4to labo de fisica

Universidad Nacional de Ingeniería
Facultad de Ingeniería Mecánica

“Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación”

INFORME DE LABORATORIO N°4
Experiencias : Verificación experimental del teorema del trabajo- energía cinética

CURSO: Física I-MB223

SECCIÓN: “B”

PROFESOR:
Ing. Héctor Bedón Monzón.

INTEGRANTES:
Padilla Bautista Ivan Código:20152005J
Torres Gomez Jhonny Código: 20150119H
Ramirez Castañeda Edward Código: 20150170C

Fecha que se realizó el experimento: 29/05/2015
Fecha en que se entrega el informe: 05/06/2015

ÍNDICE
1. RESUMEN
2. OBJETIVOS
3. FUNDAMENTO TEÓRICO
4. CÁLCULOS Y RESULTADOS
5. CONCLUSIONES
6. BIBLIOGRAFÍA





1. RESUMEN

En este presente trabajo de laboratorio se va a tratar de demostrar elteorema del trabajo y la energía, haciendo uso de los datos extraídos del experimento.
En la primera parte mediremos el estiramiento de los resortes para poder hallar la constante de elasticidad para luego utilizar esa constante en los cálculos y resultados donde piden hallar la energía potencial elástica y compararla con la energía cinética, esta comparación nos servirá para deducir que si laenergía se conserva. Pero como los datos del laboratorio no son muy exactos, existirá cierto margen de error. Eso se debe a lo gastados de los instrumentos. Como consecuencia de ello la energía mecánica en el punto donde se inicia el análisis es mayor a la del punto final, encontrándose una variación muy pequeña de energía.




2. OBJETIVOS

Verificación del teorema Trabajo – Energía Cinética.Apreciación de los conceptos de Trabajo y Energía mediante el análisis de los datos obtenidos del experimento.
Afianzamiento de la determinación de la constante elástica de los resortes, mediante el análisis de los datos y un ajuste de mínimos cuadrados.
Comprobación de la ley de Hooke.





3. FUNDAMENTO TEÓRICO

Cuando una fuerza actúa sobre un cuerpo F y el cuerpo experimenta un desplazamiento S,se dice que la fuerza ha realizado trabajo sobre el cuerpo; definimos este trabajo mediante la expresión:
W=F.S (10.1)
Este trabajo elemental pude ser positivo o negativo dependiendo de las direcciones de F y del desplazamiento S. (Ver figura 1)
Cuando el cuerpo se mueve a lo largo de una curva por acción de una fuerza variable, entonces en un tiempo dt, y el elemento detrabajo asociado a este desplazamiento será:
dW=F.dS (10.2)
Donde:
F se considera esencialmente constante durante este desplazamiento. Para la trayectoria del cuerpo indicada en la figura 2, entre los puntos i y f, el trabajo realizado entre estos dos puntos será:
W= KWK=KFK.Sk (10.3)
Cuando los desplazamientos Sk son muy pequeños, la sumatoria se convierte en la integral:W= (10.4)
Se demuestra que este trabajo W es igual a:
W=ECf - ECi =(EC) (10.5)
“El trabajo realizado por la fuerza resultante que actúa sobre el cuerpo es igual al cambio de la energía cinética de dicho cuerpo “. A este resultado se le conoce como “teorema del trabajo – energía cinética”.
Otra forma de escribir la relación (10.5) es la siguiente:
W= 1/2 mVf2 - 1/2 mVi2(10.6)
Donde Vf es la velocidad del cuerpo en el punto final y Vi es la velocidad del cuerpo en la posición inicial de la trayectoria considerada.
Para verificar el resultado (10.5), nos valemos de un disco metálico que se encuentra suspendido por un colchón de aire de manera que cuando este se desplace sobre la superficie plana del vidrio, las fuerzas de fricción se pueden considerarinsignificantes. Las fuerzas que obligan al disco a realizar un movimiento curvo en el plano son ejercidas por dos resortes de constantes elásticas diferentes como se muestran en la figura (3a), en la que los puntos A y B son puntos fijos.


Si el disco es conectado a un chispero electrónico, se puede registrar la trayectoria que describe el centro del disco bajo la acción de las fuerzas, como la...