Laboratorio De Fisica Trabajo Y Energía

Universidad de Santiago de Chile, Facultad de Ciencias, Departamento de Física.

Informe Experiencia Nº1
Autores: Fernando Álvarez. (fernando.alvarez@usach.cl)
Jorge Cortés. (jorge.cortesl@usach.cl)
Profesor: Vicente Salinas.
Fecha: 10 de octubre del 2012
Resumen: En el desarrollo del primer experimento, estudiaremos el comportamiento de  la energía en un sistema no conservativo. Nosabocaremos a la tarea de encontrar el trabajo realizado por el bloque en una distancia “d”. En el segundo experimento y en base a la ley de conservación de la energía determinaremos el coeficiente de elasticidad K.
TRABAJO Y ENERGÍA.
Introducción.
La transformación de un tipo de energía en otra es una parte esencial del estudio de la Física.
Uno de los problemas más comunes es aquel en que lafuerza depende de factores como la posición, la fuerza de atracción entre los cuerpos, o la fuerza elástica de un resorte. Entonces, para poder estudiar el movimiento de una partícula sometida a tales fuerzas, se han de utilizar los conceptos de Trabajo y Energía.
ACTIVIDAD 1.
Objetivos:
* Identificar aceleración.
* Determinar el trabajo realizado.
* Comprobar que la conservación dela energía no se cumple por causa de la fuerza de roce.
Marco teórico.
Trabajo:  En la mecánica clásica , el trabajo que realiza una fuerza sobre un cuerpo equivale a la energía necesaria para desplazar este cuerpo, el trabajo es una magnitud física escalar  que se representa con la letra W  proveniente del inglés Work y se expresa en unidades de energía, es decir en julios o joules (J).
Yaque por definición el trabajo es un tránsito de energía, nunca se refiere a él como incremento de trabajo  de trabajo, ni se simboliza como ΔW.
Matemáticamente se expresa como:
W= F*d= F*d*cos (α)
Donde F es el modulo de la fuerza, d es el desplazamiento  y α es el ángulo que forman entre sí el vector fuerza y el vector desplazamiento.
Cuando el vector fuerza es perpendicular al vectordesplazamiento del cuerpo sobre el que se aplica, dicha fuerza no realiza trabajo alguno. Asimismo, si no hay desplazamiento, el trabajo también será nulo.
 Energía: Es la capacidad de un cuerpo o sistema para ejercer fuerzas sobre otros cuerpos o sistemas o entre sus propios subsistemas.
Si las fuerzas ocasionan variaciones temporales microscópicas y desordenadas, hay transmisión de energía en formade calor. Si las variaciones son macroscópicas o microscópicas ordenadas (fenómenos eléctricos y magnéticos) hay transmisión de energía en forma de trabajo.

Materiales para el montaje.
Para poder montar el experimento, será necesario tener los siguientes materiales:
* Riel.
* Masa de madera.
* Masa de metal.
* Sensor de movimiento.
* Tope.
* Polea fija.
* Polea móvil.* Huincha de medir.
* Hilo.
Método Experimental.
Se realiza el montaje experimental a partir del cual se obtendrán los datos, tal como se muestra en la figura 1.

Figura 1. Disposición del montaje.


Soltamos la masa de madera, frenándola a una distancia x calculada con anticipación, y registramos su velocidad en el respectivo intervalo de tiempo en la siguiente tabla.
TablaNº1.
Tiempo ( s ) | Velocidad ( m/s ) |
0,085 | 0,021 |
0,118 | 0,053 |
0,151 | 0,110 |
0,185 | 0,172 |
0,218 | 0,233 |
0,252 | 0,291 |
0,285 | 0,365 |

A partir de estos datos, se logra obtener el siguiente gráfico:

Gráfico Nº1
En dicho gráfico aplicamos un ajuste lineal, el cual nos indica mediante la pendiente en la ecuación respectiva, la aceleración constante.
Se repetiráunas 10 veces el mismo procedimiento. Luego, se crea una tabla con la aceleración de cada iteración del experimento.
Tabla Nº2.
Aceleración |
Iteración | Valor [m/seg^2] |
1 | 0,792 |
2 | 1,548 |
3 | 1,568 |
4 | 1,080 |
5 | 1,271 |
6 | 1,025 |
7 | 1,344 |
8 | 0,897 |
9 | 0,932 |
10 | 1,329 |

Luego, la fórmula para calcular el error es:
∆a=Ean
Siendo,
∆a:el error...