UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERA

FACULTAD DE INGENIERA MECNICA

INFORME DEL LABORATORIO: SEGUNDA LEY DE NEWTON - TRABAJO Y ENERGA

CURSO: Fsica I CDIGO DEL CURSO: MB-223 SECCION: G PROFESOR: INTEGRANTES: Ing. Jos Martin, Casado Mrquez.

Juan Alberto, Salvatierra Paquiyauri Frank Edward, Torres Condori Jimmy Dangelo, Corzo Matamoros

20090216B 20102032C 20090188I

FECHA DE PRESENTACIN

:

25/06/10

LIMA - PER 2010

1|Pgina

NDICE

Segunda ley de Newton: Introduccin..Pg.3 Objetivos y equipos utilizados......Pg.4 Datos y procedimiento experimental...Pg.5 Calibracin de los resortes.Pg.6 Tabla de datos y resultados...pg.7 Observaciones..........................................................................Pg.10 Conclusiones...Pg.11 Recomendaciones.Pg.12 Trabajo y energa: Introduccin.Pg.13 Objetivos...........................................................................Pg.13 Tabla de datos y resultados..Pg.14 Observaciones.Pg.17 ConclusionesPg.18 Recomendaciones...Pg.19

2|Pgina

INTRODUCCINLa segunda ley de Newton es una de las leyes bsicas de la mecnica; se utiliza en el anlisis de los movimientos prximos a la superficie de la tierra y tambin en el estudio de los cuerpos celestes. El mismo Newton la aplic al estudiar los movimientos de los planetas, y las numerosas comprobaciones que ha tenido a lo largo de los aos, constituy parte contundente de la confirmacin de esta ley. En el presente laboratorio hemos utilizado resortes que cumplen la funcin de agentes externos que ejercen fuerzas sobre un disco de masa constante, por lo cual el disco sufrira una aceleracin. El presente informe est compuesto por dos partes principales Para la primera parte se realizar la calibracin de los resortes con la finalidad de obtener sus valores aproximados a sus constantes de proporcionalidad y sus grficas de F vs.

En la segunda parte se har el clculo de las fuerzas a las que estuvo expuesta el disco en ciertos instantes.

Por ltimo, luego de haber obtenido las constantes de los resortes y sus fuerzas respectivas en ciertos instantes, se elaborar una tabla de datos con grficos y resultados.

3|Pgina

OBJETIVOS: Hallar la grfica de la fuerza (peso) vs elongacin de cada uno de los resortes (A y B) y sus respectivas ecuaciones de ajuste. Armar una tabla de datos y resultados que se explic en la clase. Graficar la curva fk vs t del recorrido del disco. Demostrar que en el sistema existe rozamiento.

EQUIPOS UTILIZADOS:

Un chispero de 40 Hz de frecuencia (fig.4). Una hoja blanca de tamao A2. Un disco metlico (fig.1). Dos resortes pequeos (fig.2). Un tablero de vidrio que cuente con un sistema de aire y un circuito elctrico (fig.5). Aire comprimido. Una toma de corriente. Una regla milimetrada de 1m de longitud (fig.3). Masitas para calibrar los resortes (fig.3). Un baldecito para sumar las pesitas (fig.3). .

fig.1

fig.2

fig.3

fig.4

fig.5

4|Pgina

DATOS EXPERIMENTALES: Masa del disco: 934.5g Masa del balde: 15.5g Masa de la pesa 1: 51g Masa de la pesa 2: 51g Masa de la pesa 3: 101g Masa de la pesa 4: 196g

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: Habiendo obtenido la trayectoria del disco, se tomar como centro al punto A y con radio igual a la longitud natural del resorte se trazar una semicircunferencia en la hoja de trabajo. Repetir lo mismo con el resorte fijo en B. Medimos la elongacin que ha tenido cada resorte en los puntos de la trayectoria, para luego calcular la magnitud de la fuerza elstica en cada uno de ellos. Usando pesos aparentes de 66.5g, 116.5g, 167.5g, 211.5g, 262.5g, 314g, 365g y 466g, se realizar la calibracin de los dos resortes. Hallaremos el vector fuerza de cada resorte de cada resorte en los puntos de la trayectoria obtenida. Aplicando la segunda ley de Newton, determinaremos el vector fuerza de rozamiento ( ) y como consecuencia su mdulo. Hallar la magnitud del coeficiente de rozamiento cintico al pasar por un punto del recorrido. Haremos la comparacin de la fuerzas, con la finalidad de demostrar que a pesar del colchn de aire no se llega eliminar en su totalidad la fuerza de rozamiento. Haremos un cuadro con los resultados con la respectiva grfica de la fuerza de rozamiento obtenida. Por ltimo se anotarn las observaciones, conclusiones y recomendaciones.

