a > 1./+ Con #a masa de 015?' y #a de 02?' rep!"a #os n-mera#es 3 y @. Ano"e es"os

%a#ores en #a "ab#a > 1.

TA0%A Nº *

Masas124

%o.itu!es 51m46e7ormaci".!e' resorte

1m4

A'turah1m4

Fuer8aRecupera!ora

1N4

Co.sta.tee'9stica !e'

resorte21Nm4

m 5* 5, 5;5,<5* h* h, Fr ;m 2;m5

- 0,178 m - - 1,276 m - - -

0,1 kg 0,178m 0,227m 0,049m 1,276 m 1,226 m 0,98 N 20 N/m

0,15 kg 0,178m 0,254m 0,076m 1,276 m 1,199 m 1,47 N 19,34 N/m

0,2 kg 0,178m 0,279m 0,101m 1,276 m 1,177 m 1,96 N 19,41 N/m

TA0%A Nº ,

E.er=aTota' 1>4

E.er=a Pote.cia'Gravitacio.a' 1>4

E.er=a Pote.cia'E'9stica 1>4

E.er=aTota' 1>4

Ep;mh* Ep;mh, Epe;*,25, ET;Ep?Epe

1,25 (J) 1,20 (J) 0,024 (J) -0,026 (J)

1,88 (J) 1,76 (J) 0,056 (J) -0,064 (J)

2,50 (J) 2,31 (J) 0,099 (J) -0,091(J)

C9'cu'os

2



*+ Ca#$-#e #a +-er8a re$-peradora para $ada masa y #a $ons"an"e

de e#as"!$!dad para $ada +-er8a re$-peradora.

F r 1=m1

g=(0,1kg ) (9,8m /s2 )=0,98 N ; k =

m1

g

X 1= 0,98 N

0,049m=20 N /m

F r 2=m2

g=(0,15kg) (9,8m /s2 )=1,47 N ; k =

m2

g

X 2= 1,47 N

0,076m=19,34 N /m

F r 3=m3

g=(0,2kg ) (9,8m /s2 )=1,96 N ; k =

m2

g

X 2= 1,96 N

0,101m=19,4 N /m

,+ Ca#$-#ar #a ener'(a po"en$!a# 'ra%!"a$!ona# ener'(a po"en$!a# e#)s"!$a y #a ener'(a

"o"a# para $ada $aso. Ano"e es"os %a#ores en #a "ab#a n>2.

s2

9,8m /¿¿

E pg ,1=(0,1kg)¿

E pg ,1= (0,15kg) (9,8m/s2 ) (1,276m )=1,88(J )

E pg ,1= (0,2kg ) (9,8m/s2 ) (1,276m )=2,50 (J )

s2

9,8m /¿¿

E pg ,2=(0,1kg)¿

E pg ,2= (0,15 kg ) (9,8m /s2 ) (1,276m )=1,76(J )

E pg ,2= (0,2kg ) (9,8m/s2 ) (1,276m )=2,31(J )

E pe , 1=1

2(20 N /m ) (0,049m )2=0,024 (J )

3



E pe , 2=1

2(19,34 N /m ) (0,076m )2=0,056(J )

E pe , 3=1

2(19,41 N /m ) (0,101m )2=0,099(J )

ET =∆ E pg+∆ E pe

ET

= E pg

− E pg ,o

+ E pe

− E pe ,o

ET ,1=1,20 (J )−1,25 (J )+0,024 (J )=−0,026(J )

ET , 2=1,76 ( J )−1,88 ( J )+0,056(J )=−0,064(J )

ET ,3=2,31 (J )−2,50 ( J )+0,099(J )=−0,091(J )

3+ De"erm!nar e# %a#or med!o de #a $ons"an"e de e#as"!$!dad $on s- respe$"!%o error.

k =20 N /m+19,34 N /m+19,41 N /m

3=19,58 N /m

∆ k =∑|k i−k |

n =

|20−19,58|+|19,34−19,58|+|19,41−19,58|3

=0,27=0,3 N /m

k =19,58±0,3 N /m

er=∆ k

k =

0,3 N /m

19,58 N /m=0,015

e=100 ( er )=100 (0,015)=1,5

Cuestio.ario

*+ Ana#!$e #os res-#"ados de #a ener'(a "o"a# en #a "ab#a n>2.

