Torque

INFORME DE LABORATORIO No.9
FÍSICA MECÁNICA

CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

PRESENTADO POR:
DANIEL ARMANDO CHAMORRO OROZCO Cód.: 111017
CRISTHIAN ANDRÉS ARCOS ORTIZ Cód.: 511076
JOHANNA CASTELLANOS TELLEZ Cód.: 311012

GRUPO: 06

DOCENTE:
CARLOS PITRE

PALMIRA, VALLE
2012

OBJETIVOS
* Determinar la energía Potencial Gravitacional (U) de un objeto a diferentes alturas
*Determinar la Energía Cinética (K) del mismo objeto cuando desciende por un plano inclinado
* Establecer los cambios de Energía Potencial y Cinética a medida que el cuerpo desciende por el plano
* Comprobar la ley de conservación de Energía Mecánica

MATERIALES
* Cronómetro
* Regla
* Balín
* Cinta de enmascarar

INTRODUCCIÓN
Es de suma importancia en la física comprendery aplicar correctamente el tema de la conservación de la energía mecánica, pues se aplica en todos los procesos que estudia la física.
En esta investigación se presenta de manera detallada los resultados del experimento sobre conservación de la energía realizada en la práctica de laboratorio.
El experimento realizado nos muestra de manera práctica la forma mediante la cual podemos encontrar lavelocidad final de un cuerpo a través de las ecuaciones de conservación de la energía.
Se presenta también un marco teórico que explica muy claramente los conceptos fundamentales que necesitamos comprender para la realización del experimento.
Nos proponemos la energía asociada a cuerpo que desciende por un plano inclinado. El objeto (balín) tendrá asociada una Energía Potencial Gravitacionaldebido a su posición respecto a la mesa, y debido a la velocidad que adquiere en el descenso tendrá asociada una energía cinética. El principio de conservación de energía mecánica establece que la energía mecánica total del sistema al inicio del movimiento debe ser igual que al final del movimiento Ei=Ef. Cómo se trasforma la energía Potencial en Cinética? Estaremos resolviendo éste y otrosinterrogantes.

MARCO TEÓRICO
Definición de energía mecánica.
La energía mecánica es la parte de la física que estudia el equilibrio y el movimiento de los cuerpos sometidos a la acción de fuerzas.
Hace referencia a las energías cinética y potencial.
Si no hay rozamiento la energía mecánica siempre se conserva.
Si un cuerpo cae desde una altura se producirá una conversión de energía potencial encinética. La pérdida de cualquiera de las energías queda compensada con la ganancia de la otra, por eso siempre la suma de las energías potencial y cinética en un punto será igual a la de otro punto.
Em = cte
Demostración de la ecuación de la energía mecánica.
Se define energía mecánica como la suma de sus energías cinética y potencial de un cuerpo:
Em = ½ m * v2 + m * g * h
Parademostrar esto hay que conocer la segunda ley de Newton:
F = m * a
Siendo F la fuerza total que actúa sobre el cuerpo, m la masa y a la aceleración.
También se debe saber la cinemática relacionada con posición en cuerpos con aceleración y una de sus fórmulas que lo demuestran
vf2 = vo2 + 2 * a * Δx
Se parte de un cuerpo que desciende por un plano inclinado liso. La fuerza que provoca laaceleración con que desciende es la componente x del peso Px
Se aplica la ley de Newton:
Fx = m * a que conlleva m * g * Sen b = m * a
La relación entre las velocidades vf y vo del cuerpo cuando se encuentra a unas alturas hf y ho es:
Vf 2 = vo2 + 2 * a * Δx que conlleva a = (vf2 – vo2)/ 2 * Δx
Al introducir esto en la segunda ley de Newton:
m * (vf2 – vo2)/ 2 * Δx = m *g * Sen b
Como ho – hf = Δx * Sen b
m * (vf2 – vo2)/ 2 = m * g * (ho – hf)
Y separando los momentos inicial y final:
½ m * vo2 + m * g * ho = ½ m * vf2 + m * g * hf
Esto permite afirmar:
La energía mecánica de un cuerpo en un instante del movimiento Eo es igual a la de cualquier otro Ef. La energía mecánica se mantiene constante.
Fundamento
Desde un punto de vista teórico...