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Informe de Laboratorio nro5 fisica I TRANSFORMACION DE ENERGIA POTENCIA, ENERGIA CINETICA
Tipo: Apuntes
1 / 13
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Departamento Académico de Física
Comparar el cambio de energía potencial gravitatoria perdida por un
cuerpo, con el cambio de energía elástica ganada por un resorte.
Íntimamente asociado al concepto de trabajo está el concepto de energía,
que es la capacidad de realizar trabajo. Cuando un sistema realiza trabajo sobre
otro, se transfiere energía entre los dos sistemas. Uno de los principios más
importantes de la ciencia es la conservación de la energía: la energía total de un
sistema y sus alrededores no cambia. Cuando la energía de un sistema decrece,
siempre hay un incremento correspondiente de energía de sus alrededores o de
otro sistema.
La energía mecánica total de un sistema está dada por la suma de su energía
cinética más su energía potencial:
mec
T
por:
La energía cinética está asociada al movimiento de un cuerpo, y definida
mv
2
La energía potencial es energía almacenada asociada a la configuración de
un sistema. Supongamos un cuerpo a una altura h respecto del suelo. Debido a la
atracción de la Tierra, si éste cuerpo se dejara caer sería capaz de realizar trabajo,
al llegar al piso podría aplastar un objeto, perforar el suelo, comprimir un resorte,
etc. En otras palabras, podemos decir que un cuerpo situado a cierta altura posee
energía, pues tiene capacidad de realizar trabajo al caer. Esta energía que poseen
los cuerpos debido a su posición, se denomina ENERGÍA
g
) y está definida por:
g
mgh
Por otro lado, si estiramos o comprimimos un resorte, nosotros le aplicamos
una fuerza para vencer su resistencia, y así cuando el punto de aplicación de la
fuerza se desplaza una distancia determinada, diremos que se ha
Antes de asistir a la práctica presencial el estudiante deberá ingresar a la
simulación sobre energía a través del siguiente link
https://phet.colorado.edu/es/simulations/energy-skate-park
Parte A: Determinación del coeficiente de elasticidad del resorte
utilizado
alguna.
en la tabla 1.
la tabla 1.
Parte B: Transformación de energía potencial gravitatoria en elástica
que el resorte se alarga una distancia ymax, (posición 3), halle la
elongación D
= y max
- y 0.
Registre este dato en la tabla 2.
en la tabla 2.
Si colgamos masas al resorte de manera ilimitada, el resorte
llegará a su limite de deformación, y se producirá una
deformación llamada plástica, donde el resorte sufría
deformaciones permanentes, es decir no volverá a su estado
original
masa luego de haber caído libremente?
Después de caer libremente, la masa realiza un movimiento
rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) hacia abajo, con
una aceleración constante debido a la gravedad.
mientras ésta cae libremente?
En la parte B del experimento, la velocidad de la masa
aumentará constantemente a medida que cae libremente bajo
la influencia de la gravedad, y esta variación seguirá un patrón
lineal en ausencia de fuerzas de resistencia significativas.
Parte A: Determinación del coeficiente de elasticidad del resorte
utilizado
correspondiente a dicha curva
De la expresión 𝑭 = 𝒌𝜟𝒚 donde 𝒌 es la constante de elasticidad y la
fuerza está en función de la deformación del resorte.
Podemos observar que es una ecuación lineal, no hay necesidad de
linealizar dicha expresión, por lo tanto, el tipo de ecuación
correspondiente a 𝑭
vs 𝜟𝒚 es lineal.
Como podemos observar los valores de los parámetros m y b hallados
mediante el método de mínimos cuadrado, coincide con los de la gráfica
Para hallar las incertidumbres de dichos parámetros, primero tenemos que
hallar el valor de delta (𝛅) y la incertidumbre de y (𝜟𝒚 ), para ellos usaremos
los valores de m y b obtenidos previamente.
Calculando 𝛅
𝒊
𝟐
𝒏
𝒊=𝟏
𝒊
𝒏
𝒊=𝟏
𝟐
Calculando 𝜟𝒚
∑ (𝒚 𝒊
−𝒎𝒙 𝒊
−𝒃)
𝟐
𝒏
𝒊=𝟏
𝒏−𝟐
Ahora que tenemos los 𝛅 y 𝜟𝒚, procedemos a calcular las incertidumbres de
los parámetros m y b:
Calculando 𝜟𝒎
𝒏
𝜹
Calculando 𝜟𝒃
∑ 𝒙
𝒊
𝟐
𝒏
𝒊=𝟏
𝜹
−𝟐
Calculando la incertidumbre de 𝐷
𝒊
𝟐
𝒏
𝒊=𝟏
𝑝
𝑷
Expresamos el valor aceptado de 𝐷 con su respectiva incertidumbre
−𝟐
5. Utilizando el principio de conservación de la energía mecánica, halle un valor
teórico para D (utilice el valor de K obtenido en la parte A) , y compárelo con
el valor promedio D.
De nuestro experimento en el laboratorio tenemos que:
( 𝟐
)
( 𝟑
)
𝟏
𝟐
𝟐
𝟏
𝟐
𝟐
Promedio de las elongaciones: 𝛥𝑦
𝛴𝑦
𝑛
5
Promedio de las masas: 𝑚̅ =
∑𝑚
𝑛
5
1
0
GUIA DE LABORATORIO DE FÍSICA-I
1
2
GUIA DE LABORATORIO DE FÍSICA-I
¿A qué conclusiones se puede llegar después de realizado el análisis de
datos?
El método de mínimos cuadrados es muy útil para hallar los parámetros de
una ecuación lineal, como en este caso la constante de elasticidad
Se confirma que la energía total (potencial gravitacional + cinética) se
conserva en ausencia de fuerzas no conservativas, es decir en sistemas
conservativos.
La transformación de energía potencial a cinética muestra la relación directa
entre la altura y la velocidad del objeto.
Para que se produzca energía se debe realizar trabajo durante un
desplazamiento
Indique las recomendaciones que considere conveniente
El cuestionario correspondiente le será entregado por el jefe de práctica al
finalizar la sesión de laboratorio.
