7/24/2019 N-9 Laboratorio de Fisica Conservacion de La Energia
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UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER
DEPARTAMENTO DE FISICA
LABORATORIO DE FISICA MENCANICA
LABORATORIO DE FISICA MECANICA
Conservacin de la energa mecnica
resen!ado "or#
Tania Mar!ne$ Bar%osa &&'&''(
Diana Bar%osa &&'&')*
+o,an -lvare$ &&'&).(
Samir So!o silva &&'&.'.
RESENTADO A# Lic/ +avier Al%er!o Me0a allares
San +os1 de C2c3!a4 Colom%ia
56&*
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RES7MEN
La energa mecnica !o!al de 3n sis!ema es cons!an!e c3ando ac!2an den!ro delsis!ema slo 83er$as conserva!ivas/ Asimismo "odemos asociar 3na 83ncinenerga "o!encial con cada 83er$a conserva!iva/ or o!ra "ar!e4 la energamecnica se "ierde c3ando es!a "resen!es 83er$as no conserva!ivas4 como la8riccin/
Tam%i1n vamos a demos!rar 93e no !odas las 83er$as 93e es!n a"licadas en elc3er"o o o%0e!o !ienen o "rod3cen 3n !ra%a0o4 !am%i1n asociaremos el !ra%a0o ne!ode 3n c3er"o a la energa cin1!ica 93e ,a: en 1l/
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OB+ETI;OS
OB+ETI;O
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DESARROLLO TEORICO
Es!a le: es 3na de las le:es 83ndamen!ales de la 8sica : s3 !eora se !ra!a de93e la energa no se crea ni se des!r3:e4 2nicamen!e se !rans8orma >ello im"lica93e la masa en cier!as condiciones se "3ede considerar como 3na 8orma deenerga/En general4 no se !ra!ar a93 el "ro%lema de conservacin de masa en energa:a 93e se incl3:e la !eora de la rela!ividad?/
La le: de conservacin de la energa a8irma 93e#
&/@No eis!e ni "3ede eis!ir nada ca"a$ de generar energa/
5/@No eis!e ni "3ede eis!ir nada ca"a$ de ,acer desa"arecer la energa/
=/@Si se o%serva 93e la can!idad de energa vara siem"re ser "osi%le a!ri%3irdic,a variacin a 3n in!ercam%io de energa con alg2n o!ro c3er"o o con el mediocirc3ndan!e/
La le: de la conservacin de la energa cons!i!3:e el "rimer "rinci"io de la
!ermodinmica : a8irma 93e la can!idad !o!al de energa en c3al93ier sis!emaaislado4 "ermanece invaria%le con el !iem"o4 a3n93e dic,a energa "3ede!rans8ormarse en o!ra 8orma de energa/
Si 3na "ar!c3la de masa m es! a 3na dis!ancia y so%re la s3"er8icie de la
Tierra4 la energa potencial gravitacionaldel sis!ema "ar!c3la@ Tierra esUg=mgy
La energa potencial elsticaalmacenada en 3n resor!e de cons!an!e de 83er$ak es
Us 1
2k x
2
La energa mecnica total de un sistema se le de8ine como la s3ma de lasenergas cin1!icas : la energa "o!encial#
E K+U
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Ki+Ui=Kf+Uf
A. Transformacin de Energa potencial gravitatoria en Energa cintica
&/ Enc3en!re los valores de Vprom de la !a%la &/
Ta%la &/
Medida , V1 V2 V3 V4 Vprom
& 6/&* &/.&( &/(** &/(( &/.. &/('.5 6/5* 5/=)& 5/5.& 5/5. 5/5)5 5/5'(= 6/=* 5/(6 5/((* 5/.&. 5/(.6 5/((6 6/* =/6(. =/&5& =/&** =/6'* =/&&5
Masa de la es8era # 6/65' g
5/ Con los da!os regis!rados en la !a%la &4 calc3le el valor de la energa
cin1!ica >3!ilice Vprom ?4 la energa "o!encial gravi!a!oria : la energa
mecnica !o!al "ara cada 3na de las "osiciones de ,/ Com"le!e la !a%la =con es!os valores/
Ta%la =/
Medida Ep=mgh Ec=1
2m V
2
ET=Ec+Ep
& 6/65+ 6/6) + 6/6.. +5 6/6(& + 6/6() + 6/&(+= 6/6'' + 6/&&& + 6/5&6 + O/&5(+ 6/&6 + &/*5( +
=/ Se conserva la energa mecnica !o!al or 931
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La s3ma de la energa cin1!ica : "o!encial >La energa mecnica !o!al?"ermanece cons!an!e/ En el caso de 3n o%0e!o en cada li%re c3al93iera3men!o o dismin3cin en la energa "o!encial se acom"aa "or 3nadismin3cin o a3men!o ig3al en la energa cin1!ica
/ Enc3en!re el valor ms "ro%a%le "ara la energa mecnica !o!al con s3res"ec!iva incer!id3m%re/
X=0.088+0.147+0.210+1.527
4 =0.493
X1= |0.0880.493|= 6/6*
X2= |0.1470.493|= 6/=)
X3= |0.2100.493|= 6/5.=
X4= |1.5270.493|= &/6=
X=0.405+0.346+0.283+1.034
4=0.517
Ex=0.517
0.493=1.048
ET=0.4931.048
*/ La energa cin1!ica o "o!encial de 3n o%0e!o "3ede ser nega!iva E"li93e/
No4 no "3ede ser nega!iva4 "3es!o 93e la masa siem"re ser "osi!iva4 la velocidadal es!ar elevada al c3adrado ser "osi!iva !am%i1n : la al!3ra ser "osi!iva4 "or lo!an!o la Energa cin1!ica o "o!encial de 3n o%0e!o siem"re dar como res3l!ado 3nda!o "osi!ivo/
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B. Transformacin de energa potencial gravitatoria en energa potencialelstica.
