informe 7 mecanica de solidos

7/25/2019 INFORME 7 Mecanica de Solidos

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Integrantes

Apellidos y Nombres Nota

Rojas Reynoso Wilmer

Vera Zapana Kevin Ernesto

Profesor: Juan YucraEspecialidad: C- !rupo" J

Fecha de realizacin ## $% #$&

'esa de (rabajo" %

Fecha de entrega 06 05 2015

PROGRAMA DE FORMACION REGULAR

CUR!: "EC#$IC% &E '(I&!

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-R!.%"IE$*!/ FRICCI!$ E$ !(I&!


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LABORATORIO DE MECNICA DE SLIDOS Pgina 1

Tema :R!.%"IE$*!/FRICCI!$ E$ !(I&!

Semeste:

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I$*R!&UCCI'$

En el presente informe se dar a conocer la conservacin de energa que actan sobre un cuerpo

como es la del rozamiento en los slidos esta experiencia se podr observar en el laboratorio

mediante procedimientos los cuales nos darn resultados experimentales con los que podremos

comparar con los resultados tericos y de esa forma poder reforzar nuestros conocimientos yaobtenidos en clases tericas.

En esta experiencia nos apoyaremos al momento de tomar datos con los sensores y con el programa

Pasco Capston para obtener los valores experimentales los cuales en el informe se guiaran paso a

paso las debidas experiencias para tener de esa manera resultados ms precisos con los valores

tericos.


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PR#C*IC% &E (%)!R%*!RI! $ 06R!.%"IE$*!/ FRICCI!$ E$ !(I&!

1/ !)E*I3!

Comprobar la relacin entre el trabao aplicado sobre un obeto y la variacin ensu energa cin!tica.

"ealizar clculos cinemticos basndose en consideraciones dinmicas ymecnicas.

Calcular la potencia desarrollada sobre el mvil.

2/ "%*ERI%(E

Co4ptadora personal con

progra4a P%C! Capstone*"instalado

E*%&!

Interface 50 ni7ersal Interface

01 ensor de ferza

Pesas con porta pesos

poleas


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/ FU$&%"E$*! *E'RIC!*'1' Ta&a+$'

Cuando se eerce sobre un cuerpo una fuerza constante # que forma un ngulo, con la direccin delmovimiento el trabao realizado por este agentemientras el cuerpo efecta un desplazamiento x se definecomo el productodel desplazamiento por la componente de la fuerza en la direccin delmovimiento asD

- . / F' C$s ,0 '

8onde 1 denota el trabao realizado por la fuerza # que acta sobre ciertongulo respecto a la direccin deldesplazamiento.

9a ecuacin nos muestra que el trabao debe ser expresado en t!rminosdel producto de la unidad defuerza por la unidad de distancia.

En el sistema 4/ el trabao se expresa en ?eFton metro y recibe el nombrede ,oule de modo que un ,es el trabao efectuado por una fuerza de un?eFton actuando sobre un cuerpo que se mueve un metro en ladireccin dedicAa fuerza aAora como ? G m.4g.s) tenemos que , G ?.m G m).4g.s).

En el sistema cgs el trabao queda expresado en dina centmetro y la unidadse denomina ergio asD *ergioG dina.cm luego como *? G *&' dinas y *m G*&) cm tenemos que * , G *&H Ergios.

*'!' Eneg2a

/e considera tcitamente la energa como la capacidad para Aacer un trabaoo bien el trabao IacumuladoJpor un cuerpo. El concepto de energa es uno delos ms fructferos de toda la fsica y adems de la qumica ybiologa.

*'*' Eneg2a Cin3ti4a / E40

Es la energa que tiene un cuerpo por desplazarse a determinada velocidad y suvalor est dado por larelacinD

E4 . /15 !0 m 6!

8ndeD m es la masa del mvil y v es la velocidad.

/e puede demostrar la existencia de la energa cin!tica de varias formas. Bnamanera es suponer que se estaplicando una fuerza constante sobre un cuerpoy que por tanto utilizando la ley de ?eFton # G ma tendremos un cuerposometido a una aceleracin constante.

