Laboratorio De Fisica I ; Cambio De La Energía Potencial

UNIVERSIDAD NACIONAL
MAYOR DE SAN MARCOS
(Universidad del Perú, Decana De América)

CURSO : LABORATORIO DE FISICA I
TEMA : CAMBIO DE LA ENERGÍA POTENCIAL
PROFESOR : Acevedo Poma, Félix

ALUMNOS :
Cubas Gonzales, Alexander Armando 10170106
Calderón Villasante Susana 10170100García Meléndez Arturo 10170264
Acuña Asenjo Luis Antonio 10170091
TURNO : 4:00 p.m.-6:00 p.m.

Ciudad Universitaria, noviembre del 2010

I. OBJETIVOS

1. Investigar los cambios de energía potencial elástica en un sistema masa-resorte.
2. Establecesdiferencias entre la energía potencial elástica y la energía potencial gravitatoria.

II. EXPERIMIENTO
A. MODELO FISICO
En física, el movimiento circular uniforme describe el movimiento de un cuerpo atravesando, con rapidez constante, una trayectoria circular.
Aunque la rapidez del objeto es constante, su velocidad no lo es: La velocidad, una magnitud vectorial, tangente a la trayectoria,en cada instante cambia de dirección. Esta circunstancia implica la existencia de una aceleración que, si bien en este caso no varía al módulo de la velocidad, sí varía su dirección.
Ángulo y velocidad angular
El ángulo abarcado en un movimiento circular es igual al cociente entre la longitud del arco de circunferencia recorrida y el radio.
La longitud del arco y el radio de la circunferenciason magnitudes de longitud, por lo que el desplazamiento angular es una magnitud adimensional, llamada radián. Un radián es un arco de circunferencia de longitud igual al radio de la circunferencia, y la circunferencia completa tiene  radianes.
La velocidad angular es la variación del desplazamiento angular por unidad de tiempo:

Partiendo de estos conceptos se estudian las condiciones delmovimiento circular uniforme, en cuanto a su trayectoria y espacio recorrido, velocidad y aceleración, según el modelo físico cinemático.

Vector posición
Se considera un sistema de referencia en el plano xy, con vectores unitarios en el sentido de estos ejes . La posición de la partícula en función del ángulo de giro  y del radio r es en un sistema de referencia cartesiano xy:

Al ser unmovimiento uniforme, a iguales incrementos de tiempo le corresponden iguales desplazamientos angulares, lo que se traduce en:

De modo que el vector de posición de la partícula en función del tiempo es:

siendo:
: es el vector de posición de la partícula.
: es el radio de la trayectoria.
: es la velocidad angular (constante).
: es el tiempo.

Periodo y frecuencia
El periodo  representa eltiempo necesario para que el móvil complete una vuelta completa y viene dado por:

La frecuencia  mide el número de revoluciones o vueltas completadas por el móvil en la unidad de tiempo y viene dada por:

Obviamente, la frecuencia es la inversa del período:

Fuerza Centrípeta

Es la fuerza resultante de todas las fuerzas en dirección radia que actúan sobre un cuerpo en movimientocircular, es la responsable del cambio de velocidad en dirección y (sentido).

Cuando una masa M se mueve describiendo un movimiento circular uniforme, sobre esta actúa una fuerza dirigida hacia el centro de curvatura llamada fuerza centrípeta. Por la Segunda Ley de Newton, la magnitud de es, donde ac es la aceleración dirigida también hacia el centro de curvatura, siendo esta aceleración laresponsable del cambio de dirección de la velocidad. Frecuentemente a esta aceleración se le llama aceleración centrípeta.



Donde v es la rapidez (constante) y R es el radio de la trayectoria circular.
De otro lado, la magnitud de la aceleración centrípeta es ac= 2R=42f2R
Donde es la velocidad angular y f es la frecuencia.
Luego, la fuerza centrípeta se expresa también como:

Fc=...