Laboratorio 8 de Física II
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Laboratorio de Física II
Práctica Nº 8
‘‘CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA”
INFORME
Integrantes del Grupo:
FELIX PALOMINO, Carlos
LÓPEZ YANGALI, Carlos
Grupo: C15 -2-A
Profesor: Silvia Espinoza Suárez
Semana 8
Fecha de realización: 24 de junio
Fecha de entrega: 1 de julio
2011 – I
CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA
Introducción
En el presente laboratorio mediante el uso de pesas y un sensor de movimiento; realizaremos experiencias las cuales nos conllevaran a demostrar el teorema de conservación de la energía mecánica para un sistema masa-resorte de igual forma observaremos el cumplimiento del teorema de conservación de la energía mecánica.
Objetivos
Materiales y equipos de trabajo
Computadora personal con software Data Studio Sensor de fuerza (Dinamómetro) Sensor de movimiento Resortes Pesas Cuerda Regla.
Fundamentos teóricos
Sistema masa-resorte
En el sistema masa-resorte, la fuerza conservativa es la fuerza restauradora, es decir
F=-K.X
Teorema trabajo-energía
Para un objeto de masa m, que experimenta una fuerza neta F, a lo largo de una distancia x, paralela a la fuerza neta, el trabajo realizado es igual a:
W=∫1
2
Fdx
Teorema de conservación de energía mecánica
Si en el sistema solo hay fuerza conservativa, entonces el trabajo realizado para modificar la energía potencial estará dado por la siguiente ecuación
W=mgY 2-mgY 1
Y el requerido para modificar la energía cinética por la siguiente ecuación:
W=∫1
2
Fdx
Sistema sometido a un cuerpo externo homogéneo y estacionario
Para un sistema conservativo sometido a un campo externo homogéneo y estacionario, la energía mecánica se conserva, es decir, es una constante durante todo el proceso. En un sistema conservativo
dEdt
=0
Procedimientos
1. Determinación de la constante del resorte
Determinación de la constante del resorte
Recibir y revisar los materiales de trabajo
Implementar el montaje de la Figura 1
Realizar las mediciones y completar Tabla 1
Haciendo uso de la pendiente hallamos la constante K de cada resorte
No estirar mucho el resorte para no vencerlo.
Resorte AZUL
Gráfica 1
Tirar hacia abajo con el sensor de fuerza cada resorte.
Calibrar el sensor previamente.
Resorte VERDE
Gráfica 2
Resorte ROJO
Gráfica 3
2. Determinación de las energías del sistema
Determinación de las energías del sistema
Recibir y revisar los materiales de trabajo
Implementar el montaje de la Figura 2
Ingresar al programa Data StudioConfigurar como detalla el
manual de Laboratorio
Hacer oscilar cada resorte con su masa respectiva e iniciar toma de datos.
Calibrar el sensor de movimiento previamente.
Comparar la suma de Ek y Ep con la energía total Et
Resorte AZUL
Tabla 2
Resorte AZUL
Tabla 3
Resorte AZUL
Tabla 4
Determinación de la constante del resorte
Figura 1
Resorte AZUL VERDE ROJOLongitud en reposo(m)
Constante k (N/m) 11,9 29,2 87,8
Tabla 1
4.1.1. ¿La gráfica de este experimento es lineal? ¿Por qué?
4.1.2. ¿Existe alguna evidencia de error experimental? Sugiera las posibles causas.
4.1.3. Si no hubiese tenido los sensores, ¿Mediante qué otro procedimiento hubiese medido el valor de la constante k del resorte? Grafíquelo.
Determinación de las energías del sistema
Figura 2
Resorte AZUL
Masa (kg) Amplitud A (m)
Distancia d (m)
E. cinética máx. (J)
E. potencial máx. (J)
E. Total (J)
0,0573 0,005 0,324 0,309
Tabla 2
Resorte VERDE
Masa (kg) Amplitud A (m)
Distancia d (m)
E. cinética máx. (J)
E. potencial máx. (J)
E. Total (J)
0,0573 0,004 0,755 0,730
Tabla 3
Resorte ROJO
Masa (kg) Amplitud A (m)
Distancia d (m)
E. cinética máx. (J)
E. potencial máx. (J)
E. Total (J)
0,0773 0,006 2,799 2,757
Tabla 4
4.2.1. ¿Por qué es importante que la masa no oscile de un lado a otro durante las mediciones?, ¿Qué efecto produciría en la experiencia?
4.2.2. ¿Cuál es la energía total del sistema? ¿Es constante en el tiempo? Explique.
4.2.3. En el experimento realizado, cuál diría usted que es la fuerza ejercida sobre el resorte, ¿Conservativa o disipativa? Explique.
4.2.4 Normalmente consideramos que los resortes no tienen masa. ¿Cuál sería el efecto de un resorte con masa en el experimento?
4.2.5. Las centrales térmicas para la generación de electricidad son eficientes en aproximadamente 35%. Es decir, la energía eléctrica producida es el 35 % de la energía liberada por la quema de combustible. ¿Cómo explica eso en términos de conservación de la energía?
Observaciones
Conclusiones
Bibliografía
1. BUFFA, ANTHONY; WILSON, JERRY; “Física”,5ta
Edición.Pearson.México 2003.
2. SEARS WESTON, FRANCIS. “Física Universitaria”, 11va
edición. Pearson. México 2004.