Friccion Y Consevacion De La Energia

Fricci´n y conservaci´n de la energ´ o o ıa
Laboratorio de F´ ısica General I, Departamento de F´ ısica, Facultad Experimental de Ciencias y Tecnolog´ Universidad de Carabobo, Valencia - Venezuela ıa, Fecha: 25-01-2013 Se analizan dos clases distintas de movimientos combinados en un sistema para verificar de manera experimental la ley de la conservaci´n de energ´ para fuerzas no conservativas,por medio de un o ıa Carro marca Pasco Modelo ME-9430 con una bloque de fricci´n en un plano inclinado. Se encontr´ de o o manera experimental que el valor de la constante de el pist´n de resorte con el que se trabaj´ fue o o de k= (651,22 ± 0,45) N/m y que el coeficiente de fricci´n cin´tico del carro era µk = (0,21 ± o e 5,91×10−4 ). Introduciendo estos valores en la ecuaci´n de movimiento para elcarro que se desplaza o con un movimiento generado por un resorte generando en ambos lados de la ecuaci´n resultados o iguales del trabajo que fue ∆E = (0,30 ± 7,46×10−3 ) Nm y W = (0,24 ± 46,92×10−3 ) Nm que es un resultado satisfactorio. I. ´ INTRODUCCION III. ´ FUNDAMENTOS TEORICOS

La conservaci´n de la energ´ es un principio fundao ıa mental, de importancia crucial en la f´ ısica y deprofunda trascendencia en la naturaleza. Dentro de un sistema podemos distinguir dos tipos de fuerzas: las conservativas y las no conservativas. Se dice que una fuerza es conservativa si el trabajo que efect´a depende de las u posiciones iniciales y finales del objeto y no de la trayectoria seguida. Dos ejemplos de fuerzas conservativas son: la fuerza de la gravedad y la fuerza el´stica de un resorte. aTambi´n existen fuerzas no conservativas, como la frice ci´n, cuyo trabajo depende de la trayectoria seguida por o el objeto. En una situaci´n real siempre habr´ fuerzas no o a conservativas o disipadoras, como la fricci´n. El trabajo o de las fuerzas de fricci´n disminuyen la energ´ mec´nica. o ıa a Cando se toman en cuenta todas las formas posibles de energ´ la energ´ total de un sistema mas lade su ıa, ıa entorno, no varia, aunque este presente la fricci´n. Eso to constituye el principio de la conservaci´n de la energ´ o ıa. En la practica de laboratorio se estudia estos principios fundamentales, para comprobar que en sistemas ideales la ecuaci´n de la conservaci´n de energ´ para fuerzas no o o ıa conservativas se cumple.

Ley de Hooke La Ley de Hooke describe fen´menos el´sticoscomo o a los que exhiben los resortes. Esta ley afirma que la deformaci´n el´stica que sufre un cuerpo es proporcional a o a la fuerza que produce tal deformaci´n, siempre y cuando o no se sobrepase el l´ ımite de elasticidad. → − − F = −k ∆→ x Donde: Fr = fuerza aplicada al resorte k = constante de proporcionalidad ∆x= variaci´n de longitud del resorte o El signo menos (-) en la ecuaci´n indica quela fuerza o restauradora que ejerce el resorte tiene sentido opuesto al desplazamiento. Para mas detalle ver 5 Aceleraci´n en un plano inclinado o Para un cuerpo que se desplaza sobre un plano sin fricci´n al cual se libera desde el reposo sobre una pista o con un angulo de inclinaci´n, la aceleraci´n del cuerpo es o o a = gsen(θ). Ahora bien esto es un poco distinto cuando existe fricci´n en lapista la aceleraci´n del sistema pasa o o a ser: a = g sin(α) − µk g cos(α) (2) (1)

II.

OBJETIVO

Donde g es la aceleraci´n debida a la gravedad, α es el o angulo de inclinaci´n de la rampa, y µk es el coeficiente o de roce cin´tico. e Otra forma de calcular la aceleraci´n, de acuerdo con o las ecuaciones de cinem´tica, la aceleraci´n promedio del a o bloque, partiendo desde el reposo, sepuede expresar como : a= 2d t2 (3)

El objetivo es estudiar la energ´ potencial de un ıa resorte y la energ´ potencial gravitatoria, y mostrar ıa como se conserva la energ´ en el caso de un m´vil que ıa o desciende por un plano inclinado.

Energ´ ıa La energ´ puede considerarse algo que es posible ıa convertirse en trabajo. Cuando decimos que un objeto tiene energ´ significa que es capaz de...