5|Pgina

CALIBRACIN DE LOS RESORTESmasa (g) Peso (N) Longitud "A" (cm) Deformacin "A" (cm) Longitud "B" (cm) Deformacin "B" (cm)

-----66,5 116,5 167,5 211,5 262,5 314 365 466

-----0,652 1,143 1,643 2,075 2,575 3,080 3,581 4,571

9,6 9,7 9,75 10,4 11,3 12,4 13,6 14,7 16,9

----0,1 0,15 0,8 1,7 2,8 4 5,1 7,3

9,6 9,7 9,75 9,77 9,85 9,87 10,85 12,3 15,5

----0,1 0,15 0,17 0,25 0,27 1,25 2,7 5,9

W vs 5.0 F = 0,3448 + 2,5795 R = 0,9903 4.0

3.0 Peso(N)

F = 0,4652 + 1,2148 R = 0,9961 W vs (B) W vs (A)

2.0

Linear (W vs (B)) Linear (W vs (A))

1.0

0.0 0.00 2.00 4.00 Deformacin(cm) 6.00 8.00

6|Pgina

TABLA DE DATOS Y RESULTADOSN 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 ri (cm) 22,000 21,750 21,300 20,950 20,700 20,750 21,250 22,300 23,750 25,500 27,450 29,300 31,050 32,350 33,300 33,800 33,600 32,950 31,750 30,050 28,000 25,700 23,300 20,950 19,000 17,600 16,850 16,850 17,450 18,500 19,600 i (rad) 2,452 2,400 2,313 2,245 2,129 1,995 1,848 1,702 1,571 1,456 1,361 1,285 1,223 1,174 1,141 1,117 1,100 1,091 1,096 1,117 1,145 1,196 1,261 1,353 1,482 1,632 1,798 1,963 2,105 2,210 2,286 X(cm) -16,976 -16,036 -14,390 -13,085 -10,969 -8,539 -5,822 -2,911 0,000 2,931 5,707 8,273 10,569 12,510 13,862 14,817 15,254 15,215 14,513 13,173 11,567 9,419 7,103 4,534 1,689 -1,074 -3,790 -6,448 -8,883 -11,030 -12,846 Y(cm) 13,994 14,694 15,704 16,361 17,555 18,912 20,437 22,109 23,750 25,331 26,850 28,108 29,196 29,833 30,278 30,379 29,938 29,227 28,239 27,009 25,499 23,912 22,191 20,453 18,925 17,567 16,418 15,567 15,020 14,852 14,804 ax (cm/s2) 661,200 672,234 634,304 556,793 448,460 317,440 171,244 16,756 -139,760 -292,669 -436,956 -568,235 -682,740 -777,332 -849,496 -897,341 -919,600 -915,631 -885,416 -829,562 -749,300 -646,485 -523,596 -383,739 -230,640 -68,654 97,244 261,450 417,740 559,263 678,544 ay(cm/s2) -37,780 168,388 285,042 328,451 313,675 254,567 163,772 52,727 -68,340 -190,408 -305,663 -407,501 -490,525 -550,546 -584,583 -590,863 -568,820 -519,098 -443,548 -345,228 -228,405 -98,554 37,642 172,293 296,300 399,356 469,947 495,350 461,635 353,663 155,087 ajustada(cm/s 2

)

a ajustada(cm/s2) 662,278 693,003 695,407 646,451 547,274 406,906 236,951 55,325 155,574 349,157 533,255 699,248 840,683 952,547 1031,204 1074,402 1081,305 1052,541 990,301 898,530 783,339 653,954 524,947 420,643 375,484 405,214 479,903 560,114 622,586 661,704 696,042 7|Pgina

