CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA 1







1. Objetivo
1.1. Objetivo general.
Comprobar experimentalmente que la energía potencial gravitacional se transforma en energía cinética de translación.
Comprobar experimentalmente que la energía potencial elástica almacenada como un resorte puede ser transferida a un objeto como energía cinética.
1.2. Objetivos específicos.
Determinar la constante de elasticidad de un resorte
2. Fundamentoteórico
La energía mecánica se puede definir como la forma de energía que se puede transformar en trabajo mecánico de modo directo mediante un dispositivo mecánico como una turbina ideal. Las formas familiares de energía mecánica son la cinética y la potencial.Conservación de la energía mecánica. Para sistemas abiertos formados por partículas que interactúan mediante fuerzas puramente mecánicaso campos conservativos la energía se mantiene constante con el tiempo:

, es la energía cinética del sistema.
, es la energía potencial gravitacional del sistema.
, es la energía potencial elástica del sistema.
Es importante notar que la energía mecánica así definida permanece constante si únicamente actúan fuerzas conservativas sobre las partículas. Sin embargo, existen ejemplosde sistemas de partículas donde la energía mecánica no se conserva:
Sistemas de partículas cargadas en movimiento. En ese caso los campos magnéticos no derivan de un potencial y la energía mecánica no se conserva, ya que parte de la energía mecánica "se transforma" en energía del campo electromagnético y viceversa.
Sistemas termodinámicos que experimentan cambios de estado. En estos sistemas laenergía mecánica puede transformarse en energía térmica o energía interna. Cuando hay producción de energía térmica, en general, existirá disipación y el sistema habrá experimentado un cambio reversible (aunque no en todos los casos). Por lo que en general estos sistemas aún pudiendo experimentar cambios reversibles sin disipación tampoco conservarán la energía mecánica debido a que la únicavariable conservada es la energía.
Mecánica de medios continuos disípatelos que involucran fluidos disípatelos o sólidos inelásticos (plasticidad, visco elasticidad, etc), que involucran la aparición de deformaciones irreversibles y por tanto disipación, aparición de calor o cambios internos irreversibles, donde la variación de entropía no es nula.
Forma integral Para un medio continuo material laconservación de la energía (de origen mecánico o termodinámico) implica que para cualquier porción de materia de dicho medio continuo se satisface la siguiente relación:

El primer término es la variación de la energía interna y la energía cinética de la porción de materia, el primer término del segundo miembro la potencia volumétrica y el segundo término la potencia transmitida a través de lasuperficie de la porción de materia:
 Región ocupada por la porción de materia en el instante inicial y un instante posterior t.
, densidad másica, energía interna por unidad volumen del medio continuo y campo de velocidades.
, densidad de fuerza y tensión mecánica.
, calor generado por unidad de volumen y calor transmitido por flujo de calor a través de la frontera de la porción.
Si la energía mecánicase conserva estrictamente en una situación la igualdad anterior se reduce a:
(2)
Si las propiedades del medio continuo varían suavemente (i.e., son representables por funciones diferenciables) la ecuación (1) admite una forma diferencial:

Si la energía interna permanece invariable y no hay flujos térmicos o generación de color por disipación se tiene:

3. Procedimiento

Imagen 1
Para realizar elsiguiente experimento, este se divide en 3 partes:

Parte 1
Los materiales utilizados en el experimento son:
- sensores fotoeléctricos que midieron tiempos
- pista por el que se deslizo el carrito.
- Balanza que se la uso para pesar el carrito con la masa.

Se instaló todo el equipo para el experimento, ya teniendo todo el equipo listo se mantuvo el carrito en la parte superior de la pista, y...