4



La energía total en un n!o "a a #er la $nergía %oten!al

&ra"ta!onal, 'e'o a ue no e*#te 'e+orma!n 'el re#orte,

#multneamente la $nergía %oten!al $l#t!a e# Nula. %ero al momento 'e e*#tr

'e+orma!n "a a #er un "alor '#tnto 'e !ero la $nergía %oten!al $l#t!a,

a!en'o ue la $nergía %oten!al

&ra"ta!onal '#mnua.

,+ Ana#!$e #os par)me"ros ? = y 6 s! se

d-p#!$ara #a masa $o#'an"e.

aen'o ue ara k =mg

X y X =

mg

k ,

o'emo# 'e!r ue, al 'ul!ar la ma#a #e "a a 'ul!ar o k, orue #on

're!tamente roor!onal.

%ara , #aen'o ue aumenta la

'e+orma!n !uan'o aumente la ma#a, la

altura "a a '#mnur, e# 'e!r, mentra# m#

#e 'e+orme el re#orte meno# altura ar.

3+ ! #a de+orma$!&n de# resor"e !n!$!a# es #a m!sma y -0 4# b#o,-e de #a +!'-ra

re$orre mayor o menor d!s"an$!a $-ando e# )n'-#o de# p#ano !n$#!nado d!sm!n-ye

Dem-es"re s- resp-es"a.

l '#mnur el ngulo "a a '#mnur la $nergía %oten!al &ra"ta!onal a!en'o

ue aumente la $nergía nt!a, or !on#guente la "elo!'a', a!en'o ue

e*#ta un maor 'e#laamento, orue al llegar a toar el re#orte ue'e

'e+ormarlo a!en'o maor #u 'e#laamento

-+ 4n #a +!'-ra -na es+era se dea rodar desde A ##e'a a B y a C s-poner 0

dem-es"re s- resp-es"a.

A# ser -n s!s"ema $onser%a"!%o ;.C< por,-e no e!s"e +r!$$!&n ;-0< #o m)!mo ,-e

p-ede ##e'ar #a es+era es a #a m!sma a#"-ra de #a $-a# +-e #an8ada -s"amen"e

respe"ando #a #ey de #a $onser%a$!&n de #a ener'(a.

/+ Men$!one "res eemp#os de ap#!$a$!ones s!mp#es en #os ,-e #a ener'(a po"en$!a#

e#)s"!$a se "rans+orma en o"ra $#ase de ener'(a.

$l +reno 'e un !arro, orue al #ar el +reno a!e ue el re#orte #e 'e+orme 'e

tal manera ue la# mor'aa# 'etengan al '#!o 'el +reno, al 'ear 'e #arlo el

re#orte "uel"e a #u +orma orgnal. na na, al aretarla #e !omrme el re#orte e*#te energía el#t!a, al

momento 'e #oltarla e#ta #e !on"ertr en energía !nt!a. $n una !ama el#t!a, la energía el#t!a #e !on"ertr en energía gra"ta!onal

energía !nt!a.

5



Co.c'usio.es

eg:n lo# !l!ulo# #e ue'e 'etermnar ue la ma#a 'e un !uero al #er 're!tamente

roor!onal a la 'e+orma!n ;< a la !on#tante 'e ela#t!'a' ;k<, "an a aumentar o a

'#mnur !on la ma#a, al !ontraro la ma#a e# n"er#amente roor!onal a la altura ;<, aue # aumenta la ma#a aumenta la 'e+orma!n a!en'o ue la altura '#mnua.

'em# #e ue'e !omroar una "e m# la !on#er"a!n 'e la energía, 'e'o a ue #

aumentaa la $nergía %oten!al $l#t!a, '#mnuía la $nergía %oten!al &ra"ta!onal.

=amn #e u'e notar un error en la !on#tante 'e ela#t!'a' 'e'o a ue mentra# m#

#e 'e+ormaa el re#orte, no ue'aa en la# m#ma# !on'!one# al regre#ar a #u longtu'

n!al, a!en'o ue e*#ta una "ara!n o un error.

6

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