661,200 672,234 634,304 556,793 448,460 317,440 171,244 16,756 -139,760 -292,669 -436,956 -568,235 -682,740 -777,332 -849,496 -897,341 -919,600 -915,631 -885,416 -829,562 -749,300 -646,485 -523,596 -383,739 -230,640 -68,654 97,244 261,450 417,740 559,263 678,544

-37,780 168,388 285,042 328,451 313,675 254,567 163,772 52,727 -68,340 -190,408 -305,663 -407,501 -490,525 -550,546 -584,583 -590,863 -568,820 -519,098 -443,548 -345,228 -228,405 -98,554 37,642 172,293 296,300 399,356 469,947 495,350 461,635 353,663 155,087

(N) -4,279 -4,008 -3,537 -3,169 -2,630 -2,053 -1,426 -0,743 -0,001 0,815 1,663 2,484 3,270 3,933 4,417 4,745 4,869 4,821 4,529 4,010 3,400 2,636 1,868 1,097 0,373 -0,219 -0,730 -1,240 -1,788 -2,375 -2,933 3,529 3,671 3,857 3,966 4,211 4,545 5,012 5,632 6,329 7,065 7,809 8,454 9,020 9,385 9,637 9,729 9,567 9,265 8,812 8,221 7,495 6,702 5,836 4,957 4,188 3,572 3,160 2,997 3,022 3,195 3,377 -4,123 -3,822 -3,335 -2,993 -2,398 -1,785 -1,104 -0,438 0,155 0,695 1,186 1,640 2,086 2,494 2,839 3,084 3,241 3,227 3,137 2,879 2,590 2,153 1,698 1,147 0,545 -0,057 -0,734 -1,356 -1,954 -2,491 -2,963

(N) -8,126 -7,871 -7,490 -7,225 -6,771 -6,226 -5,629 -5,011 -4,434 -3,942 -3,545 -3,282 -3,122 -3,069 -3,076 -3,127 -3,263 -3,449 -3,686 -3,963 -4,311 -4,702 -5,150 -5,638 -6,108 -6,576 -6,982 -7,317 -7,554 -7,667 -7,719

-8,402 -7,830 -6,872 -6,162 -5,027 -3,838 -2,530 -1,182 0,154 1,510 2,849 4,124 5,356 6,427 7,256 7,829 8,110 8,048 7,666 6,889 5,990 4,789 3,566 2,244 0,918 -0,276 -1,464 -2,596 -3,741 -4,866 -5,896

(N) -4,597 -4,200 -3,633 -3,259 -2,559 -1,680 -0,617 0,621 1,895 3,123 4,265 5,172 5,898 6,316 6,561 6,602 6,304 5,817 5,126 4,258 3,184 2,000 0,687 -0,681 -1,920 -3,005 -3,823 -4,320 -4,532 -4,472 -4,342

-8,991 -8,378 -7,354 -6,594 -5,380 -4,107 -2,708 -1,264 0,164 1,616 3,049 4,413 5,732 6,877 7,764 8,378 8,679 8,612 8,204 7,372 6,410 5,125 3,816 2,401 0,982 -0,296 -1,567 -2,778 -4,004 -5,207 -6,310

(m/s2) -4,919 -4,495 -3,888 -3,487 -2,739 -1,798 -0,660 0,665 2,028 3,342 4,563 5,535 6,311 6,759 7,021 7,064 6,746 6,224 5,485 4,557 3,407 2,140 0,735 -0,728 -2,054 -3,215 -4,091 -4,623 -4,850 -4,785 -4,646

a experimental(cm/s2) (m/s2) 10,249 9,508 8,318 7,459 6,037 4,483 2,787 1,429 2,034 3,712 5,488 7,079 8,526 9,643 10,468 10,959 10,992 10,626 9,868 8,667 7,259 5,554 3,886 2,509 2,277 3,229 4,381 5,393 6,289 7,072 7,836 (cm/s2) 1024,857 950,801 831,842 745,924 603,689 448,338 278,695 142,853 203,430 371,191 548,806 707,897 852,555 964,275 1046,780 1095,897 1099,194 1062,614 986,850 866,689 725,919 555,354 388,637 250,934 227,710 322,871 438,067 539,295 628,905 707,183 783,566

