CONTENIDO

Pág.

1. RESUMEN 1

2. ELEMENTOS TEÓRICOS 2

3. PROCEDIMIENTO 3

4. RESULTADOS 5

4.1. TABLAS DE DATOS OBTENIDOS 5

4.2. GRÁFICAS 6

4.3. ANÁLISIS DE RESULTADOS 8

5. CONCLUSIONES 9

BIBLIOGRAFÍA 10

1. RESUMEN

Realizamos la observación y registro del movimiento de una esfera sostenida por

una cuerda en un montaje especial del laboratorio, con el fin de encontrar la

distancia recorrida a partir de un punto medio (centro de oscilación), la velocidad

media de cada intervalo utilizando la siguiente ecuación:

También hallando la Energía Cinética, Energía Potencia, a través de las marcas

de movimientos que registra un ticometro en la cinta, tomando tan solo diez (10)

intervalos (a partir del punto cero, tomando cinco trayectos por la izquierda y otros

cinco por la derecha), para comprobar el principio de la conservación de la energía

mecánica total; encontrando a través de las ecuaciones del enfoque cinemático,

halladas en la guía de laboratorio, la relación entre energía cinética y distancia,

energía potencia y distancia. Por tanto comprobamos experimentalmente, que la

energía no puede crearse ni destruirse, simplemente se transforma

2. ELEMENTOS TEÓRICOS

La energía se manifiesta en diferentes formas: energía mecánica, térmica,

eléctrica etc. La energía mecánica de un sistema, cuerpo o partícula se divide en

energía cinética y energía potencial donde la energía cinética es asociada al

movimiento y la potencial está relacionada con la posición.

Energía cinética: Es la capacidad que tiene un cuerpo para realizar el trabajo en

virtud de su velocidad, esto quiere decir que un cuerpo posee energía cinética

cuando está en movimiento. Esta energía está representada mediante la siguiente

expresión:

Energía potencial: Es la capacidad que tiene un cuerpo de realizar un trabajo en

virtud de su posición, con respecto a un nivel de referencia, es decir, la energía es

la que se encuentra almacenada en virtud de una posición. Esta energía puede

ser gravitatoria, elástica o eléctrica.

La energía potencial gravitatoria viene dada mediante la siguiente expresión:

Ug= mgy

Energía mecánica: Es la sumatoria de la energía cinética más la energía

potencial, y se calcula utilizando la siguiente ecuación:

E = K + U = constante

Se mantiene constante siempre que no haya un agente externo que extraiga la

energía mecánica, transformándola en otro tipo de energía. Si no hay fuerzas no

conservativas actuando sobre los objetos dentro del sistema, la energía mecánica

total del sistema es constante

3. PROCEDIMIENTO

A partir de una masa pendular M como 0,337 Kg, colgada en una cuerda de

longitud L como 1,785 mt, utilizamos un ticometro el cual registra en la cinta el

movimiento de la masa pendular, hasta que su velocidad llega a cero.

1. Encontrar el punto cero: Es el punto correspondiente al paso del péndulo

por la posición de equilibrio, el cual lo hallamos uniendo el primer y el último

punto registrado en la cinta, (los intervalos deben presentar la misma

distribución, ya que el movimiento es simétrico), y el punto que se

encuentra justo en el doblez de la cinta lo nombramos punto CERO.

2. Encontrar la distancia recorrida: Teniendo encuentra el punto cero,

definimos 5 intervalos del lado derecho, 5 intervalos del lado izquierdo y

medimos para encontrar la distancia recorrida.

3. Velocidad Media: Utilizamos la siguiente formula:

Donde, d es igual a la medida del ancho de cada intervalo y t es el tiempo

que equivale a 1/20 segundos.

4. Energía Potencial: la encontramos mediante la siguiente expresión:

Teniendo en cuenta que m es igual a la masa pendular, g a la gravedad

(10m/sg2) y h es la altura correspondiente de cada intervalo la cual la

hallamos mediante la ecuación:

( √

) √

El resultado lo expresamos en notación científica (10-3)

5. Finalmente realizamos las gráficas correspondientes

a. Energía Cinética (K) vs. Distancia (x)

b. Energía Potencial (U) vs. Distancia (x)

c. Energía Mecánica (E), con la ayuda de las graficas anteriores.

