N-9 Laboratorio de Fisica Conservacion de La Energia

7/24/2019 N-9 Laboratorio de Fisica Conservacion de La Energia

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UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER

DEPARTAMENTO DE FISICA

LABORATORIO DE FISICA MENCANICA

LABORATORIO DE FISICA MECANICA

Conservacin de la energa mecnica

resen!ado "or#

Tania Mar!ne$ Bar%osa &&'&''(

Diana Bar%osa &&'&')*

+o,an -lvare$ &&'&).(

Samir So!o silva &&'&.'.

RESENTADO A# Lic/ +avier Al%er!o Me0a allares

San +os1 de C2c3!a4 Colom%ia

56&*


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RES7MEN

La energa mecnica !o!al de 3n sis!ema es cons!an!e c3ando ac!2an den!ro delsis!ema slo 83er$as conserva!ivas/ Asimismo "odemos asociar 3na 83ncinenerga "o!encial con cada 83er$a conserva!iva/ or o!ra "ar!e4 la energamecnica se "ierde c3ando es!a "resen!es 83er$as no conserva!ivas4 como la8riccin/

Tam%i1n vamos a demos!rar 93e no !odas las 83er$as 93e es!n a"licadas en elc3er"o o o%0e!o !ienen o "rod3cen 3n !ra%a0o4 !am%i1n asociaremos el !ra%a0o ne!ode 3n c3er"o a la energa cin1!ica 93e ,a: en 1l/


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OB+ETI;OS

OB+ETI;O


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DESARROLLO TEORICO

Es!a le: es 3na de las le:es 83ndamen!ales de la 8sica : s3 !eora se !ra!a de93e la energa no se crea ni se des!r3:e4 2nicamen!e se !rans8orma >ello im"lica93e la masa en cier!as condiciones se "3ede considerar como 3na 8orma deenerga/En general4 no se !ra!ar a93 el "ro%lema de conservacin de masa en energa:a 93e se incl3:e la !eora de la rela!ividad?/

La le: de conservacin de la energa a8irma 93e#

&/@No eis!e ni "3ede eis!ir nada ca"a$ de generar energa/

5/@No eis!e ni "3ede eis!ir nada ca"a$ de ,acer desa"arecer la energa/

=/@Si se o%serva 93e la can!idad de energa vara siem"re ser "osi%le a!ri%3irdic,a variacin a 3n in!ercam%io de energa con alg2n o!ro c3er"o o con el mediocirc3ndan!e/

La le: de la conservacin de la energa cons!i!3:e el "rimer "rinci"io de la

!ermodinmica : a8irma 93e la can!idad !o!al de energa en c3al93ier sis!emaaislado4 "ermanece invaria%le con el !iem"o4 a3n93e dic,a energa "3ede!rans8ormarse en o!ra 8orma de energa/

Si 3na "ar!c3la de masa m es! a 3na dis!ancia y so%re la s3"er8icie de la

Tierra4 la energa potencial gravitacionaldel sis!ema "ar!c3la@ Tierra esUg=mgy

La energa potencial elsticaalmacenada en 3n resor!e de cons!an!e de 83er$ak es

Us 1

2k x

2

La energa mecnica total de un sistema se le de8ine como la s3ma de lasenergas cin1!icas : la energa "o!encial#

E K+U


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Ki+Ui=Kf+Uf

A. Transformacin de Energa potencial gravitatoria en Energa cintica

&/ Enc3en!re los valores de Vprom de la !a%la &/

Ta%la &/

Medida , V1 V2 V3 V4 Vprom

& 6/&* &/.&( &/(** &/(( &/.. &/('.5 6/5* 5/=)& 5/5.& 5/5. 5/5)5 5/5'(= 6/=* 5/(6 5/((* 5/.&. 5/(.6 5/((6 6/* =/6(. =/&5& =/&** =/6'* =/&&5

Masa de la es8era # 6/65' g

5/ Con los da!os regis!rados en la !a%la &4 calc3le el valor de la energa

cin1!ica >3!ilice Vprom ?4 la energa "o!encial gravi!a!oria : la energa

mecnica !o!al "ara cada 3na de las "osiciones de ,/ Com"le!e la !a%la =con es!os valores/

Ta%la =/

Medida Ep=mgh Ec=1

2m V

2

ET=Ec+Ep

& 6/65+ 6/6) + 6/6.. +5 6/6(& + 6/6() + 6/&(+= 6/6'' + 6/&&& + 6/5&6 + O/&5(+ 6/&6 + &/*5( +

=/ Se conserva la energa mecnica !o!al or 931


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La s3ma de la energa cin1!ica : "o!encial >La energa mecnica !o!al?"ermanece cons!an!e/ En el caso de 3n o%0e!o en cada li%re c3al93iera3men!o o dismin3cin en la energa "o!encial se acom"aa "or 3nadismin3cin o a3men!o ig3al en la energa cin1!ica

