laboratorio de fuerzas paralelas

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Resumen

El propósito de este artículo es medir la velocidad de una partícula y comprobar el principio de conservación de la energía mecánica total en un experimento que consiste de una esfera en el extremo de un hilo y sacada de la vertical a una altura h, con una cuchilla dispuesta de tal manera que corte el hilo en el punto más bajo de su trayectoria, la esfera sigue un movimientoparabólico y cae sobre la mesa. Mediante dos formulas obtenidas de las ecuaciones de conservación de energía y movimiento parabólico se hallaron dos valores de velocidad en la práctica y por razón del análisis de estos resultados se concluye que efectivamente la primera ley de termodinámica se cumple.

Palabras claves: energía, trabajo, conservación, error.
INTRODUCCIÓN
Almirar a nuestro alrededor seobserva que las plantas crecen, los animales se trasladan y estas actividades tienen en común que precisan del concurso de la energía. La energía es una propiedad asociada a los objetos y sustancias, se manifiesta en las transformaciones que ocurren en la naturaleza y en los cambios físicos y químicos de la materia. La energía se clasifica en, energía cinética y energía potencial; la energíacinética es la que surge en el fenómeno del movimiento y la energía

En este experimento vamos a comprobar que si una partícula (esfera) se mueve bajo los efectos de fuerzas conservativas la energía total de la partícula se conserva en todos los puntos de la trayectoria y por tanto su velocidad se mantiene constante hasta cuando algo haga que su energía se transforme (el choque contra la mesa).
Enla sección II se ilustra el montaje del experimento y los pasos seguidos, en la sección III están las referencias teóricas de los tipos de energía que aquí actúan, en la sección IV y V están los resultado y el análisis de cómo se obtuvieron las formulas para mediré las velocidades, finalmente en la sección se precisa las conclusiones y conjeturas a las que hemos llegado.
Metodología
Para poderevidenciar la primera ley de termodinámica se ha elaborado un montaje que está dividido en dos secciones y en ambas componentes se busca calcular la velocidad que lleva una pelota, si efectivamente la energía se conserva, estos dos valores hallados tendrán que ser los mismos.
El montaje es como lo ilustra la siguiente figura.
Materiales:
Hilo
Pelota metálica
Cuchilla
Reglas
Papel periódicoPapel carbón
Vara metálica
Procedimiento
En el borde de una vara metálica se emplaza una madeja de hilo con una pelota pendiendo de su punta, justo un poco más alto de donde llega la pelota se sitúa el cuchilla de modo que corte el hilo sin que la pelota golpee con ella (la altura del piso a la cuchilla será H), y por ultimo en la base de la vara se pone el papel carbón con el papel periódicoencima más o menos donde la pelota caerá.
Una vez se tiene el montaje listo, se saca la pelota de la vertical en una determinada altura h y se suelta, el hilo se corta pero la pelota sigue con su trayectoria golpeando el papel periódico a una distancia D y haciendo que el papel carbón deje una marca en el, se repite esta acción cinco veces más.

Tabla 1de datos experimentales
Hc
D
L
ᶿ
0,335m
0,48 m
0,46 m
60
0,266 m
0,39 m
0,65 m
40
0,205 m
0,43 m
0,61 m
30
0,15 m
0,58 m
0,67 m
90
0,242 m
0,36 m
0,57 m
50
2D Distancia a la que llega la esfera después del tiro parabólico.
1Hc altura de la cuchilla.

Conservación de la energía:
Para sistemas abiertos formados por partículas que interactúan mediante fuerzas puramente mecánicas o campos conservativos la energíase mantiene constante con el tiempo.
Debemos tener en cuenta que debido a que la energía se mantiene constante en el tiempo entonces:
Es importante notar que la energía mecánica así definida permanece constante si únicamente actúan fuerzas conservativas sobre las partículas. [1]
Energía mecánica
La energía mecánica es la parte de la física que estudia el equilibrio y el movimiento de los...