fk(N) 0,434 0,454 0,455 0,423 0,358 0,267 0,155 0,036 0,102 0,229 0,349 0,458 0,551 0,624 0,675 0,704 0,708 0,689 0,649 0,589 0,513 0,428 0,344 0,276 0,246 0,265 0,314 0,367 0,408 0,433 0,456

k 0,047 0,050 0,050 0,046 0,039 0,029 0,017 0,004 0,011 0,025 0,038 0,050 0,060 0,068 0,074 0,077 0,077 0,075 0,071 0,064 0,056 0,047 0,038 0,030 0,027 0,029 0,034 0,040 0,045 0,047 0,050

8|Pgina

GRFICA DE

fk vs t

fk vs t0.8000 0.7000 0.6000 0.5000 fk (N) 0.4000 fk 0.3000 0.2000 0.1000

0.0000 0.000

0.100

0.200

0.300

0.400 t(s)

0.500

0.600

0.700

0.800

9|Pgina

OBSERVACIONES: Al momento de realizar la medicin de las deformaciones experimentales se utiliz una regla graduada, por lo que no hubo mayor precisin. Esto pudo introducir un cierto margen de error, que al final de cuentas har que nuestros resultados se alejen mas de los resultados ideales. Por ms fuerte que parezca la presin del aire no necesariamente se elimina toda la friccin, pues en ciertos instantes el disco pudo haberse desbalanceado logrando as que uno de sus extremos choque con la superficie. Observando el cuadro de resultados notamos que la fuerza de friccin es variable. Observamos que los resortes en todo momento se encuentran deformados, tratando cada uno de recuperar su longitud natural. Este proceso es la que propicia la formacin de la trayectoria del disco. El constante uso de los resortes y tal vez el mal empleo de estas hizo que estos pierdan su tendencia a ser ideal, lo que se llega a observar al momento de calibrar el resorte B. Para hallar la constante del resorte no se consider su masa, ya que este es insignificante en comparacin a las masas de prueba. Las incertidumbres en las mediciones no fueron consideradas, lo cual pudo alterar algunos resultados. La aceleracin de la gravedad que asumimos al momento de calcular los pesos de las masas no fue la ms precisa de acuerdo a nuestra posicin geogrfica exacta, pero su influencia no altera en gran magnitud en los clculos, ya que, nos encontramos cerca del nivel del mar. Se observa que la fuerza de friccin en el punto inicial tericamente debera ser cero, y en la grfica nos muestra que no se cumple.

10 | P g i n a

CONCLUSIONES: Cumpliendo con nuestros objetivos. Se demostr la segunda ley de newton. Tambin se lleg a demostrar la existencia de la fuerza de rozamiento y calcular su valor como tambin su variacin con respecto al tiempo. Con la calibracin de los resortes obtuvimos : Ka= 0,4652 ?????? + 1,2148 y Kb= 0,3448 ?????? + 2,5795 En la grfica de la calibracin de los resortes nos percatamos que la curva que une los puntos no concuerda con el origen de coordenadas, debido a : No hemos considerado que el resorte tiene un peso, aunque pequeo, esto puede alejarlo de ser ideal. En la estructura interna del resorte puede existir una resistencia del mismo a ser deformado, siendo este otro parmetro no considerado en la calibracin. Las condiciones ambientales pueden ser otro factor modificante del resorte. La diferencia de aceleraciones fue debido a la existencia de la fuerza de rozamiento, ya que esta no se anula totalmente. Mediante la grfica fk vs t notamos que la fuerza de rozamiento al empezar el movimiento (v=0) es elevada a causa de que en ese instante interviene el coeficiente de rozamiento esttico. Y con el transcurrir del tiempo esta disminuye a causa de su coeficiente cintico. As mismo notamos que la fuerza de rozamiento cintico es variable, de lo cual tericamente deducimos que el coeficiente cintico vara, en conclusin la superficie en donde realizamos la experiencia no es uniforme. La fuerza de rozamiento no fue constante debido a: El colchn de aire no fue uniforme en toda la trayectoria del disco, es decir que en algn punto su presencia fue mayor que en otro. La superficie en donde se trabaj no era uniforme en toda su extensin, motivo por el cual el coeficiente de rozamiento no era el mismo. La fuerza de rozamiento en un inicio fue mayor de lo debido (fk = 0,434), lo cual pudo ser debido a que la presencia del colchn de aire era muy poca ya que en ese momento el disco est en reposo y pudo existir la fuerza de rozamiento cintico. En la grfica de la fuerza de rozamiento vs t, observamos en el transcurso de la trayectoria la fuerza de rozamiento es variable pero tiende a ser constante a la vez, ya que los valores se diferencian muy poco.11 | P g i n a

