Leyes de newton

LABORATORIO TRABAJO & ENERGIA

PROFESOR: Edgar Coley

ESTUDIANTES: Marcela Palacio
Brayan Camilo Porras

1002 JM

COLEGIO DISTRITAL MARSELLA

Lunes 6 de septiembre de 2010

INTRODUCCIÓN

Este trabajo esta creado para que tanto el maestro y los estudiantes que lo lean se den una idea de las ecuaciones que se necesitan para hallar W y P, sus formulas, como se hacen graficas ytablas de resultados.
Aquí usted vera el taller que realizamos representado en varias tablas de datos y ecuaciones.
Al preparar el laboratorio durante la clase, realizamos varios ejercicios con pesas y dinamómetros, sacamos los resultados pero algunos solo podían calcularse por medio de las ecuaciones.

OBJETIVOS

♣ Conocer sobre las ecuaciones de trabajo y energía, y ponerlas en practicamediante ejercicios de aplicación.
♣ Saber graficar tablas de resultados y mostrarlas con sus resultados completos.
♣ Poder analizar los ejercicios sacando los resultados y realizando conversiones cuando sea necesario.

MARCO TEORICO

Concepto de trabajo
Se denomina trabajo infinitesimal, al producto escalar del vector fuerza por el vector desplazamiento.

Donde Ft es la componente de lafuerza a lo largo del desplazamiento, ds es el módulo del vector desplazamiento dr, y q  el ángulo que forma el vector fuerza con el vector desplazamiento.
El trabajo total a lo largo de la trayectoria entre los puntos A y B es la suma de todos los trabajos infinitesimales

| Su significado geométrico es el área bajo la representación gráfica de la función que relaciona la componentetangencial de la fuerza Ft, y el desplazamiento s. |
Ejemplo: Calcular el trabajo necesario para estirar un muelle 5 cm, si la constante del muelle es 1000 N/m.
La fuerza necesaria para deformar un muelle es F=1000·x N, donde x es la deformación. El trabajo de esta fuerza se calcula mediante la integral
| El área del triángulo de la figura es (0.05·50)/2=1.25 J |
Cuando la fuerza es constante, eltrabajo se obtiene multiplicando la componente de la fuerza a lo largo del desplazamiento por el desplazamiento.
W=Ft·s
Ejemplo:
Calcular el trabajo de una fuerza constante de 12 N, cuyo punto de aplicación se traslada 7 m, si el ángulo entre las direcciones de la fuerza y del desplazamiento son 0º, 60º, 90º, 135º, 180º.

* Si la fuerza y el desplazamiento tienen el mismo sentido, el trabajoes positivo
* Si la fuerza y el desplazamiento tienen sentidos contrarios, el trabajo es negativo
* Si la fuerza es perpendicular al desplazamiento, el trabajo es nulo.
 
Concepto de energía cinética
Supongamos que F es la resultante de las fuerzas que actúan sobre una partícula de masa m. El trabajo de dicha fuerza es igual a la diferencia entre el valor final y el valor inicial de laenergía cinética de la partícula.

En la primera línea hemos aplicado la segunda ley de Newton; la componente tangencial de la fuerza es igual a la masa por laaceleración tangencial.
En la segunda línea, la aceleración tangencial at es igual a la derivada del módulo de la velocidad, y el cociente entre el desplazamientods y el tiempo dt que tarda en desplazarse es igual a la velocidad v delmóvil.
Se define energía cinética como la expresión

El teorema del trabajo-energía indica que el trabajo de la resultante de las fuerzas que actúa sobre una partícula modifica su energía cinética.
Ejemplo: Hallar la velocidad con la que sale una bala después de atravesar una tabla de 7 cm de espesor y que opone una resistencia constante de F=1800 N. La velocidad inicial de la bala es de 450 m/s ysu masa es de 15 g.
El trabajo realizado por la fuerza F es -1800·0.07=-126 J
| La velocidad final v es |
 
Fuerza conservativa. Energía potencial
Un fuerza es conservativa cuando el trabajo de dicha fuerza es igual a la diferencia entre los valores inicial y final de una función que solo depende de las coordenadas. A dicha función se le denomina energía potencial.

El trabajo de una...