Laboratorio de Física II

Práctica Nº 8

‘‘CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA”

INFORME

Integrantes del Grupo:

FELIX PALOMINO, Carlos

LÓPEZ YANGALI, Carlos

Grupo: C15 -2-A

Profesor: Silvia Espinoza Suárez

Semana 8

Fecha de realización: 24 de junio

Fecha de entrega: 1 de julio

2011 – I

CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

Introducción

En el presente laboratorio mediante el uso de pesas y un sensor de movimiento; realizaremos experiencias las cuales nos conllevaran a demostrar el teorema de conservación de la energía mecánica para un sistema masa-resorte de igual forma observaremos el cumplimiento del teorema de conservación de la energía mecánica.

Objetivos

Materiales y equipos de trabajo

Computadora personal con software Data Studio Sensor de fuerza (Dinamómetro) Sensor de movimiento Resortes Pesas Cuerda Regla.

Fundamentos teóricos

Sistema masa-resorte

En el sistema masa-resorte, la fuerza conservativa es la fuerza restauradora, es decir

F=-K.X

Teorema trabajo-energía

Para un objeto de masa m, que experimenta una fuerza neta F, a lo largo de una distancia x, paralela a la fuerza neta, el trabajo realizado es igual a:

W=∫1

2

Fdx

Teorema de conservación de energía mecánica

Si en el sistema solo hay fuerza conservativa, entonces el trabajo realizado para modificar la energía potencial estará dado por la siguiente ecuación

W=mgY 2-mgY 1

Y el requerido para modificar la energía cinética por la siguiente ecuación:

W=∫1

2

Fdx

Sistema sometido a un cuerpo externo homogéneo y estacionario

Para un sistema conservativo sometido a un campo externo homogéneo y estacionario, la energía mecánica se conserva, es decir, es una constante durante todo el proceso. En un sistema conservativo

dEdt

=0

Procedimientos

1. Determinación de la constante del resorte

Determinación de la constante del resorte

Recibir y revisar los materiales de trabajo

Implementar el montaje de la Figura 1

Realizar las mediciones y completar Tabla 1

Haciendo uso de la pendiente hallamos la constante K de cada resorte

No estirar mucho el resorte para no vencerlo.

Resorte AZUL

Gráfica 1

Tirar hacia abajo con el sensor de fuerza cada resorte.

Calibrar el sensor previamente.

Resorte VERDE

Gráfica 2

Resorte ROJO

Gráfica 3

2. Determinación de las energías del sistema

Determinación de las energías del sistema

Recibir y revisar los materiales de trabajo

Implementar el montaje de la Figura 2

Ingresar al programa Data StudioConfigurar como detalla el

manual de Laboratorio

Hacer oscilar cada resorte con su masa respectiva e iniciar toma de datos.

Calibrar el sensor de movimiento previamente.

Comparar la suma de Ek y Ep con la energía total Et

Resorte AZUL

Tabla 2

Resorte AZUL

Tabla 3

Resorte AZUL

Tabla 4

Determinación de la constante del resorte

Figura 1

Resorte AZUL VERDE ROJOLongitud en reposo(m)

Constante k (N/m) 11,9 29,2 87,8

Tabla 1

4.1.1. ¿La gráfica de este experimento es lineal? ¿Por qué?

4.1.2. ¿Existe alguna evidencia de error experimental? Sugiera las posibles causas.

4.1.3. Si no hubiese tenido los sensores, ¿Mediante qué otro procedimiento hubiese medido el valor de la constante k del resorte? Grafíquelo.

Determinación de las energías del sistema

Figura 2

Resorte AZUL

Masa (kg) Amplitud A (m)

Distancia d (m)

E. cinética máx. (J)

E. potencial máx. (J)

E. Total (J)

0,0573 0,005 0,324 0,309

Tabla 2

Resorte VERDE

Masa (kg) Amplitud A (m)

Distancia d (m)

E. cinética máx. (J)

E. potencial máx. (J)

E. Total (J)

0,0573 0,004 0,755 0,730

Tabla 3

Resorte ROJO

Masa (kg) Amplitud A (m)

Distancia d (m)

E. cinética máx. (J)

E. potencial máx. (J)

E. Total (J)

0,0773 0,006 2,799 2,757

Tabla 4

4.2.1. ¿Por qué es importante que la masa no oscile de un lado a otro durante las mediciones?, ¿Qué efecto produciría en la experiencia?

4.2.2. ¿Cuál es la energía total del sistema? ¿Es constante en el tiempo? Explique.

4.2.3. En el experimento realizado, cuál diría usted que es la fuerza ejercida sobre el resorte, ¿Conservativa o disipativa? Explique.

4.2.4 Normalmente consideramos que los resortes no tienen masa. ¿Cuál sería el efecto de un resorte con masa en el experimento?

4.2.5. Las centrales térmicas para la generación de electricidad son eficientes en aproximadamente 35%. Es decir, la energía eléctrica producida es el 35 % de la energía liberada por la quema de combustible. ¿Cómo explica eso en términos de conservación de la energía?

Observaciones

Conclusiones

Bibliografía

1. BUFFA, ANTHONY; WILSON, JERRY; “Física”,5ta

Edición.Pearson.México 2003.

2. SEARS WESTON, FRANCIS. “Física Universitaria”, 11va

edición. Pearson. México 2004.