RECOMENDACIONES: Para una mejor determinacin de las constantes de rigidez considerar los parmetros mencionados anteriormente. Tener mucho cuidado y poseer buena sincronizacin entre los que realizan el experimento, tanto como el que prende el chispero como el que suelta el disco, para que al momento de realizar las grficas que se pidan, se aproximen a los tericos y no tengan un desfase. Tener en cuenta la incertidumbre en los datos obtenidos procurando que sean los mismos posibles para obtener datos ms exactos. Evitar las aproximaciones que hagan que los datos cambien significativamente. Para la obtencin de grficas, es preferible utilizar el programa Excel para un mejor detalle de las mismas. Tener cuidado al calcular las elongaciones de los resortes, en cada punto de la trayectoria del disco, con la finalidad de obtener un valor ms exacto de la fuerza elstica y con ello el de la fuerza resultante.

12 | P g i n a

TRABAJO Y ENERGIA

INTRODUCCION

En el mundo de hoy, unos de conceptos fsicos que ms se usa popularmente es el de la energa. El hombre investiga incesantemente para descubrir y aprovechar fuentes de energa, como la de la fusin nuclear, que si bien ya se ha logrado obtener en el laboratorio, debern aun transcurrir algunos aos para que se pueda industrializar y conseguir que sea rentable. Tambin se intenta aprovechar otros tipos de energa, como la solar, la producida por los vientos, por el mar, etc. Es posible que en el futuro se descubran otras fuentes, porque el desarrollo tecnolgico depende de la energa. Hasta ahora hemos estudiado solamente movimientos provocados por fuerzas, pero otros problemas de fsica serian de complicada solucin porque no depende del tiempo o porque son difciles de determinar. Sin embargo, definiendo los nuevos conceptos de trabajo y energa podremos resolverlos aunque desconozcamos las fuerzas que intervienen. Qu son la energa y el trabajo? La energa del griego: energeia, fuerza de accin, serva antiguamente para designar las fuerzas que hacan caer los cuerpos sobre la superficie de la tierra, que mantenan la vida en el planeta, etc., desarrollando trabajos. Actualmente ambos conceptos se determinan con mayor rigor cientfico, pero se presenta tambin estrechamente interrelacionados. Se dice que una cierta masa tiene energa cuando puede producir un trabajo, de lo que deducimos que no hay trabajo sin energa. Por ello, el carbn, la gasolina, la electricidad, los tomos son fuentes de energa, pues pueden producir algn trabajo o convertirse en otro tipo de energa.

OBJETIVOS Comprobar de forma emprica el teorema trabajo-energa cintica Verificar que el teorema trabajo- energa cintica, se cumple aun cuando las fuerzas varan y la trayectoria del cuerpo no es recta.

NOTA Para esta experiencia los equipos y el procedimiento son los mismos, con la diferencia que en este caso, analizaremos el experimento enfocndonos en el tema del trabajo y la energa, obteniendo datos distintos.