/ Enc3en!re el valor ms "ro%a%le "ara la energa mecnica !o!al con s3res"ec!iva incer!id3m%re/

X=0.088+0.147+0.210+1.527

4 =0.493

X1= |0.0880.493|= 6/6*

X2= |0.1470.493|= 6/=)

X3= |0.2100.493|= 6/5.=

X4= |1.5270.493|= &/6=

X=0.405+0.346+0.283+1.034

4=0.517

Ex=0.517

0.493=1.048

ET=0.4931.048

*/ La energa cin1!ica o "o!encial de 3n o%0e!o "3ede ser nega!iva E"li93e/

No4 no "3ede ser nega!iva4 "3es!o 93e la masa siem"re ser "osi!iva4 la velocidadal es!ar elevada al c3adrado ser "osi!iva !am%i1n : la al!3ra ser "osi!iva4 "or lo!an!o la Energa cin1!ica o "o!encial de 3n o%0e!o siem"re dar como res3l!ado 3nda!o "osi!ivo/


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B. Transformacin de energa potencial gravitatoria en energa potencialelstica.

&/ 7!ilice la Le: de Gooe "ara calc3lar la cons!an!e rec3"eradora del resor!e>H? "ara cada 3na de las masas : com"le!e la !a%la 5/

Ta%la 5/

Medida M h1 h2 X1 X2 XK=

mg

X

& 6/6* 6/(* 6/)= 6/5* 6/=( 6/&5 /6.=5 6/& 6/(* 6/= 6/5* 6/*( 6/=5 =/6)5= 6/&* 6/(* 6/5= 6/5* 6/(( 6/*5 5/.5)

5/ Calc3le el valor "romedio de la cons!an!e rec3"eradora del resor!e/

Kprom=4 .083+3 .062+2 .826

3=3.323

=/ Calc3le el valor de la energa "o!encial gravi!a!oria : la energa "o!encial

els!ica con los valores de x , h y Kprom de la !a%la 54 "ara cada 3na de

las masas/ Com"le!e la !a%la con es!os da!os/

Ta%la /

Medida m EPi=mg h1 EP=mg h2 Epe=1

2KpromX

2 ETf=Ep+Epe

& 6/6* 6/=)(+ 6/=6.+ 5='/5*+ 56 +

5 6/& 6/(=*+ 6/5&+ &(6&/=+ &(65 += 6/&* &/&65+ 6/==.+ '5/(+ ' +

/ Se conserva la energa mecnica !o!al or 931

Si4 se conserva "or93e la energa !o!al de 3n sis!ema "ermanece cons!an!e enc3al93ier sis!ema aislado de o%0e!os 93e in!erac!2an slo a !rav1s de 83er$asconserva!ivas/


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*/ Enc3en!re el valor ms "ro%a%le "ara la energa mecnica !o!al con s3res"ec!iva incer!id3m%re/

X=240+1702+4494

3=2145.33

X1=|2402145.33| &'6*/==

X2=|17022145.33|

=/== X3=|44942145.33| 5=./)(

X=1905.33+443.33+2348.67

3=1565,77

Ex=1565,77

2145.33=0.729

ET=2145.330.729

)/ 7na masa 3nida a 3n resor!e s3s"endido ver!icalmen!e4 oscila ,acia arri%a: ,acia a%a0o/ Considerando el sis!ema !ierra4 masa : resor!e4 c3ales

8ormas de energa !endramos d3ran!e el movimien!o E"li93e/La energa mecnica !o!al del sis!ema se conserva "or93e las 2nicas 83er$as 93ees!n ac!3ando son conserva!ivas# la 83er$a de gravedad : la del resor!e/ Eis!endos 8ormas de energa "o!encial >&? Energa "o!encial gravi!acional : >5? Energa"o!encial els!ica almacenada en el resor!e/

(/ 7na mon!aa r3sa conserva la energa mecnica E"li93e


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Si4 la energa 93e se mane0a en !odo el recorrido va cam%iando de energa"o!encial a energa cin1!ica4 : as con!in2a s3 movimien!o4 ascendiendo "orlas ram"as : dems o%s!c3los/

CONCL7SION

or medio de la "rc!ica en la%ora!orio o%servamos la conservacin de laenerga en los di8eren!es e"erimen!os 93e reali$amos :a 93e la energa"asa de "o!encial a cin1!ica

Nos "3dimos dar c3en!a 93e la incer!id3m%re 93e "resen!a la energa"o!encial !o!al es m3: %a0a "or lo 93e es 3n m1!odo m3: "reciso/

La energa del resor!e es la 83er$a rec3"eradora 93e !iene el con!ra lagravedad :a 93e el siem"re !ra!a de recogerse : la gravedad : el "eso 93e!enga a de8rmalo/


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