Transformación de energía

EXPERIMENTO 5
TRANSFORMACIÓN DE LA ENERGÍA

1. OBJETIVOS
2.1. Estudiar la transformación y conservación de la energía mecánica de un cuerpo.
2.2. Reconocer las diferentes formas de energía.

2. MATERIALES Y EQUIPOS

Sistema (A) Sistema (B)
- Canal o guía- Resorte
- Objeto esférico - Juego de pesas
- Soporte universal - Soporte universal
- Cronómetro - Regla
- Regla - Balanza
- Balanza- Portapesas

3. FUNDAMENTO TEÓRICO

3.1. ENERGÍA
Aproximadamente en la década de 1850 con la invención de la máquina de vapor. Su concepto puede ser utilizado para: (a) designar un tipo específico de energía perfectamente mensurable (cinética, potencial, magnética, eléctrica, etc), (b) como para indicar el lugar donde provienen o se almacenan losdiferentes tipos de energía (eólica, solar, interna, química, nuclear, etc).
Se conocen muchos tipos de energía: cinética, potencial, magnética, energía en reposo; a estas magnitudes se les puede asignar un determinado valor numérico, que dependerá de las característica propias del sistema observado en un determinado instante y puede estudiarse los cambios que experimenta con el transcurso deltiempo o los cambios que experimenta su valor por efecto de agentes externos.
En el cuerpo humano, todas las actividades del cuerpo incluyendo el pensar, involucran transformaciones de energía. Al realizar un trabajo se consume energía, por ejemplo al levantar pesas o salir a correr.

3.2. ENERGÍA MECÁNICA
Es un concepto que facilita la descripción del movimiento de los cuerpos, constituyeuna alternativa diferente para el estudio del movimiento mediante las leyes de Newton, donde es necesario conocer todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo o sistema; sin embargo en muchos casos es difícil determinar todas las fuerzas y por consiguiente no podemos aplicar en forma directa dichas leyes.

El principio de conservación de la energía dice:

“La materia no se crea ni se destruyesolo se transforma”

3.3. FORMAS DE ENERGIA MECÁNICA

a) ENERGÍA CINÉTICA.- Es la energía que poseen todos los cuerpos en movimiento. La ecuación de esta energía es:

Ec = ½ m v ²

b) ENERGÍA POTENCIAL.- Es la energía que posee un cuerpo en razón de su estado o posición. Se define las siguientes formas de energía potencial:

b.1 ENERGIA POTENCIAL GRAVITORIA.- Es laenergía que posee un cuerpo en razón de su posición con relación a un nivel de referencia, se define como el producto de su altura por su peso. Su fórmula es:
Ep = m g h

b.2 ENERGÍA POTENCIAL ELÁSTICA.- Un resorte comprimido o estirado, posee una energía potencial elástica dada por la ecuación

Epe = ½ k x ²

Donde K se llama constante deresorte, es una medida de la rigidez del mismo y depende del tipo de material con que está fabricado.

3.4. TRABAJO

En física se define como la acción de medir una fuerza sobre un cuerpo o movimiento, el trabajo mide la energía de un cuerpo.
El trabajo efectuado por una fuerza constante, tanto en magnitud como en dirección se define como el producto de la componente de la fuerzaparalela al desplazamiento por la magnitud del desplazamiento. La unidad de trabajo es el Joule.

W = F.d.cosθ

3.5. TEOREMA DEL TRABAJO Y LA ENERGÍA
“El trabajo efectuado sobre un cuerpo por todas las fuerzas que actúan sobre él es igual al cambio de su energía cinética”
Cuando actúan al mismo tiempo fuerzas de rozamiento y fuerzas gravitatorias o elásticas, el trabajo neto realizado por...