Informe De Laboratorio

Programa Académico de Bachillerato Laboratorio de Física I Universidad de Chile

Energía cinética y energía potencial
Sesión 6

Ricardo Fernández Ramos Nicolás Ferrada Rojas Samuel Giordano Martínez

30 de octubre de 2012

B-1

RESUMEN
En esta experiencia; enfocada en determinar la conservación de la energía, midiendo la Energía Cinética K, Energía Potencial U, y la Energía Total delsistema ; se montó un sistema de dos masas unidas por una polea inteligente conectada al programa informático Data Studio, para dejar caer aquellas masas en función de su propio peso. El trabajo con los datos obtenidos permitió la obtención experimental de la Energía Total , que fue disminuyendo a lo largo del experimento. Este fenómeno se explicará más adelante, luego de conocer las gráficascorrespondientes a vs t. Los datos experimentales, arrojaron como Energía Total inicial que tuvo una variación de 0,00167 [J] hasta el intervalo final de tiempo, con un valor de . Se puede concluir que si se pudiera haber obtenido, en el laboratorio, datos sobre la energía disipada en forma de calor (por efectos del roce con la polea, aunque este sea casi nulo), se podría haber comprobadoexperimentalmente la ‘ley de conservación de la energía’.

Además, es pertinente agregar que las diferentes energías K, U, E y (estas dos últimas energías dependen directamente de K y U, por eso dependen de las masas) que actúan en el sistema, dependen de las masas involucradas en el sistema.

INTRODUCCIÓN
Durante siglos el ser humano estuvo indagando en la naturaleza de los movimientos celestes yterrestres, para desentrañar las razones que lo determinaban. Después de los colosales aportes de Sir Isaac Newton a la física, fue

posible comenzar el estudio de los cuerpos en movimiento. Toda entidad en movimiento requiere energía para mantener su movimiento. En este sentido, la energía es una expresión que permite entender por qué se pueden trasladar los objetos de masas determinadas, siendoesta una consecuencia de la acción de una fuerza sobre un cuerpo. En este laboratorio se pretende determinar la Energía Cinética (K), Energía Potencial (U), la Energía Mecánica (E) y la Energía Total del Sistema (), descritas a través del concepto de Trabajo Mecánico, que relaciona la energía con la capacidad de desplazar un objeto en un tiempo determinado. Para poder realizar estas mediciones, segenerará un sistema de cuerpos libres, a través de una polea inteligente, capaz de medir la distancia que recorre cada una de las masas medidas, en un intervalo de tiempo determinado. En base a las mediciones, se obtendrá la influencia de las masas en el movimiento, y por supuesto la velocidad que adquieren las masas, lo cual permitirá dilucidar las energías presentes en el experimento, así comotambién verificar la Ley de Conservación de Energía. Los experimentos debieran poder conducir a la comprobación de la Ley de Conservación de Energía, llegando a la conclusión de que esta se verifica en nuestro experimento y se transforma de Energía Potencial U, a Energía Cinética K, y vice-versa.

RESUMEN TEÓRICO
En este laboratorio, ocuparemos 3 ecuaciones de cinemática y 4

ecuaciones deenergía que son fundamentales para lograr nuestros objetivos: La ecuación de Energía K, Energía U, Energía E y Energía .

Para calcular los intervalos de tiempo, se ocupará:

Para calcular la diferencia de posición, se ocupará:

Para calcular la velocidad media, se ocupará:

Energía cinética (K): la energía cinética de un cuerpo se define como la mitad del producto entre la velocidad alcuadrado y la masa del cuerpo en movimiento, matemáticamente esto queda expresando en la siguiente ecuación:

Donde m= masa del cuerpo = velocidad media del cuerpo

Energía potencial Gravitatoria (U): Se define como el producto entre la masa del cuerpo, la posición del cuerpo en un eje vertical (generalmente la altura h) y la aceleración de gravedad, matemáticamente esto se expresa en la...