13 | P g i n a

TABLA DE DATOS Y RESULTADOSN 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 x(m) -0,170 -0,160 -0,144 -0,131 -0,110 -0,085 -0,058 -0,029 0,000 0,029 0,057 0,083 0,106 0,125 0,139 0,148 0,153 0,152 0,145 0,132 0,116 0,094 0,071 0,045 0,017 -0,011 -0,038 -0,064 -0,089 -0,110 -0,128 y(m) 0,140 0,147 0,157 0,164 0,176 0,189 0,204 0,221 0,238 0,253 0,269 0,281 0,292 0,298 0,303 0,304 0,299 0,292 0,282 0,270 0,255 0,239 0,222 0,205 0,189 0,176 0,164 0,156 0,150 0,149 0,148 s(m) 0,000 0,012 0,019 0,014 0,025 0,028 0,031 0,033 0,034 0,034 0,032 0,029 0,025 0,020 0,015 0,010 0,007 0,009 0,012 0,019 0,022 0,026 0,030 0,031 0,032 0,032 0,031 0,028 0,026 0,022 0,019 vx(m/s) 0,380 0,548 0,714 0,867 0,997 1,099 1,167 1,199 1,193 1,149 1,070 0,957 0,815 0,647 0,460 0,260 0,051 -0,158 -0,362 -0,554 -0,727 -0,876 -0,996 -1,082 -1,129 -1,136 -1,101 -1,023 -0,903 -0,745 -0,553 vy(m/s) 0,267 0,286 0,344 0,422 0,503 0,575 0,628 0,655 0,654 0,621 0,559 0,469 0,357 0,226 0,084 -0,064 -0,209 -0,346 -0,467 -0,566 -0,638 -0,679 -0,687 -0,660 -0,601 -0,514 -0,404 -0,283 -0,162 -0,058 0,008 v(m/s) 0,464 0,618 0,793 0,964 1,117 1,241 1,326 1,366 1,360 1,307 1,207 1,066 0,889 0,686 0,468 0,267 0,216 0,380 0,591 0,792 0,967 1,109 1,210 1,267 1,279 1,247 1,173 1,061 0,918 0,747 0,553 Ec(J) 0,101 0,178 0,294 0,434 0,583 0,719 0,821 0,872 0,865 0,798 0,681 0,531 0,370 0,220 0,102 0,033 0,022 0,068 0,163 0,293 0,437 0,574 0,684 0,750 0,765 0,727 0,643 0,526 0,393 0,261 0,143 Epe en A(J) 0,508 0,491 0,461 0,438 0,421 0,425 0,457 0,529 0,638 0,781 0,958 1,142 1,331 1,480 1,594 1,656 1,631 1,552 1,410 1,221 1,011 0,799 0,603 0,438 0,320 0,246 0,210 0,210 0,239 0,292 0,354 Epe en B(J) 1,900 1,779 1,601 1,484 1,297 1,103 0,916 0,752 0,625 0,539 0,489 0,477 0,492 0,530 0,575 0,616 0,659 0,685 0,710 0,723 0,752 0,783 0,841 0,920 1,014 1,130 1,251 1,372 1,479 1,558 1,623 Epe total(J) 2,408 2,270 2,062 1,922 1,719 1,528 1,373 1,281 1,263 1,320 1,447 1,619 1,823 2,010 2,169 2,272 2,290 2,237 2,120 1,944 1,763 1,582 1,444 1,357 1,334 1,376 1,462 1,582 1,718 1,851 1,977 Emec(J) 2,509 2,448 2,355 2,356 2,302 2,247 2,194 2,154 2,128 2,118 2,128 2,150 2,193 2,230 2,271 2,306 2,312 2,305 2,283 2,237 2,200 2,156 2,128 2,108 2,099 2,103 2,104 2,108 2,111 2,112 2,120 Wfk(J) 0,000 0,061 0,093 -0,001 0,054 0,055 0,053 0,040 0,026 0,010 -0,010 -0,022 -0,043 -0,037 -0,042 -0,034 -0,006 0,007 0,021 0,047 0,037 0,044 0,028 0,020 0,009 -0,004 -0,002 -0,004 -0,003 0,000 -0,008 fk(N) 0,000 5,074 5,019 -0,057 2,222 1,988 1,696 1,214 0,780 0,285 -0,313 -0,744 -1,728 -1,837 -2,719 -3,613 -0,947 0,872 1,829 2,517 1,683 1,657 0,932 0,655 0,288 -0,119 -0,059 -0,128 -0,127 -0,017 -0,444 14 | P g i n a

Ec, Epe, Emec vs. t3.000

2.500

2.000

Energas(J)

1.500

Ec Epe Emec

1.000

0.500

0.000

0.00

0.10

0.20

0.30

0.40Tiempo(t)