*'7' Eneg2a P$ten4ia8 / EP0

Es aquella relacionada con la posicin de un cuerpo existen varios tipos comola energa potencialgravitatoria y la energa potencial elstica con respecto altipo gravitatorio podemos iniciar el anlisissuponiendo lo siguienteD

/ea un cuerpo de masa m que es levantado verticalmente con un movimientouniforme desde una posicinen la cual el centro de gravedad se encuentra auna altura y* por encima del plano elegido arbitrariamenteAasta una altura y)y si se supone que no Aay rozamiento la fuerza necesaria para levantar elcuerpo seraconstante e igual en magnitud al peso mg y deber estar dirigidaverticalmente Aacia arriba.

%Aora dado que conocemos la relacin entre el trabao realizado la fuerzaempleada y la distancia recorrida


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es posible definir lo siguienteD

- . mg / 9! 91 0

mgy desde su valor inicial mgy* al valor final mgy) En conclusin definimos la energa potencial gravitatoriaEPg de un cuerpo como el producto del peso mg por la altura y de su centro de gravedad respecto a un planode referencia elegido arbitrariamente asD

EPg . mg9

9a energa potencial est asociada siempre a una fuerza as para lasfuerzas de tipo conservativas secumple queD

Bna fuerza es conservativa si el trabao que realiza no depende delrecorrido sino de los puntos inicial yfinal.

*';' P$ten4ia / P0

/e define como el trabao realizado por unidad de tiempo es decirD

Para fuerzas conservativas donde la fuerza es constante la potenciadesarrollada se puede calcular de lasiguiente relacinD

P . F'6

*')' Te$ema Ta&a+$< Eneg2a

Para un obeto de masa m que experimenta una fuerza neta # a lolargo de una distancia x paralela a lafuerza neta el trabao realizado es igualaD


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/i el trabao modifica la posicin vertical del obeto la energa potencialgravitatoria cambia segnD

%Aora si el trabao modifica solo la velocidad del obeto la energacin!tica del obeto cambia segnD

8ondeD

1 es el trabaov) es la velocidad final del obetov* es la velocidad inicial.

0. P"6CE8++E?:6

7'1 Te$ema ta&a+$ eneg2a'

+ngrese al programa PASCO Ca#st$ne TM Aaga clic sobre el icono4ea e#eiment$ y seguidamentereconocer el sensor de movimientopreviamente insertado a la interfase =;> "ni6esa8 I nte?a4e'

El sensor de movimiento es un dispositivo como un sonar que emitepulsos de sonido y luego los recogemediante este procedimiento calcula lasvariables del movimiento.

/eguidamente procedemos a configurar dicAo sensor para lo cual Aacemosdoble clic sobre el icono CONFIGURACI N@ seleccionamos posicin velocidady aceleracin adems modificamos la frecuencia deregistro y la llevamos Aasta'& $z < '& lecturas por segundo>.

Una 6e 4a8i&a$ e8 sens$ aastam$s e8 24$n$ G4$ s$&e e8 i4$n$ sens$e m$6imient$ 9 se8e44i$nam$s 8a g4a 6e8$4ia < a4e8ea4in 6s tiem#$@8"eg$ a4em$s e8 m$nta+e e 8a g"a !'


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%Aora coloque el mvil en la posicin inicial '!7 >'1* >'!= >'1 >'!=

F"eaA#8i4aa /N0

>'>H! >'>* >'>=7 >'>;H

>'>=7 PROM/%0

Ta&a+$ t$ta8/%0 >'> >'>7 >'1> >'>) >'> >'>H)

E/%0 >'*; >'*) >'*7 >'*) >'*) >'*;

C#(CU(! RE%(I.%&!

o total

?@F/d


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?@0/0,2A1/25

0/0B>


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7'* ei4a4in e8 te$ema e8 ta&a+$ 9 8a EJ '

+ngrese al programa PASCO Ca#st$ne TM Aaga clic sobre el icono4ea e#eiment$ y seguidamentereconocer el sensor de fuerza y el sensor de movimiento previamenteinsertado ala interfase =;> "ni6esa8 I nte?a4e'

%Aora teniendo cuidado de que la cuerda no Aaga ningn ngulo con lasuperficie arrastre la masa como seve en la figura K mientras Aace estaoperacin su compa@ero grabar los datos en la computadora.


