CONSERVACIN DE LA ENERGA MECNICA

PACHON ZAMBRANO CARLOS ANDRES CD. 20131116269 PRADA MORALES ANDRES CD. 20131118958RIASCOS MALAVER DIMITRY ANDRS CD. 20131115879

TRABAJO PRESENTADO EN LA ASIGNATURAFSICA MECNICACD. BFEXCN06-117512 GRUPO 02PROFESOR: ALVARO ENRIQUE AVENDAO RODRIGUEZ

UNIVERSIDAD SURCOLOMBIANAFACULTAD DE INGENIERIAPROGRAMA DE PETRLEOSNEIVA, MAYO 092013

OBJETIVOS

Determinar la energa mecnica total en el movimiento de un pndulo simple

CONTENIDO

Pg.

1. RESUMEN 1

2. ELEMENTOS TERICOS 2

3. PROCEDIMIENTO 4

4. RESULTADOS

4.1 TABLAS DE DATOS TOMADOS Y PROCESADOS 6

4.2 GRFICAS 7

4.3 ANLISIS DE RESULTADOS 8

5. CONCLUSIONES 9

BIBLIOGRAFA 10

LISTA DE TABLAS

Pg.

TABLA 1. CONSERVACIN DE LA ENERGA

LISTA DE FIGURAS

Pg.

FIGURA 1. Distancia entre cada intervalo registrado en la cinta

FIGURA 2. Punto medio de cada intervalo registrado en la cinta

FIGURA 3. Conservacin de la energa

1. RESUMEN

La energa mecnica total se describe de acuerdo a la posicin del pndulo registrada en la cinta a medida que este avanza en su recorrido.

EM = K + UgDonde K representa la energa cintica (m10-3 J) y Ug la energa potencial gravitatoria (m10-3 J).

Este resultado se obtiene despus de tabular y graficar la energa potencial y la cintica promedio (cada una independientemente) contra su posicin.

2. ELEMENTOS TERICOS

Como todos sabemos un cuerpo posee energa mecnica de acuerdo a la posicin en que se encuentre y a la velocidad con la que se mueve.

Si decimos que el cuerpo no tiene velocidad se deduce que este se encuentra en reposo y por tanto su energa cintica es cero, y la energa mecnica que posee sera toda potencial, la cual depende de la posicin en la que se encuentra la masa bajo el efecto de la fuerza de gravedad; esta energa potencial es representada en la siguiente expresin

Ug = mghPero si decimos que el cuerpo est en movimiento se deduce que su energa cintica depende de su velocidad y la masa

K = mv2

En un sistema conservativo, como por ejemplo el movimiento de un pndulo que gira sobre un eje vertical, el movimiento de un cohete en el espacio (teniendo en cuenta que no hayan fuerzas de rozamiento), la suma de las energas presentes en el sistema, es constante en todo instante y posicin. Por tanto la energa mecnica del sistema es la suma de la energa cintica y la energa potencial

E = K + Ug = constante

Esto significa que en cualquier instante la energa mecnica total ser

E = mv2 + mgh

Cabe recordar que la unidad internacional en la que se mide la energa es el Joule (J)

3. PROCEDIMIENTO

Se utiliz un cuerpo (masa desconocida o constante), un ticometro, una cinta registradora, un soporte, donde el cuerpo oscilaba y mediante el ticmetro y la cinta registradora se lograban registrar las distintas posiciones a lo largo de su trayectoria, en la cual se tom en cuenta solo el trayecto de ida.

.. . . . . . . . d1 d2Centro de oscilacinFigura 1Distancia entre cada intervalo registrado en la cinta

X2 X1.. . . . . . . . Puntos medios de cada IntervaloFigura 2Punto medio de cada intervalo registrado en la cinta

Con las posiciones (Figura 1) se pudo determinar la velocidad del cuerpo en los distintos puntos de la trayectoria y por supuesto la posicin en la que se encontraban (Figura 2)

Con estos datos hallamos las respectivas magnitudes de la energa cintica y potencial en los diferentes puntos, cuyos resultados se encuentran en la Tabla 1.

Estos datos se graficaron obteniendo lneas curvas (energa cintica y potencial) y una lnea recta que representaba la energa mecnica o total del sistema (ver figura 3)

4. RESULTADOS

4.1 TABLA DE DATOS TOMADOS Y PROCESADOS

TABLA 1. Conservacin de la energa TiempoT(s)PosicinX( 10-2m)Velocidad media

(0.2m/s)Energa CinticaK(m10-3J)Energa PotencialUg(m10-3J)

11.382.61351

23.92.561314

36.452.5513012

48.92.4512023

511.12.188.236

613.32.310552

715.41.864.869

817.051.7561.2585

918.51.124.2100

1019.651.0923112

1120.520.916.2123

4.2 GRFICA

Con los datos de la tabla 1, se elabor la grfica mostrada en la figura 3

4.3 ANLISIS DE RESULTADOS

Al graficar los datos de la tabla 1 se observa que la energa cintica es la curva decreciente debido a que la velocidad del pndulo va disminuyendo hasta llegar a tal punto, donde su velocidad es cero; y la energa potencial es la curva creciente debido a que el pndulo va aumentado su altura con respecto a la posicin inicial.

Cabe recordar que la ubicacin de los puntos se reajusta a las lneas curvas.

Con relacin a estas dos curvas se obtiene una lnea recta, que es constante, la cual representa la energa mecnica del sistema, que tiene un valor de 138 10-3 J con un margen de error del 5%.

Este margen de error pudo haber sido causado por la fuerza de rozamiento que ejerce el aire sobre el pndulo o por falta de precisin al momento de medir las distancias de los puntos medios de cada intervalo

5. CONCLUSIONES

Se pudo determinar la energa mecnica en el movimiento de un pndulo simple, as como comprobar que la energa se conserva en cualquier punto de su trayectoria. Por lo tanto se puede decir que la suma de la energa cintica y potencial es un valor constante, lo cual nos indica que no depende del tiempo ni de la trayectoria seguida por el cuerpo.

BIBLIOGRAFA

AVENDAO, lvaro; PERALTA, Clotario y HERRERA, Pablo. Planeacin, organizacin, y presentacin del trabajo experimental en ciencias, 1ed. Neiva Huila: Universidad Surcolombiana.

AVENDAO, lvaro. Guas de laboratorio; Fsica Mecnica

SERWAY, Raimond. Fsica. 4ed. Mxico: Mc Graw Hill, 1997. V.1, p. 210 - 213

ANEXO A. SOLUCION DE LOS EJERCICIOS PROPUESTOS EN LA PRCTICA:CONSERVACIN DE LA ENERGA MECNICA

Clculo del porcentaje de error

Se toma en cuenta la distancia del punto (P) ms lejano que se ajusta a la recta de la energa mecnica y el valor de la energa mecnica (EM)

% Error = 100 % Error = 100 = 5%

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