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8/11/2019 CONSERVACIN DE LA ENERGIA PAPER.pdf

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CONSERVATION OF ENERGY

CONSERVACIN DE LA ENERGIA

SOSA, M1MENDOZA, F2AZALDE, G3ZAMBRANO, N4PACHECO, K5 GARCILAZO, M6

FACULTAD DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS - UNAS

ABSTRACT

In this we propose to demonstrate the principle of conservation of mechanical energy beingour hypothesis that the potential energy at the maximum height is equal to the kinetic energycorresponding to the maximum speed. This demonstration can be performed with the aid ofsimple measurements and the application of graphical analysis methods. In this experimentwe want to relate, corresponding to the initial amplitude, maximum heights with successive

maximum speeds you get at your swing. Use a large body of mass to reduce the effect ofwindage. We tried to find a relationship between the maximum potential energy andmaximum kinetic energy that allows us to analyze the principle of conservation of energy inthis mechanical system.

Keywords:conservation of energy, time, length, body mass.

RESUMEN

En el presente nos proponemos demostrar, el principio de conservacin de la energamecnica siendo nuestra hiptesis que la energa potencial en la altura mxima es igual a la

energa cintica correspondiente a la mxima velocidad. Dicha demostracin la podemosrealizar con la ayuda de sencillas mediciones y la aplicacin de mtodos de anlisis grfico.En esta experiencia nos interesa relacionar las alturas mximas, correspondientes a laamplitud inicial, con las sucesivas velocidades mximas que adquiere en su oscilacin.Utilizamos un cuerpo de masa considerable para reducir el efecto del rozamiento con el aire.Intentamos encontrar una relacin entre la energa potencial mxima y la energa cinticamxima que nos permite analizar el principio de conservacin de la energa en este sistemamecnico.

Palabras claves: conservacin de energa, tiempo, longitud, cuerpo de masa.


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INTRODUCCIN

La energa mecnica total de un

sistema es constante cuando actan

dentro del sistema solo fuerzasconservativas. Asimismo podemos

asociar una funcin de energa

potencial con cada fuerza

conservativa. Por otra parte, energa

mecnica se pierde cuando esta

presentes fuerzas no conservativas

como la friccin.

La ley de conservacin de la energaconstituye el primer principio de latermodinmica y afirma que la cantidadtotal de energa en cualquier sistemafsico aislado sin interaccin con ningnotro sistema), permanece invariable con

el tiempo, aunque dicha energa puedetransformarse en otra forma de energa.En resumen la ley de la conservacin dela energa afirma que la energa no

puede crearse ni destruirse, solo sepuede cambiar de una forma u otra, porejemplo, cuando la energa elctrica setransforma en energa calorfica en uncalefactor.

Dicho de esta forma: la energa puedetransformarse de una forma a otra o

transferirse de un cuerpo a otro

cuerpo, pero en su conjunto

permanece estable.[1]

Propiedades de la conservacin:

El campo es conservativo si cumplecualquiera de estas condiciones:

1. El trabajoque realiza la fuerza

que genera el campo entre dos

transferirse de un cuerpo a otro,

pero en su conjunto permanece

estable.

2. Fuerzasno depende del camino

que haya seguido el mvil entre

dos puntos.

3. Un campo es conservativo si y

solo si, el rotacional de ese

campo vectorial en todos los

puntos es cero.

V x F = 0

Anlisis del laboratorio [1]

a) Al analizar el sistema:

Por conservacin de la Energa:

EM1=EM2 Sist. Ext sin conserv.

EM 1 = m.vo

2 + m.g.H =m.g.H

EM 2=m.v

2+ m.g. (H-h)

m.g.H =m.v

2+ m.g.(H-h)

EM = m.v

2 + m.g.(H-h) =

ctte

Dnde: Ek =m.g.(H-

h).1


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Por cinemtica:

.) v = vo+ g.t2 v=g.t

.) h= vo +g.t

2 h =g.t

2

De I y II:

Ek =m.g

2.t2

Ep =m.g.(H -gt

2 )

Em=m.v

2+ m.g (H-h)

Em= m.v2

+ m.g.(H h)

Em = m.t + b

Si: m 0 b= Em

Energa Cintica en diferentes

Sistemas de Referencias

La energa cintica de una masa

puntual depende de su masa m y

sus componentes del movimiento.

Se expresa en julios (J) 1j = 1Kg

. Estos son descritos por lavelocidad v de la masa puntual.

