L6 CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
Escuela de Física
LABORATORIO DE FÍSICA I
L6. CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA
OBJETIVO
Verificar el principio de conservación de la energía mecánica.
MARCO TEÓRICO
La conservación de la energía mecánica es una de las leyes más poderosas de la física y no es un principio fácil de verificar. Cuando una
piedra está rodando hacia abajo por una colina, porejemplo, va constantemente convirtiendo su energía potencial gravitacional en energía
cinética, tanto lineal como rotacional, y además convirtiéndola en energía calorífica debido a la fricción con la colina. La piedra también
pierde energía al golpear otros objetos a lo largo de su trayectoria, impartiéndoles una parte de su energía cinética. Medir todos estos
cambios en energía no es una tarea fácil.Esta clase de dificultad existe en toda la física, y los físicos enfrentan estos problemas creando situaciones simples en las cuales puedan
enfocar un aspecto particular del problema. En este experimento usted examinará la transformación de la energía que ocurre a medida que
un deslizador baja a lo largo de un riel de aire que está inclinado. Puesto que no hay objetos que interfieran con elmovimiento y además la
fricción entre el riel y el deslizador es mínima, la pérdida en energía potencial a medida que el deslizador baja debería ser
aproximadamente igual a la ganancia en energía cinética. Matemáticamente,

ΔEk = −Δ ( mgh ) = −mg Δh

Donde ΔEk es el cambio en la energía cinética del deslizador, es decir.

ΔEk =

1 2 1 2
mv2 − mv1
2
2

y Δ(mgh) es el cambio en su energía potencialgravitacional, m es la masa del deslizador, g la aceleración de la gravedad y Δh es el cambio
en la posición vertical del deslizador.
TEMAS DE CONSULTA
9 Energía cinética, Teorema del Trabajo y la energía
9 Energía potencial, Unidades de energía.
9 Conservación de la energía del la de la partícula del una. Fuerzas conservativas.
9 Si una partícula que parte del reposo, desciende por un plano inclinadoun ángulo θ sin fricción, cuando ha recorrido una distancia ‘s’
encuentre que velocidad posee la partícula.
BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA
Alonso M., Finn E.J., Física Volumen I: MECÁNICA, Addison Wesley Iberoamericana, 1986.
Sears F.W., Zemansky M.W., Young H.D., Freedman R.A:, FÍSICA UNIVERSITARIA, Volumen 1, Pearson Educación, Décimo
primera edición, 2004
Serway R.A., FÍSICA Tomo I, McGraw Hill,Cuarta Edición, 1996
EQUIPO
Sistema carril de aire: riel, bomba, deslizador, 3 parachoques, registradores de tiempo, 2 Foto celdas, cables, 4 masas de 50 g., 1 masa de
100 g., Lanilla, bloque.
PROCEDIMIENTO
1. Nivele el riel de aire lo mejor posible, hasta lograr que el deslizador quede en equilibrio.
2. Mida d la distancia entre los soportes del carril. Registre ésta distancia en la tabla.
3. Coloqueel bloque de altura conocida bajo una de los soportes del carril. Para una mejor exactitud, el espesor del bloque puede
medirse con un calibrador. Registre el espesor del bloque como h en la tabla.
4. Coloque la foto celda temporizadora con su fotocelda auxiliar como se observa en la figura 1.

Figura 1. Esquema del montaje
Mida y registre D, la distancia que el deslizador recorre sobre el carrildesde cuando la primera foto celda se acciona hasta cuando se
acciona la segunda. Una foto celda se acciona cuando el LED encima de ésta se enciende.
6. Mida y registre L, la longitud efectiva del deslizador. Esto lo puede hacer moviendo el deslizador lentamente a través de una foto
celda y midiendo la distancia recorrida entre la encendida y apagada de la foto celda.
7. Mida y registre m (la masadel deslizador).
8. Coloque la foto celda temporizadora en el modo GATE y presione RESET.
9. Mantenga el deslizador cerca de la cima del carril de aire y libérelo de manera que pase a través de las dos foto celdas. Registre t1
(tiempo que el deslizador tarda pasando por la primera foto celda) y t2 (tiempo que tarda pasando por la segunda). Si usted tiene una
fotocelda, la función memoria le...