&/ 7!ilice la Le: de Gooe "ara calc3lar la cons!an!e rec3"eradora del resor!e>H? "ara cada 3na de las masas : com"le!e la !a%la 5/
Ta%la 5/
Medida M h1 h2 X1 X2 XK=
mg
X
& 6/6* 6/(* 6/)= 6/5* 6/=( 6/&5 /6.=5 6/& 6/(* 6/= 6/5* 6/*( 6/=5 =/6)5= 6/&* 6/(* 6/5= 6/5* 6/(( 6/*5 5/.5)
5/ Calc3le el valor "romedio de la cons!an!e rec3"eradora del resor!e/
Kprom=4 .083+3 .062+2 .826
3=3.323
=/ Calc3le el valor de la energa "o!encial gravi!a!oria : la energa "o!encial
els!ica con los valores de x , h y Kprom de la !a%la 54 "ara cada 3na de
las masas/ Com"le!e la !a%la con es!os da!os/
Ta%la /
Medida m EPi=mg h1 EP=mg h2 Epe=1
2KpromX
2 ETf=Ep+Epe
& 6/6* 6/=)(+ 6/=6.+ 5='/5*+ 56 +
5 6/& 6/(=*+ 6/5&+ &(6&/=+ &(65 += 6/&* &/&65+ 6/==.+ '5/(+ ' +
/ Se conserva la energa mecnica !o!al or 931
Si4 se conserva "or93e la energa !o!al de 3n sis!ema "ermanece cons!an!e enc3al93ier sis!ema aislado de o%0e!os 93e in!erac!2an slo a !rav1s de 83er$asconserva!ivas/
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*/ Enc3en!re el valor ms "ro%a%le "ara la energa mecnica !o!al con s3res"ec!iva incer!id3m%re/
X=240+1702+4494
3=2145.33
X1=|2402145.33| &'6*/==
X2=|17022145.33|
=/== X3=|44942145.33| 5=./)(
X=1905.33+443.33+2348.67
3=1565,77
Ex=1565,77
2145.33=0.729
ET=2145.330.729
)/ 7na masa 3nida a 3n resor!e s3s"endido ver!icalmen!e4 oscila ,acia arri%a: ,acia a%a0o/ Considerando el sis!ema !ierra4 masa : resor!e4 c3ales
8ormas de energa !endramos d3ran!e el movimien!o E"li93e/La energa mecnica !o!al del sis!ema se conserva "or93e las 2nicas 83er$as 93ees!n ac!3ando son conserva!ivas# la 83er$a de gravedad : la del resor!e/ Eis!endos 8ormas de energa "o!encial >&? Energa "o!encial gravi!acional : >5? Energa"o!encial els!ica almacenada en el resor!e/
(/ 7na mon!aa r3sa conserva la energa mecnica E"li93e
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Si4 la energa 93e se mane0a en !odo el recorrido va cam%iando de energa"o!encial a energa cin1!ica4 : as con!in2a s3 movimien!o4 ascendiendo "orlas ram"as : dems o%s!c3los/
CONCL7SION
or medio de la "rc!ica en la%ora!orio o%servamos la conservacin de laenerga en los di8eren!es e"erimen!os 93e reali$amos :a 93e la energa"asa de "o!encial a cin1!ica
Nos "3dimos dar c3en!a 93e la incer!id3m%re 93e "resen!a la energa"o!encial !o!al es m3: %a0a "or lo 93e es 3n m1!odo m3: "reciso/
La energa del resor!e es la 83er$a rec3"eradora 93e !iene el con!ra lagravedad :a 93e el siem"re !ra!a de recogerse : la gravedad : el "eso 93e!enga a de8rmalo/
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