FISICA-7

UNIVERDAD NACIONAL DEL CALLAOFACULTAD DE INGENIERIA ELECTRICA Y ELECTRONICA

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELÉCTRICA

INFORME: ENERGIA POTENCIALCURSO: LABORATORIO DE FISICA N° 7

ALUMNO:

Guerrero Aguila Miguel 1513110087

Mejia Allca Jair German 1513120616

Moran Chiquihuarca Juan Carlos 1513120426

Neyra Gutierrez Jonatan 1513120417

CICLO: 2015-B

PEOFESOR: LIC. JULIO CHICANA LOPEZ

LIMA-CALLAO


I. OBJETIVO

1. Estudiar in sistema conservatorio y medir la magnitud de la constante de elasticidad de un resorte.

2. Observar el intercambio de energía potencial gravitatoria y la energía potencial elástica.

II. FUNDAMENTO TEORICO

TRABAJO MECANICO: Cuando sobre un sistema mecánico se aplica una fuerza neta y esta produce desplazamiento, entonces se dice que esa fuerza efectúa un trabajo mecánico, el cual puede ser positivo si el sistema gana energía o negativo si el sistema pierde energía. En el S.I se mide en Joule y comúnmente se usa otra unidad llamada caloría, para referirse al trabajo mecánico.

1 Joule = 1 Newton · 1 metro = kg m²/s²

4,18 Joule = 1 CalFormula:

ENERGIA POTENCIAL


ENERGIA CINETICA: es la energía asociada a los cuerpos que se encuentran en movimiento, depende de la masa y de la velocidad del cuerpo. Ej.: El viento al mover las aspas de un molino.

Ec¿ 12

m v2

La energía cinética, Ec, se mide en julios (J), la masa, m se mide en kilogramos (kg) y la velocidad, v, en metros/segundo (m/s).

ENERGIA POTENCIAL GRAVITATORIA: el trabajo efectuado sobre una partícula por la fuerza gravitacional constante puede representarse en términos de un cambio en la energía potencial gravitacional U g=mgy. Esta energía es una propiedad compartida de la partícula y de la tierra.

W g=mg y1−mg y2

W g=U g ,1−U g , 2

W g=−∆ U g

ENERGÍA POTENCIAL ELÁSTICA: una energía potencial también esta asociada con la fuerza elasctica F x=−kx ejercida por un resorte ideal, donde x es la distancia de estiramiento o compresión. El trabajo efectuado pro esta fuerza puede representarse como un cambio en la energía potencial elástica del resorte

U e=12

k x2

W e=12

K X12−1

2K X 2

2

W e=U e, 1−U e ,2

W e=−∆ U e

Conservación de la energía mecánica: la energía potencial total es la suma de las energías potenciales gravitacional y elástica.

U¿U g+U e

Si sobre una partícula solo realizan trabajo las fuerzas gravitacional y elástica, se conserva la suma de las energías cinética y potencial. Esta suma, se denomina energía mecánica total.

E¿T+U


III. EQUIPOS Y MATERIALES

Resorte (VER FIG 1) Juego de pesas con portapesas Regla de 1m (VER FIG 3) Soporte universal (VER FIG 2) Balanza

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

A. CALCULO DE LA CONSTANTE ELASTICA DEL RESORTE1. Disponer de todos los materiales que se va utilizar.

FIGURA 2

FIGURA 1

FIGURA 3

TABLA 1POSICION X (cm) F=mg (N)

0 0 01 4.5 2232 6.6 2923 8 3374 9.5 3775 10.7 4186 11.9 457


2. Tomar un punto en el punto inferior del resorte el cual se usara como “indicador” para establecer las longitudes.

3. Suspenda una masa en el extremo libre del resorte y llévelo lentamente hasta la posición de equilibrio.

4. Anote la deformación del resorte en la tabla 1.

5. Repita el procedimiento para otras cinco masas.

6. ¡IMPORTANTE! Tenga cuidado de no sobrepasar el límite elástico del resorte.

B. INTERCAMBIOS DE ENERGIA POTENCIAL1. Disponer de todos los materiales que se va utilizar.


2. Escoger una masa lo suficientemente grande para producir una deformación considerable sin sobrepasar el límite del resorte.

