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1. OBJETIVOS DEL EXPERIMENTO
Verificar el teorema trabajo-energía cinética.
2. FUNDAMENTO TEÓRICO
La energía cinética de un cuerpo es aquella energía que posee debido a su movimiento. Se define como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa determinada desde el reposo hasta la velocidad indicada. Una vez conseguida esta energía durante la aceleración, elcuerpo mantiene su energía cinética salvo que cambie su velocidad. Para que el cuerpo regrese a su estado de reposo se requiere un trabajo negativo de la misma magnitud que su energía cinética. Suele abreviarse con letra Ec o Ek (a veces también T o K). Como cualquier magnitud física que sea función de la velocidad, la energía cinética de un objeto no solo depende de la naturaleza interna de eseobjeto, también depende de la relación entre el objeto y el observador (en física un observador es formalmente definido por una clase particular de sistema de coordenadas llamado sistema inercial de referencia). Magnitudes físicas como ésta son llamadas invariantes. La energía cinética esta localizada con el objeto y atribuido a ese campo gravitacional.
PRINCIPIO DEL TRABAJO Y LA ENERGÍA
Considerela partícula que aparece en la figura, localizada en la trayectoria definida con respecto a un sistema de coordenadas inercial. Si la partícula tiene una masa m y se somete a un sistema de fuerzas externas, representado por la fuerza resultante , entonces la ecuación del movimiento de la partícula en la dirección tangencial es . Si aplicamos la ecuación cinemática e integramos ambos lados ysuponemos que inicialmente la partícula tiene una posición s1 y una rapidez v1 y después s2 con una v2, tenemos


En la figura, observe que la sumatoria de fuerzas tangenciales es igual a la sumatoria de la fuerza multiplicada por el coseno del ángulo que forma (“theta”) y puesto que la ecuación que representa el trabajo es:

Entonces la penúltima ecuación puede quedar expresada como:

Estaúltima ecuación representa el principio de trabajo y energía para la partícula. El término del lado izquierdo es la suma del trabajo realizado por todas las fuerzas que actúan en la partícula cuando esta se mueve del punto 1 al punto 2. Los dos términos del lado derecho representan una variación de energía cinética. Como el trabajo, la energía cinética es un escalar y sus unidades son el joule ylb.pie. Sin embargo, a diferencia del trabajo, que puede ser positivo o negativo, la energía cinética siempre es positiva, sin importar la dirección del movimiento de la partícula.
Cuando se aplica esta ecuación, a menudo se expresa como:

La cual establece que la energía cinética inicial de la partícula, más el trabajo realizado por todas las fuerzas que actúan en ella cuando se mueve de suposición inicial a su posición final, es igual a la energía cinética final de la partícula. Como se señaló en la derivación, el principio de trabajo y energía representa una forma integrada de , con que se obtuvo por la ecuación cinemática . Por consiguiente, este principio constituye una sustitución conveniente de cuando se resuelven problemas cinéticos que implican fuerza, velocidad y desplazamiento,puesto que estas cantidades intervienen en la ecuación .




3. EQUIPO UTILIZADO.
Materiales:
Plancha de vidrio en marco de madera
Un disco con sistema eléctrico
Un chispero electrónico con su fuente de poder
Dos resortes
Una hoja de papel eléctrico y dos hojas de papel bond
Dos pesas de 50g y dos pesas de 100g cada una
Una regla milimetrada, compás y dos escuadras
Un cronómetrodigital
Un nivel

3.1. DIAGRAMA DE FLUJO DEL EXPERIMENTO REALIZADO.
Calibración de resortes.
Sujetarle pesas.
Medir las elongaciones.
Ajustar a una curva de calibración.
Obtener la constante (K).
Nivelar la plancha de vidrio.
Sujetar los resortes “A” y “B” a la plancha.
Determinar las posiciones de los resortes en el papel con una frecuencia determinada del chispero.
Posicionar y jalar...