Conservación de la energía mecánica

CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA
1.- OBJETIVOS.-
Demostrar experimentalmente la conservación de energías.
2.- FUNDAMENTO TEÓRICO.-
No existe una definición clara de que es la energía. Muchos piensan en energía como combustible, electricidad o alimento, pero estos, solo son aquellos que la generan. En todo caso se sabe que la energía está presente en cada proceso físico existente y asímismo en todo el universo. Por lo mismo se podría decir que es aquello que permite que todo exista al dar la capacidad de acción (nótese que reaccionar frente a alguna de estas acciones también es una acción).

La ley de la conservación de la energía dice que esta no desaparece solo se transforma en otro tipo de energía. De esta forma se tiene una larga cadena de tipos de energía. A pesar de ellosolo veremos tres tipos de energía que son la energía potencial elástico, energía potencial gravitacional y energía cinética las cuales se relacionan muy bien entre si lo cual permite un fácil estudio de las mismas.
Energía potencial elástico
Este tipo de energía hace referencia a aquella que surge tras aplicarle una determinada fuerza a un resorte. Esta es una energía que tiende a cambiar yasiempre en resorte tiende a volver a su relativa normalidad cuando se lo estira o comprime. Como se mencionó previamente este tipo de energía va de la mano de la energía potencial y la cinética por lo cual su cambio proviene de estas y/o de ella y cambiara a estas y/o así misma. Ahora para su estudio es precisa la aplicación de la siguiente ecuación:(1)
Donde: U = Energía potencial elástico.
k = Constante de elasticidad del resorte.
x = Distancia comprimida o estirada del resorte.
Energía cinética
Este tipo energía hace referencia a aquella que se da tras un cambio de la velocidad en los cuerpos. Al igual que la anterior energía esta puede provenir fácilmente de la potencial gravitacional y lapotencial elástico pudiendo incluso provenir de una energía su mismo tipo. Así mismo podrá generarse (aumentar o disminuir) o llegar a producir las otras 2 tipologías de energía. Dicho esto la fórmula usada para su cálculo es:
(2)
Donde: K = Energía cinética.
m = Masa del cuerpo.
v = Velocidad del cuerpo.


Energíapotencial gravitacional
Esta es la energía que trabaja sobre la altura de un determinado cuerpo y es como dice su nombre dependiente (proporcional) a la gravedad, en si es la energía generada por la gravedad. Se puede decir también que es la contraria de la energía cinética ya que su estudio es sobre el reposo y no el movimiento. Al igual que las anteriores mencionadas energías esta puede convertirseen otras, principalmente en cinética y potencial elástico así como provenir de las mismas. Para un estudio de este tipo de energía se hace referencia a la siguiente ecuación:
(3)
Donde: U = Potencial gravitacional.m = Masa del cuerpo flotante.
g = Aceleración de la gravedad.
h = Altura con respecto a un nivel de referencia de m.

3.- PROCEDIMIENTO.-
Primero se armó el experimento como se muestra en la siguiente imagen (FIGURA 1). Para el mismo se usó una mesa, un móvil con una regleta con barras negras, una celda fotoeléctrica con su respectivo contador, una rampa para elmóvil, una prensa y una madera para evitar el movimiento de la rampa, un impulsor para provocar el movimiento del móvil y una balanza para pesar el mismo.


FIGURA 1. ARMADO DEL EXPERIMENTO PARTE.

En la FIGURA 1 se muestra la forma que toma el armado del experimento. Cabe decir que para la experiencia se trató de impulsar el móvil a una distancia constante de las celdas.

Para la toma...