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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
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