Ultimo Fisica 3
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ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL CURSO DE NIVELACION DE CARRERA - SENESCYT Auto-ratonera de energía potencial Autores: Kong David Saltos Emmanuel Yaguana Natalia Zambrano Vielka Tutor:
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auto de energia potencial
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ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL
CURSO DE NIVELACION DE CARRERA - SENESCYT
Auto-ratonera de energía potencial
Autores:
Kong David
Saltos Emmanuel
Yaguana Natalia
Zambrano Vielka
Tutor:
Ing. Rogelio Jara
CAPÍTULO I
OBJETIVOS GENERALES:
Observar la manifestación de energía potencial y cinética mediante el
auto ratonera
OBJETIVOS ESPECÍFICOS:
Realizar un experimento el cual muestre las manifestaciones de
energía, trabajo y convertirlas en movimiento
JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA:
Este proyecto se desarrollara con el fin de comprender y analizar los
Conceptos de la velocidad, energía cinética y potencial.
INTERROGANTES DE LA INVESTIGACIÓN O HIPÓTESIS:
-Al determinar la velocidad se podrá deducir la energía cinética y
potencial del sistema.
-la energía potencial en un sistema es el resultado de las posiciones
entre componentes, para obtener energía potencial es necesario un
trabajo en nuestro auto ratonera tenemos energía potencial elástica ya
que tenemos involucrado un resorte de torsión el cual le da impulso al
carro.
CAPÍTULO II
MARCO TEÓRICO.
RESEÑA HISTORICA
Durante la mayor parte de su historia, la humanidad se mantuvo obteniendo
energía de la biomasa lo cual se refiere al viento y la fuerza muscular de
animales y otros seres humanos.
El hombre a lo largo de su historia evolutiva mediante su propio esfuerzo físico
y dedicación ha realizado actividades que consumen energía, apoyándose en
los animales domésticos como los caballos, bueyes, etc.
Al pasar el tiempo el hombre se concentró en el estudio de la energía, por lo
que hoy en día conocemos diferentes tipos, una de esas energías es la
potencial la cual tienen los cuerpos para realizar un trabajo de acuerdo a la
condición que se encuentre en un sistema donde se ejercen fuerzas entre sí,
es decir, es la energía que es capaz de generar un trabajo como la
consecuencia de la posición de un cuerpo, se la puede considerar como la
energía almacenada en su propio sistema o en la medida de un trabajo que
éste mismo puede ofrecer.
Se puede acotar que cuando un cuerpo o partícula se moviliza con relación a
un cierto nivel de referencia estará en condiciones previas de acumular o ir
acumulando energía.
Energía cinética es aquella que posee cualquier cuerpo o partícula como
consecuencia de su movimiento y como ya se conoce dependerá de la masa y
la velocidad que se presenta en sí mismo.
Como tal, está ligada a otros conceptos de la física como: trabajo, fuerza y
energía. Solo se la puede llamar así cuando la partícula se pone en movimiento
y que al chocar con otro lo pueda mover originando así mismo un trabajo y la
fuerza se puede referir al daño que se le puede causar al otro.
FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA
Para poder comprender de forma clara lo que se pretende con el
proyecto debemos conocer algunos términos utilizados en nuestro
proyecto:
- Energía Potencial
Es la energía que poseen los cuerpos por el hecho de encontrarse en
una determinada y específica posición en un campo de fuerzas, esta
depende de la altura, como se demuestra en la siguiente fórmula:
Ep=mgh
La energía potencial es igual a la masa del cuerpo multiplicada por la
gravedad y por la altura a la que se encuentra el objeto un centro de
referencia. Por ejemplo, el suelo o algún otro lugar con altura
- Energía cinética
Energía que está directamente asociada al movimiento que un cuerpo y
por la velocidad que tenga este y su masa.
La energía cinética es igual al producto de un medio por la masa y
la velocidad al cuadrado.
La fórmula es:
EC=12mV 2
- Velocidad
Variación de la posición de un cuerpo en un lapso de tiempo o también
distancia recorrida por un objeto en un tiempo.
- Tiempo
Puede ser medido utilizando un periodo, entendiendo que es un proceso
que se repite cada x veces de una manera idéntica.
- Masa
Medida de la cantidad de materia que posee un cuerpo u objeto.
- Fuerza
Al ser ejercida sobre un cuerpo u objeto de cierta masa le provoca
directamente un efecto, es capaz de modificar la cantidad de movimiento
o la forma de los materiales.
- Posición
Una posición en física indica la localidad de un cuerpo o partícula en el
espacio-tiempo o espacio.
LEYES APLICADAS
Primera Ley de Newton
Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y
rectilíneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas
impresas sobre él.
Segunda Ley de Newton
El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y
ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se
imprime.
Tercera Ley de Newton
Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria.
VARIABLES DEL PROYECTO
Desplazamiento
Tiempo
Velocidad
Masa
Energía cinética
Energía potencial
Dónde:
∆V : Variación de
velocidad
Ec: Energía cinética
Ep: Energía potencial
m: Cantidad de masa
∆ x: Variación de posición
∆ t : Variación de tiempo
g: Gravedad ¿)
h: Altura
t : Tiempo
CAPÍTULO III
METODOLOGÍA
DISEÑO Y MODALIDAD
En nuestro proyecto vamos a demostrar la cantidad de energía cinética y
potencial que posee un sistema en base algunas variables de la
investigación que se ha determinado en el proyecto como son la masa,
velocidad y tiempo.
