Energia Mecanica

Laboratorio de Física
Conservación de la Energía Mecánica - 1 -
CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA (I)
1. OBJETIVO
Estudiar la variación de la energía cinética y potencial de un sólido que giraalrededor de un eje, en función del tiempo.
2.- FUNDAMENTO TEÓRICO
La energía total de una rueda de masa "m" y momento de inercia "I" respecto a un eje de rotación viene dada por la expresión:
E=Ep+ Ec (1)
donde la energía cinética del sólido puede calcularse como la suma de la energía cinética de rotación (alrededor de un eje que pasa por el centro de masas) más la energía cinética detraslación (debido al movimiento del centro de masas):
E=Ep + ER + Et = 22vm21I21sgm+ω+ (2)
v = velocidad de traslación
ω = velocidad angular
s = espacio recorrido por el centro de masas
I = momento deinercia del sólido
Como la velocidad de traslación del sólido está relacionada con la velocidad angular del mismo a través del radio del eje de rotación, si se sustituye en la expresión (2) el valorde ω, y teniendo en cuenta que el sólido va a girar y a trasladarse en el sentido negativo del eje:
ctevm21rvI21sgmE22=+

+−= (3)
3.- MATERIAL UTILIZADO
• Varillas, l=1000 mm
• Pie en A• Nueces
• Rueda: Irueda=9,9·10-4 kgm2
mrueda= 470 g
reje de rotación= 2.5 mm
• Dispositivo de sujeción con disparador
• Regla graduada, l=1000 mm
• Indicadores para regla graduada
• Barrerafotoeléctrica con contador
• Condensador 100 nF/250 V
• Cables de conexión
• Fuente de alimentación 5 V (CC)
Laboratorio de Física
Conservación de la Energía Mecánica - 2 -
El material aquí referidopuede visualizarse en la figura 1.
Figura 1. Material utilizado
4.- EXPERIMENTACIÓN
Para conocer los valores de las energías (Ep, ER y Et) debemos conocer previamente la distancia recorrida por larueda y la velocidad de traslación de la misma en función del tiempo. Para ello sigan las siguientes indicaciones.
Medida de las distancias
El espacio recorrido (desde el eje de rotación de la...