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Con los datos proporcionados por los sensores de fuerza y movimientopuede calcular tanto la energa cin!ticadel mvil as como la potenciadesarrollada por la fuerza como funciones del tiempo. Para tal fin abra unagrafica #uerza vs posicin y elia el tramo en el cual la fuerza aplicada seaconstante y realice el auste linealpara identificar la funcin lineal estaexpresin debe ser comparada con los valores obtenidos para la energacin!tica desarrollada en ese tramo luego realice el grafico :rabao vs tiempo ydetermine el valor de lapotencia desarrollada por el mvil.

TABLA 2

Masa t$ta8 e8 4$n+"nt$ m6i8 /g0:

Medicin 1 ! * 7 ;

e8$4iamima /m5s0

1'1) 1'>H 1'1> 1'17 1'1*

Distan4iae4$i$/m0

1'1 >'H) 1'>; 1'>7 >'=>

F"eaA#8i4aa /N0

>'1 >'* >'! >'1 >'! PROM/%0

Ta&a+$ t$ta8/%0 >'1> >'17 >'1; >'11 >'1* >'1!)

E/%0 >'1* >'1)7 >'1H* >'1=)

>'1=* >'1H


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C#(CU(! RE%(I.%&!


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5/ CUE*I!$%RI!

5.1 Tomando en cuenta el proceso Teorema trabajo energa responda:

;'1'1 Con los resultados mostrados en la tabla * determine la relacin entre la variacin de la Ec y el trabaototal realizado Len su opinin se cumple el teorema trabaoenergaM Lpor qu!M

;'1'! Btilice los datos posicintiempo y realice una grfica fuerzaposicin Lqu! determina el rea bao lacurvaM

;'1'* En el experimento realizado Ldira usted que la fuerza eercida por la masa colgante es conservativa odisiparaM explique su respuesta.

5.2 Tomando en cuenta el proceso de vericacin del teorema deltrabajo ! la"# responda:


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;'!'1 LEl trabao calculado como integral de la fuerza respecto de la distancia es igual a aquel calculadocomo la integral de la potencia respecto al tiempoM Entregue los valores y el error porcentual.

;'!'! LCmo pueden presentarse los resultados para demostrar el teorema del trabao y la energa cin!ticaM

;'!'* L9as fuerzas de rozamiento uegan un papel importante en esta experienciaM ,ustifique su respuesta.

'.).0. "ealice una interpretacin de los valores obtenidos para :rabao EnergaCin!tica y Potencia :rabao yEnerga

6/ %P(IC%CI'$ U%$&! "%*(%)/

Problem a &*. "esolver con atlab y representar en forma grfica las magnitudescorrespondientes. Bntrineo de N Og se encuentra inicialmente en reposo sobreuna carretera Aorizontal. El coeficiente defriccin cin!tica entre el trineo y lacarretera es &.0. El trineo se empua a lo largo de una distancia de K

m con unafuerza de 0& ? que forma un ngulo de K& con la Aorizontal. a> 8eterminar el trabaorealizado por la fuerza aplicada. b> 8eterminar el trabao de friccin. c>Calcular la variacin de energacin!tica experimentada por el trineo. d>8eterminar la velocidad del trineo despu!s de recorrer ladistancia de K m.

Problem a &). "esolver con atlab y representar en forma grfica las magnitudescorrespondientes. Bnobeto se desliza sin rozamiento a lo largo de la pistaindicada en la figura. +nicialmente est en el puntoP y se lanza Aacia abao conuna velocidad v&.8escribir el movimiento con todo el detalle que se puedasi a> v&G H m( s y b>v&G *) m( s. c> Cul es la mnima velocidad necesaria para que el obetosobrepaseel punto QM


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,/ !)ER3%CI!$E

/e observ que para las experiencias se utiliz un sensor de fuerza y otro de

movimiento.

/e observ que en la experiencia se Aizo uso el uso de poleas que movieran

el auto.

/e observ que el sensor de movimiento nos indicaba los pulsos de ida y

vuelta /e observ que las experiencias se tuvo que seguir los pasos de las grficas

para obtener los datos.

N. C!$C(UI!$E

/e comprob la relacin entre el trabao aplicado sobre un obeto y lavariacin en su energa cin!tica.

/e realiz los clculos cinemticos basndose en consideraciones dinmicasy mecnicas.

/e calcul la potencia desarrollada sobre el mvil.

R. )I)(I!8R%FI%


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