Ensayo de conservacion de la energia

TRABAJO PRÁCTICO: CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA

INTRODUCCION

En este informe se pretenderá verificar el principio de conservación de la energía en un sistema donde el trabajo de las fuerzas no conservativas es nulo.

Se sabe que el trabajo de las fuerzas no conservativas en un sistema produce una variación en la energía mecánica del mismo, por lo tanto, si el primero seconsidera nulo, se puede afirmar que el segundo se va a mantener constante en cualquier punto.

LNC = ∆Emec

Donde

LNC = 0 joule = ∆Emec

Además

Emec = Ecinet + Epot + Eelast

Como consecuencia de la última expresión resulta que tanto las energías cinética, potencial y elástica van cambiando de manera que se conserve la energía mecánica.

Vale destacar que en estesistema no hay presencia de energía elástica, lo cual se puede decir que las energías cinética y potencial se moverán únicamente.

Este trabajo práctico consistirá en dejar deslizar un objeto por un plano inclinado determinándose en dos lugares de su trayectoría su energía mecánica. Para poder considerar nulo el trabajo de la fuerza de rozamiento se interpondrá un colchón de aire entre el planoy el objeto.

PREGUNTAS PREVIAS A LA REALIZACIÓN DE LA PRÁCTICA

Si se duplica la masa:

• ¿Cómo cambia la energía mecánica?
• ¿Y la energía potencial?
• ¿Y la energía cinética?
• ¿Y la velocidad?

Si se duplica la masa, la energía mecánica también se duplica siendo:

Emec = Ecinet + Epot

Emec = ½ 2 m v2 + 2m g h (1)

Emec = 2 ( ½ m v2 +m g h ) (2)

Se puede ver en (1) que, tanto la energía potencial como la energía cinética también duplican su valor. Finalmente, la velocidad se mantiene constante para toda variación de la masa.

MATERIALES A UTILIZAR

• Riel de aire, foto sensor
• Bloque espaciador de espesor conocido (1 a 2 cm)
• Deslizador, banda “cebra”
• Calibre
• Accesorios de montaje ymedición
• Pesas
• Balanza
• Computadora

DESARROLLO

1) Nivelar el riel de aire tan exactamente como sea posible, actuando sobre los reguladores de los soportes.
2) Medir la distancia “d” entre los pies de apoyo del riel.
3) Medir la altura del bloque espaciador con el calibre y ubicarlo debajo de uno de los pies de apoyo del riel.
4) Instalar los fotosensores como indica la figura.
5) Medir la distancia “D” entre los sensores.
6) Medir la longitud “L” efectiva del deslizador en el sector que va a interrumpir el haz del foto sensor (cebra).
7) Determinar la masa del deslizador utilizando la balanza.
8) Asegurándose que el deslizador corra libremente entre los sensores, lo ubicamos en el extremo superior del riel, y loliberamos dejando que se deslice atravesando los sensores.
9) El procesador medirá y registrará mediante los sensores t1 y t2.
10) Cambiar la masa del deslizador agregándole pesas adicionales y repetir los pasos 8 y 9.

Realizar este proceso para cinco masas diferentes como mínimo, midiendo y anotando el valor de la masa para cada lote de medidas.

REGISTRO DE DATOS Y CÁLCULOSSe utilizará ∆ para indicar la diferencia entre dos cantidades y δ se reserva para las indeterminaciones.

1) Calcular el ángulo de inclinación del riel.
2) Realizar los cocientes L/t1 y L/t2 para determinar las velocidades con que el deslizador pasa a través de cada sensor.
3) Calcular la Ecinet del deslizador cuando pasa a través de cada foto sensor, aplicando Ecinet = ½ mv2.
4) Calcular la variación de energía cinética.
5) Determinar ∆h, diferencia de altura que descendió el deslizador mientras pasaba frente a los fotos sensores.
6) Compare la Ecinet ganada con la Epot perdida.

[pic]

RESOLUCIÓN

1. cálculo del ángulo de inclinación del riel.

Al medir con la regla que contiene el carril deslizador la distancia “d” entre los apoyos del...