0.50

0.60

0.70

0.80

15 | P g i n a

GRFICA DE

fk vs t

fk vs t8

6

4

2 f(N) fk vs T 0 0.0 -2 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8

-4

-6

t(s)

16 | P g i n a

OBSERVACIONES:

El constante uso de los materiales de laboratorio se hace notar en el desgaste fsico de cada uno de estos. Al momento de realizar la medicin de las deformaciones experimentales se utiliz una regla graduada en milmetros por lo que no se pudo medir exactamente ya que siempre existe un cierto error o incertidumbre en este tipo de mediciones. Por ms fuerte que se la que se la presin del aire no logra eliminar la friccin. Observando el cuadro de resultados notamos que la energa mecnica del disco no se conserva tendiendo a disminuir a lo largo de su recorrido. La conservacin de la energa no fue posible por la presencia de una fuerza no conservativa (fuerza de friccin). Observamos en la grafica que en tres momentos la energa potencial y la elstica del disco se igualan. Observamos que las energas potenciales de los resortes nunca son cero porque siempre estn deformados en todo el recorrido del disco. Observamos que la mxima energa cintica del disco es de 0,872 J y la mnima es de 0.022J. En la energa potencial elstica total, la mxima fue de 2,408J mientras que la mnima fue de 1,263J. Para la energa mecnica del disco se determino que su mximo valor fue de 2,509J y su mnimo de 2,099J.

17 | P g i n a

CONCLUSIONES:Estando acorde con nuestros objetivos: Se concluye que los comportamientos de las grficas de la energa cintica y la energa elstica del disco actan de forma opuesta. El principio de la conservacin de la energa mecnica, no se cumpli, ya que todas las fuerzas que actuaron sobre el disco no eran conservativas. Se concluye que la energa mecnica del sistema disco resorte no es constante y tiende a disminuir, esto es debido a la existencia de la fuerza de friccin (que es una fuerza no conservativa), con ello se demuestra que la energa de un cuerpo no se conserva cuando existe este tipo de fuerzas. Segn las grficas, notamos que la energa potencial elstica del sistema disco-resorte casi siempre es mayor que su energa cintica, esto se debe a que los resortes se encuentran bastante deformados durante todo el recorrido.

En la grfica de la energa mecnica, se observa que en un intervalo de tiempo aquella energa mecnica aumenta, esto puede ser debido a que en ese instante: La fuerza de rozamiento en esos instantes toma sus mnimos valores, ya que la presencia del colchn de aire fue mayor para esos mismos constantes. Con la disminucin de esa fuerza hubo menos oposicin para que la velocidad del sistema no disminuya mucho. Para esos instantes hubo mayor energa potencial elstica ya que el resorte A alcanza su mxima deformacin. La no conservacin de la energa mecnica del disco tambin pudo ser consecuencia de:

1. El colchn de aire no fue uniforme en toda la trayectoria del disco, es decir que en algn punto su presencia fue mayor que en otro. 2. La superficie en donde se trabajo no era uniforme en toda su extensin motivo por el cual el coeficiente de rozamiento no era el mismo Gracias a este experimento podemos afirmar que el teorema del trabajo energa se cumple aun cuando las fuerzas varan y la trayectoria del cuerpo no es recta. A partir de este experimento podemos concluir que solo la componente de la fuerza neta paralela a la trayectoria realiza trabajo sobre el disco as que solo ella puede cambiar la rapidez y la energa cintica del disco. La componente perpendicular; no afecta la rapidez del disco, solo cambia su direccin.

18 | P g i n a

RECOMENDACIONES:Como resultado del desarrollo del experimento y de los clculos respectivos, recomendamos: Al momento de realizar la grfica de la energa cintica, tener en cuenta que sta, debe comenzar con un valor aproximado a cero, y estar muy seguro de que las unidades sea las correctas. Es ms recomendable realizar el experimento con un chispero ajustado a una frecuencia de 40Hz, para que los puntos de la trayectoria del disco impresos sobre el papel sean ms visibles y, precisos y fciles de manejar en los clculos. Emplear resortes que posean mayor constante de elasticidad para tener un mejor manejo de la calibracin de estos (los resortes de mayor constante de elasticidad se estiran ms).

19 | P g i n a