UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS

(Universidad del Perú, Decana de América)

"CAMBIO DE LA ENERGÍA POTENCIAL”

CURSO : FISICA I

INTEGRANTES : Toribio Borja, Kevin Arthur

Quispe Enriquez, Nilthon Robert

Nuñez Mendoza, Edison Andreé

Terán Jimenez,Paolo Angel

Navarro Pereda, Miguel Eduardo

Venegas Zambrano, Jaime Ricardo

PROFESOR: Jorge Huaynas.

HORARIO : LUNES 8 – 10 A.M.

Ciudad Universitaria, 22 de JUNIO 2015.

TABULACIÓN

UNMSM CAMBIO DE LA ENERGÍA POTENCIAL

TABLA 1

Masa Suspendida

M (Kg)

Fuerza Aplicada

F (N)

Estiramiento del resorteAdicionando masas X´(cm)

Promedio de masas X(cm)

Promedio de masas X(m)

0.250 2.45 18.0 0.2 0.0020.350 3.43 18.6 0.8 0.0080.450 4.41 19.9 2.1 0.0210.550 5.39 21.5 3.7 0.0370.650 6.37 23.3 5.5 0.0550.750 7.35 25.0 7.2 0.0720.850 8.33 27.1 9.3 0.0930.950 9.31 29.0 11.2 0.112

TABLA 2

0,188 0,505 1,05 7,57 6,52 60,2 28,5 2,95 1,40 1,55

0,198 0,50 1,16 7,42 6,26 59,2 29,0 2,90 1,42 1,48

0,208 0,49 1,28 7,12 5,84 58,2 30,0 2,85 1,40 1,45

0,218 0,488 1,41 6,92 5,51 57,2 30,7 2,80 1,37 1,43

0,228 0,477 1,54 6,75 5,21 56,2 31,3 2,75 1,35 1,40

I. CUESTIONARIO

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UNMSM CAMBIO DE LA ENERGÍA POTENCIAL

1. Grafique e intérprete las fuerzas aplicadas versus los estiramientos del resorte usando los valores de la tabla 1. En el experimento desarrollado ¿F es proporcional a x?

Para el caso de la experiencia si lo es, puesto que al tomarse sólo dos valores de las

masas (que logran un estiramiento del resorte) se obtiene una recta, o sea una

función lineal, obteniendo así todos los valores que se encuentran sobre estas rectas

proporcionales. Existe un valor mínimo de la fuerza para poder deformar el resorte,

por lo tanto la recta no pasa por el origen de las coordenadas.

2. A partir de la grafica F vs x. determine la constante, K del resorte.

Una vez graficado f vs x nos dio una recta en el papel milimetrado, por lo cual genera una ecuación lineal, donde la pendiente indica la constante de rigidez del resorte.

ECUACION:

DONDE:

m = 59.33b = 2.913

3. Halle el área bajo la curva en la grafica F Vs x. ¿Físicamente que significa esta

área?

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K = 59.33 N/m

UNMSM CAMBIO DE LA ENERGÍA POTENCIAL

Rpta: Como la gráfica nos muestra una recta, entonces hallaremos el área bajo de la

recta.

Entonces hallemos A+B:

Físicamente el área bajo la recta representa el trabajo realizado por la fuerza gravitatoria para estirar el resorte una longitud x, que se toma según los valores experimentales, o en este caso las coordenadas de x (m) de la gráfica. El valor de este trabajo es igual a la variación de la energía potencial elástica (Us) o sino es igual al negativo de la variación de la energía potencial gravitatoria (Ug).

4. Si la grafica de F Vs x no fuera lineal para el estiramiento dado de cierto resorte ¿cómo podría encontrar la energía potencial almacenada. Sugerencia, en matemática superior se usa la integral y otros métodos, averiguar e indicarlos en su respuesta.

Como sabemos la ecuación de la recta es:

Otra forma para hallar la energía potencial almacenada es con el uso de integrales, y lo hallaremos de la siguiente manera:

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5. Observe de sus resultados la pérdida de energía potencial gravitatoria y el aumento de la energía potencial del resorte cuando las masas cae ¿qué relación hay entre ellas?Rpta: La relación que existe entre la energía potencial gravitatoria y la energía potencial del resorte es la medida que la energía gravitatoria pierde, debido al decremento de la altura, la energía potencial del resorte aumenta su energía debido a que se va incrementando la deformación del resorte.

