Estudi Energia Cinètica I Potencial

Estudi de l'Energia Potencial i l'Energia Cinètica

Objectiu:

Determinar la velocitat amb què arriba un cos que llisca, sense rodar, a la part de baix d'un pla inclinat, depenent de l'altura del pla inclinat i de l'angle d'inclinació.

Material:

- Cronòmetre
- Carril
- Cinta mètrica
- Balança
- Suport
- Un cos que llisqui sense rodar

Fonament:

Com hem vist en aquesta unitat, qualsevol cosper la seva situació en el camp gravitatori terrestre, té energia potencial gravitatòria, segons l'altura que té respecta del sistema de referència triat.

També hem vist que l'energia és la capacitat que té un cos per realitzar treball.

Si situem un cos a la part superior d'un pla inclinat i el deixem caure lliurement lliscant pel pla, l'energia potencial que poseeix el cos fa que es realitzi untreball per fer-lo baixar i arribar fins abaix amb una certa velocitat; també pot ser que s'aturi o que no es mogui per efecte del fregament entre el pla inclinat i el cos.

Procediment:

1- Amb la balança, determineu la massa del cos que llisca.
2- Amb la cinta mètrica mesureu la longitud del carril.
3- Realitzeu el montatge.
4- Mesureu l'altura del suport que heu posat per muntar el plainclinat.
5- Calculeu l'energia potencial del cos en la posició de dalt del pla inclinat.
6- Deixeu caure el cos pel pla inclinat tot mesurant el temps que tarda en arribar a la part inferior. Repetiu-ho deu vegades.
7- Anoteu totes les mesures dels temps en una taula i calculeu la mitjana del temps.
8- Calculeu la velocitat amb què arriba a baix recordant que es tracta d'un MRUA (velocitat inic¡al = 0) i(temps inicial = 0)
v= 2x/t
9- Calculeu l'energia cinètica que té el cos quan arriba a baix del pla inclinat.
10- Repetiu tot el procediment, des del punt tres fins el punt 9, abaixant o apujant el carril depenent de l'altura que li volgeu donar.

APARTAT 7


H= 32 cm
X= 70cm
TEMPS
RESULTAT
t1
0.97 s
t2
0.92 s
t3
0.94 s
t4
0.92 s
t5
0.96 s
t6
0.93 s
t7
0.95 s
t8
0.97 s
t9
0.96 s
t10
0.92 sTEMPS MITJÀ
0.848 s




H = 46 cm
X= 70 cm
TEMPS
RESULTAT
t1
0.51 s
t2
0.48 s
t3
0.45 s
t4
0.54 s
t5
0.50 s
t6
0.47 s
t7
0.50 s
t8
0.53 s
t9
0.47 s
t10
0.46 s



TEMPS MITJÀ
0.491 s

H= 24 cm
X= 70 cm
TEMPS
RESULTAT
t1
1.09 s
t2
1.06 s
t3
1.09 s
t4
1.12 s
t5
1.19 s
t6
1.09 s
t7
1.08 s
t8
1.16 s
t9
1.02 s
t10
1.13 s



TEMPS MITJÀ
1.103 s



H= 20 cm
X= 70cm
TEMPS
RESULTATS
t1
1.62 s
t2
1.81 s
t31.56 s
t4
1.56 s
t5
1.87 s
t6
1.60 s
t7
1.85 s
t8
1.67 s
t9
1.73 s
t10
1.78 s



TEMPS MITJÀ
1.705 s



H= 13 cm
X= 70 cm
TEMPS
RESULTAT
t1
0 s
t2
0 s
t3
0 s
t4
0 s
t5
0 s
t6
0 s
t7
0 s
t8
0 s
t9
0 s
t10
0 s

TEMPS MITJÀ
0 s




H=42 cm
X= 70 cm
TEMPS
RESULTAT
t1
0.66 s
t2
0.60 s
t3
0.57 s
t4
0.56 s
t5
0.66 s
t6
0.57 s
t7
0.63 s
t8
0.69 s
t9
0.69 s
t10
0.47 s



TEMPS MITJÀ
0.609 s





APARTAT 81) H= 32 cm
v= 2(32*10-2)/0.848
v= 0.75 m/s

2) H=46 cm
v= 2(46*10-2)/0.491
v= 1.87 m/s

3) H= 24 cm
v= 2(24*10-2)/1.103
v= 0.43 m/s

4) H= 20 cm
v= 2(20*10-2)/1.705
v= 0.23 m/s

5) H= 13 cm
v= 2(13*10-2)/0
v= 0 m/s --> No es mou.

6) H= 42 cm
v= 2(42*10-2)/0.609
v= 1.38 m/s



APARTAT 9

1) H=32 cm
Ep = Ec --> Ec = mgh --> (0.137)*(9.8)*(32*10-2)= Ec=0.429 J
2) H=46 cm
Ep = Ec--> Ec = mgh --> (0.137)*(9.8)*(46*10-2)= Ec=0.617 J
3) H=24 cm
Ep = Ec --> Ec = mgh --> (0.137)*(9.8)*(24*10-2)= Ec=0.322 J
4) H=20 cm
Ep = Ec --> Ec = mgh --> (0.137)*(9.8)*(20*10-2)= Ec=0.268 J
5) H=13 cm
Ep = Ec --> Ec = mgh --> (0.137)*(9.8)*(13*10-2)= Ec=0.174 J ---> En teoria hauria de baixar i tindria energia cinètica, però a la pràctica ens hem trobat que la força de fregamentanulava la velocitat del cos fent que no es mogués, es a dir, que a baix del pla inclinat no té energia cinètica bàsicament perquè no arriba a baix.


6) H=42 cm
Ep = Ec --> Ec = mgh --> (0.137)*(9.8)*(42*10-2)= Ec=0.563 J



ANÀLISI DE RESULTATS

1) Utilitzan les equacions del moviment i de la velocitat de MRUA, deduïu l’expressió que hem utilitzat per calcular la velocitat del cos quan arriba...