4. RESULTADOS

4.1. TABLAS DE DATOS OBTENIDOS Y PROCESADOS

Laterales

Del Punto

Cero

Tiempo

Distancia

Recorrida

x(x10-3)

Velocidad

Media

Energía

Cinética

K (J)

Energía

Potencial

U (J)

(x10-3)

Energía

Total

E (J)

(x10-3)

IZQUIERDA

1 0,050 1,000 0,17 0,06 0,23

2 0,053 1,060 0,19 0,04 0,22

3 0,053 1,060 0,19 0,02 0,21

4 0,059 1,180 0,23 0,01 0,24

5 0,061 1,220 0,25 0,00 0,25

DERECHA

6 0,060 1,200 0,24 0,00 0,24

7 0,060 1,200 0,24 0,00 0,25

8 0,050 1,000 0,17 0,02 0,18

9 0,048 0,960 0,16 0,04 0,19

10 0,048 0,960 0,16 0,05 0,21

TABLA 1. Datos y Resultados

4.2. GRÁFICAS

GRÁFICA 1. Energía Cinética (K) vs Distancia (x)

GRÁFICA 2. Energía Potencial (U) vs Distancia (x)

GRAFICA 3. Energía Mecánica (E)

4.3. ANÁLISIS DE RESULTADOS

Podemos darnos cuenta que la energía mecánica tiende a ser

constante; La sumatoria de la energía potencial y cinética en un

momento dado tiende a ser la energía Total que sería

Según la gráfica 1 y 2 entendemos que mientras la energía cinética

K disminuye en cuanto se encuentra a mayor distancia x del centro

del montaje y a su vez a mayor altura h, mientras que la energía

potencial U aumenta en cuanto se encuentra a mayor distancia X del

centro y a su vez su altura también aumentará.

En la tercera gráfica se puede apreciar con mayor facilidad esta

relación, ya que ambas curvas son inversamente proporcionales

entre sí. La sumatoria de energías en los puntos extremos del eje

horizontal (las distancias mayores) debe ser igual a la sumatoria de

las energías cuando en el centro de la gráfica; es decir,

cuando la energía mecánica es máxima, la energía potencial es

mínima y la energía del sistema es únicamente cinética

5. CONCLUSIONES

La energía potencial en la altura máxima tiende a ser igual a la energía

cinética en la altura mínima donde el péndulo tiene máxima velocidad,

según los valores experimentales.

La energía potencial en la altura máxima del péndulo es igual a la energía

cinética correspondiente a la máxima velocidad. Dicha demostración la

podemos verificar con las mediciones, análisis y aplicación de análisis

gráfico.

Se dice entonces:

El trabajo realizado es igual al incremento (positivo o negativo) de

las energías:

Se dice entonces que la energía no se crea ni se destruye, solo se

transfiere a otros cuerpos o se transforma en otras formas de

energía.

En este experimento la energía total nos dio variada pero manteniendo una

diferencia mínima para que pueda ser constante, y debido a esto,

realizamos las siguientes hipótesis las cuales pudieron afectar en el

resultado:

o El péndulo no fue detenido en el momento preciso, cuando su

velocidad era igual a cero, esto afecto a los puntos registrados en las

cinta y así afectando a los cálculos realizados.

o En los cálculos realizados obteníamos demasiados decimales, de los

cuales tomamos solo dos. Esto pudo afectar a los resultados

requeridos.

BIBLIOGRAFÍA

http://es.wikipedia.org/wiki/Conservaci%C3%B3n_de_la_energ%C3%ADa

http://newton.cnice.mec.es/materialesdidacticos/energia/conservacion.htm

http://recursostic.educacion.es/newton/web/materiales_didacticos/energia_ec_pb/r

esuelto.pdf

www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r5932.PPT