En un sistema de coordenadas especial,

tienen las siguientes formas:

Cuadro n 1

Cuadro de registro de datos

N longitud(m)

masa

(Kg)

tiempo

(s)

energa

cintica

(J) joule

1 0.2 0.029 0.21 0.064

2 0.25 0.029 0.23 0.074

3 0.3 0.029 0.26 0.098

4 0.35 0.029 0.28 0.114

5 0.40 0.029 0.29 0.122

6 0.45 0.029 0.31 0.139

7 0.50 0.029 0.33 0.158

8 0.55 0.029 0.34 0.168

9 0.60 0.029 0.35 0.178

10 0.65 0.029 0.37 0.199


4/5

y = 1.4406x2

+ 0.0152x -

0.0038

0

0.05

0.1

0.15

0.2

0.25

0 0.2 0.4

Energi

a

Cintica

(J)

Tiempo (m/s2)

Energia Cintica

Series1

Polinmica

(Series1)

. Coordenadas cartesianas (x, y,)(2)

Grfica n 1

Anlisis de la energa potencial [2]

Energa que mide la capacidad

que tiene dicho Sistema para realizar un

trabajo en funcin exclusivamente de su

posicin o configuracin.

Puede pensarse como almacenada en el

sistema o como una medida del trabajo

que un sistema puede entregar. Puedeabreviarse como (Ep. o U).

Cuadro n 2

Cuadro de registro de datos

Cuadro de dispersin de energa

N longitud(m)

masa

(Kg)

tiempo

(s)

energa

potencial

(J)

1 0.2 0.029 0.21 0.125

2 0.25 0.029 0.23 0.112

3 0.3 0.029 0.26 0.091

4 0.35 0.029 0.28 0.075

5 0.40 0.029 0.29 0.067

6 0.45 0.029 0.31 0.0497 0.50 0.029 0.33 0.031

8 0.55 0.029 0.34 0.021

9 0.60 0.029 0.35 0.011

10 0.65 0.029 0.37 0.010

y=a+bx+cx2

a = 2.164859003

b = 1.254388094

c = -3.482908267

S = 0.01011274

r = 0.97791295

tiempo (s)

Energia

Potencial(J)

0.0 0.1 0.1 0.2 0.3 0.3 0.40.0

0

0.02

0.05

0.07

0.09

0.11

0.14

Grfica n 2


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Cuadro n 3 CONCLUSIONES

La conclusin principal que podemosobtener de esta prctica es queefectivamente el primer principio de la

termodinmica se cumple ya que ambasvelocidades (terica y experimental)fueron bastante similares en los 10casos.

Teniendo en cuenta que la energa no secrea ni se destruye, la energa cinticaque tiene la bola cuando choca contra lamesa se convierte en energa potencial,en calor (debido a la resistencia delaire), en energa de impacto(deformacin que sufre por el choque) yruido (onda de impacto).

Aunque el error presentado en laprctica es bajo, este puede deberse aloperador, debido al paralaje de lamedida de las alturas y distancias.

Otro factor que hace que las velocidades

varen un poco se debe a la presencia deuna friccin que hace que una pequea

parte de la energa cintica setransforme.

Bibliografa:

[1]. ALONSO, M.FINN, E. MECANICA.Volumen I. EE.UU. 1976. 413p.

[2]. KEIT, R. READING, S.MECANICA. Segunda edicin. 1960.408p.

[3]. Christie, D. MECANICAVECTORIAL. Mc Graw-Hill. 1964.615p.

[4]. HUDDLESTON, J. INTRODUCCIONA LA INGENIERIA MECANICA.READINNG. ADDISON-WESLEY 1958.345p.

N ENERGIA

POTENCIAL

ENERGIA

CINETICA

ENERGIA

MECANICA

1 0.125 J 0.064 J 0.189 J

2 0.112 J 0.071 J 0.189 J

3 0.091 J 0.098 J 0.189 J

4 0.075 J 0.114 J 0.189 J

5 0.067 J 0.122 J 0.189 J

6 0.049 J 0.139 J 0.189 J

7 0.031 J 0.158 J 0.189 J

8 0.021 J 0.168 J 0.189 J

9 0.011 J 0.178 J 0.189 J

10 0.01 J 0.199 J 0.189 J

Y = 0.885X +4.076

Si a0

Em = 4.076 J

Energa mecnica vs tiempo

Grfica n 3

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