6. Grafique simultáneamente las dos formas de energía en función de los

estiramientos del resorte. Sugerencia, .Dé una

interpretación adecuada tanto a las curvas obtenidas como a la interpretación a los punto de interpolación.

La grafica Us1 versus X1, se interpreta de la siguiente manera: la energía

potencial elástica Us1 es directamente proporcional a la deformación del resorte.

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UNMSM CAMBIO DE LA ENERGÍA POTENCIAL

La grafica Ug1 versus X1 se interpreta de la siguiente manera: la energía

potencial gravitatoria Ug1 es inversamente proporcional a la deformación del

resorte.

La grafica Us2 versus X2 se interpreta de la siguiente manera: la energía

potencial elástica Us2 en inversamente proporcional a la deformación del resorte

después de soltarlo.

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UNMSM CAMBIO DE LA ENERGÍA POTENCIAL

La grafica Ug2 versus X2 se interpreta de la siguiente manera: la energía

potencial gravitatoria Ug2 en inversamente proporcional a la deformación del

resorte después de soltarlo.

7. ¿En las interacciones tratadas entre la masa y el resorte se conserva la energía?Con respecto a las interacciones entre la masa y el resorte, para cada caso, se

observa una conservación de la energía, ya que para cada deformación la energía

que se obtiene no tiene una gran variación.

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UNMSM CAMBIO DE LA ENERGÍA POTENCIAL

8. Cuando la masa de 0.5 Kg. Para K menores que 30N/m, o masa de 1.10Kg. para K mas de50 N/m, ha llegado a la mitad de su caída, ¿Cuál es el valor de la suma de las energías potenciales?

INICIO FINAL

Tomando una altura arbitraria de 1 m:

caso 1: se observa que no la fuerza que actúa en el sistema es la fuerza elástica, que es una fuerza conservativa por lo tanto la energía mecánica en A es igual la energía mecánica en B. en el punto A existe energía potencial gravitatoria, en el punto B hay energía potencial gravitatoria y energía potencial elástica.

Reemplazando datos

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UNMSM CAMBIO DE LA ENERGÍA POTENCIAL

Caso 2: se observa que no la fuerza que actúa en el sistema es la fuerza elástica, que es una fuerza conservativa por lo tanto la energía mecánica en A es igual la energía mecánica en B. en el punto A existe energía potencial gravitatoria, en el punto B hay energía potencial gravitatoria y energía potencial elástica.

INICIO FINAL

Reemplazando datos

De este modo se cumple las condiciones del enunciado. La suma de energia potencial es igual a

9. Grafique la suma de las energías potenciales en función de los estiramientos del

resorte. Sugerencia: , coloque en un solo

sistema de ejes ¿Qué puede deducir usted de este grafico?

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UNMSM CAMBIO DE LA ENERGÍA POTENCIAL

La relación entre la suma de la energía potencial elástica y la energía potencial gravitatoria y la deformación del resorte, provocado por la fuerza contraria que ejerce la mano del experimentador, provocando que no ocurra una deformación completa, es directamente proporcional.

La relación entre la suma de la energía potencial elástica y la energía potencial gravitatoria y la deformación del resorte, provocado por la fuerza que ejerce la masa del cilindro de 500g, es inversamente proporcional.

10. ¿Bajo qué condiciones la suma de la energía cinética y la energía potencial de un sistema permanece constante?

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UNMSM CAMBIO DE LA ENERGÍA POTENCIAL

Una fuerza conservativa puede ser expresada como un cambio de energía potencial, tal como sucede con el peso de una partícula o la fuerza ejercida por un resorte. Cuando una partícula se mueve bajo la acción de fuerzas conservativas, el principio del trabajo y la energía puede expresarse en una forma modificada. Cuando una partícula se mueve bajo la acción de fuerzas conservativas, no hay ninguna perturbación a estas fuerzas, la suma de la energía cinética y de la energía potencial de la partícula permanece constante. A la suma de la energía potencial y cinética se le llama la energía mecánica total de la partícula.

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