TIPO DE INVESTIGACIÓN
El tipo de investigación del proyecto es descriptivo porque se explicara
paso a paso los procesos de la construcción del auto ratonera y se
analizaran los resultados obtenidos en los experimentos.
INSTRUMENTOS DE LA INVESTIGACIÓN
Los materiales e instrumentos que se necesita para la construcción del
proyecto son:
Trampa de ratón
Cd’s
Regla
Cutter o estilete
Tijeras
Masking tape (cinta
adhesiva)
Palos de madera
3 corchos
Hilo
Cronometro.
PASOS Y PROCESO PARA LA CONSTRUCCIÓN:
PASO 1:
Reunir los materiales.
PASO 2:
Con la ayuda de un taladro, procedemos a realizar los hoyos en cada extremo de los palos de madera.
PASO 3:
Envolvemos los corchos con la cinta adhesiva, alrededor de 10 vueltas.
PASO 4:
Una vez envueltos los corchos con cinta adhesiva, procedemos a enroscar los corchos con su respectivo CD´s.
PASO 5:
Procedemos a pegar la trampa de ratones con los palos de madera.
PASO 6:
Una vez enroscados los corchos con los discos, procedemos a realizar hoyos en el centro de los corchos con su respectivo palo de pincho y así formaremos los ejes del auto.
PASO 7:
Una vez listo los ejes, unimos los ejes con sus respectivos discos con trampa de ratones y su base. Por ultimo pegamos un palo de pincho en la ratonera con la piola, de tal manera pueda ser impulsada.
ANÁLISIS DE RESULTADOS
Análsis de la primera matriz de prueba:
Prueba 1
El auto de energía potencial con masa de 3.2 kilogramos y un radio de 5
centimetros recorrió en un tiempo de 2.9 segundos una distancia de 2.9 metros.
Prueba 2
El auto de energía potencial con masa de 3.2 kilogramos y un radio de 5
centimetros recorrió en un tiempo de 3.78 segundos una distancia de 3 metros.
Prueba 3
El auto de energía potencial con masa de 3.2 kilogramos y un radio de 5
centimetros recorrió en un tiempo de 5.6 segundos una distancia de 3.09
metros.
Prueba 4
El auto de energía potencial con masa de 3.2 kilogramos y un radio de 5
centimetros recorrió en un tiempo de 4.6 segundos una distancia de 3.1 metros.
Prueba 5
El auto de energía potencial con masa de 3.2 kilogramos y un radio de 5
centimetros recorrió en un tiempo de 2.9 segundos una distancia de 2.9 metros.
Conclusión de la primera matriz de prueba:
Se promedia la velocidad y la energía cinética; obtenemos una velocidad de
0.72 m/sg y una energía cinética de 0.84 joules, de acuerdo a la relación entre
velocidad y energía cinética concluimos que la velocidad es menor que la
energía cinética; también se ha calculado la distancia promedio que da un
valorde 3.11m y el tiempo promedio de 4.302sg, con respecto a la masa de 3.2
kg, la distancia es menor que el tiempo.
Análsis de la segunda matriz de prueba:
Prueba 1
El auto de energía potencial con masa de 5 kilogramos y un radio de 5
centimetros recorrió en un tiempo de 4.3 segundos una distancia de 4.15
metros.
Prueba 2
El auto de energía potencial con masa de 5 kilogramos y un radio de 5
centimetros recorrió en un tiempo de 3.91 segundos una distancia de 4.65
metros.
Prueba 3
El auto de energía potencial con masa de 5 kilogramos y un radio de 5
centimetros recorrió en un tiempo de 4.55 segundos una distancia de 4.68
metros.
Prueba 4
El auto de energía potencial con masa de 5 kilogramos y un radio de 5
centimetros recorrió en un tiempo de 3.25 segundos una distancia de 5.09
metros.
Prueba 5
El auto de energía potencial con masa de 5 kilogramos y un radio de 5
centimetros recorrió en un tiempo de 6.42 segundos una distancia de 6.1
metros.
CONCLUSIÓN DE LA SEGUNDA MATRIZ DE PRUEBA:
Obtenemos la velocidad y la energía cinética promedio de 1.10 m/sg y 3.02
joules respectivamente, acorde a la relación entre velocidad y energía cinética
concluimos que la velocidad es menor que la energía cinética; también se ha
considerado la distancia promedio que da un valor de 4.48 m. y el tiempo
promedio de 4.93sg, con respecto a la masa de 5 kg, la distancia es menor que
el tiempo.
CONCLUSIÓN DE LAS MATRICES DE PRUEBA:
Realizando las comparaciones entre nuestras dos matrices de pruebas
concluimos que mientras menor masa tenga el auto este recorre poca
distancia en más tiempo; mientras que a mayor masa recorre más distancia en
menos tiempo. La comparación entre velocidad y energía cinética nos indica
que son directamente proporcionales ya que si una aumenta o disminuye la
otra también, considerando que nuestras dos matrices nos indican que la
velocidad en los dos casos es menor a la energía cinética.