3. Agarre la masa con la mano y llévala hasta la posición x0 y luego, suéltelo.

4. Observe con atención la máxima deformación del resorte. Anote el valor en la tabla 2.

5. Repita otras 2 veces para determinar el promedio máximo de la deformación.

6. Repita lo mismo para otras posiciones iniciales. Complete la tabla 2.

V. ANALISIS DE DATOS A. DETERMINACION DE LA CONSTANTE ELASTICAS DEL RESORTE K

TABLA 2

POSICION INICIAL POSICIONES FINALES (PF)

1

la distancia se mide en metros →X(deformaciones) ; h(alturas)

𝑋_01 = 3.0 𝑋_11 = 4.3𝑋_21 = 4.5


1. graficar en pale milimetrado F = F(X)2. Haga el ajuste correspondiente de los puntos y determine el valor de la constate elástica (k).

B. Comprobación de la conservación de la energía.

FALTA CUADRO X (m) F=mg (N)

04.56.68

9.510.711.9

FALTA

VI. CUESTIONARIO

1. ¿Qué establece la ley de Hooke?

La ley de elasticidad de Hooke o ley de Hooke, originalmente formulada para casos del estiramiento longitudinal, establece que el alargamiento unitario que experimenta un material elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada :


Siendo el alargamiento, la longitud original , : módulo de Young, la sección transversal de la pieza estirada. La ley se aplica a materiales

elásticos hasta un límite denominado límite elástico.

2. Según el análisis realizado con sus datos de la Tabla 1, ¿se verifica experimentalmente la ley de Hooke? De acuerdo a los resultados de la gráfica la tendencia del conjuntos de puntos representan una lineal dando a entender que existe una relación directa entre la elongación y la fuerza que se requiere para estirar del resorte.

3. Demuestre analíticamente la ecuación del intercambio de energías potenciales Δ𝑉𝑔=−Δ𝑉𝑒. ¿Cuál es el significado del signo negativo?

Por el principio de la conservación de la energía la energía inicial es igual a la final entonces:

U g ,1+U e ,1=U g , 2+U e, 2

U g ,1−U g ,2=U e ,2−U e,1 …1

mg y1+12

K X12=mg y2+

12

K X22

En donde comprueba y1> y2 y X22> X1

2 , entonces ΔVg=U f −U i=Ug , 2−U g ,1 = mg( y2− y1) ,

ΔVe=U f−U i=U e ,2−U e ,1=12

K (X 22−X1

2)

Colocando en factores positivos ΔVg= −mg ( y1− y2)

ΔVe=12

K ( X22−X1

2)

Reemplazamos en 1Queda Δ𝑉𝑔=−Δ𝑉𝑒En donde el signo negativo significa que mientras una gana en energía potencial el otro pierde en forma de en energía elástica.

4. Según el análisis realizado a los datos de su Tabla 2, ¿se verifica experimentalmente el intercambio de energías potenciales?

FALTA

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADmite_de_elasticidad

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%B3dulo_de_Young


5. Si aumenta (o disminuye) la altura respecto a la mesa. ¿Cómo afectaría este hecho a sus resultados?

Si aumenta la altura con respecto a la mesa entonces la energía potencial gravitatoria es la que ganaría más energía mientas que la energía elástica disminuiría, todo se explica por el principio de la conservación de la energía en donde actúan fuerzas conservativas sobre las partículas como la gravitacional y la elástica.

VII. CONCLUCIONES Y RECOMENDACIONES

Para poder determinar el valor de la constante de proporcionalidad (K), hallé el cociente entre el peso de las pesas y la longitud correspondiente, obtenida en cada medición. Como: F = K. L , comprobamos que en este resorte: K =

FALTA, lo que significa que; por cada FALTA de peso, la longitud del resorte varía 1 cm. Este valor lo obtuve realizando los ajustes correspondientes de la regresión lineal. Están presentes las incertezas o errores debido a las imperfecciones de los instrumentos de medición utilizados(regla y escuadra), a la elasticidad y tipo de material del resorte, a mis propias imprecisiones en la obtención de las mediciones.Pude comprender que la longitud alcanzada por el resorte y el peso colocado son magnitudes directamente proporcionales.Recomendaciones antes de comenzar con el experimento a realizar tener fundamentos teóricos de lo contrario los resultados a obtener estarán muy desfasadas de la realidad.

VIII. BIBLIOGRAFIA

https://www.google.com.pe/search?q=trabajo+mecanico+formula&espv=2&biw=1366&bih=667&tbm=i


sch&tbo=u&source=univ&sa=X&sqi=2&ved=0CCAQsARqFQoTCN6tpf676MgCFUl1HgodSuUKOA&dpr=1

http://newton.cnice.mec.es/materiales_didacticos/energia/cinetica.html

https://www.google.com.pe/search?q=soporte+universal&espv=2&biw=1366&bih=667&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0CAYQ_AUoAWoVChMIhcmpibH1yAIVjPAmCh2Gnwbp#imgrc=plMUQRcvPhGaLM%3A

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