Informe Conservación DE LA Energía Mecánica PDF

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conclusiones y recomendaciones
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INFORME DE PRACTICAS DE TALLERES Y LABORATORIOS

CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA

Introducción El principio de conservación de energía indica que la energía no se crea ni se destruye; solo se transforma de unas formas en otras. En estas transformaciones, la energía total permanece constante; es decir, la energía total es la misma antes y después de cada transformación. En el caso de la energía de la energía mecánica se puede concluir que, en ausencia de rozamientos y sin intervención de ningún trabajo externo, la suma de las energías cinética y potencial permanece constante. Este fenómeno se conoce con el nombre de principio de la conservación de la energía mecánica. (Serway 8va edición) Objetivos Los objetivos del presente informe fueron comprobar que la energía mecánica es constante en ausencia de fuerzas de fricción; identificar las variables que intervienen en un evento de conservación de la energía. Materiales y Métodos Se armó el tablero de experimentación como plano inclinado, se procedió a separar ligeramente el tablero experimental de la mesa y de esta formar cerciorándonos de que obtuviera velocidad horizontal; se procedió a realizar pruebas dejando caer la esfera por el tablero de experimentación; se colocó en el punto de impacto en el piso una hoja de papel carbón y sobre este una hoja de papel en blanco; se escogió cuatro posiciones diferentes en el tablero de experimentación de los cuales se dejó caer la esfera varias veces, señalando en la hoja de impactos los diferentes puntos que marco; con una regla o con el flexómetro se midió las distancias desde la mesa hasta el punto de impacto(x) ,la altura de la mesa (y) ,y la altura de las diferentes posiciones en el tablero de experimentación(h1,h2,h3,h4);se procedió a medir la masa de la esfera con la balanza, finalmente se completó las respectivas tablas.

Resultados y discusión

Tabla 1.Tabla de datos y resultados

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Posición x(m) A1 0.148 A2 0.128 A3 0.106 A4 0.084

y(m) 0.905 0.905 0.905 0.905

h(m) 0.55 0.51 0.45 0.39

V0=(10/7 gh)1/2 2.80 2.70 2.54 2.36

Vo=(gx2/2y)1/2 0.35 0.30 0.25 0.20

VBy=(2gy)1/2 4.25 4.25 4.25 4.25

V2=Vo2+VBy2 18.19 18.15 18.13 18.10

Tabla 2.Tabla de resultados Posición

A1 A2 A3 A4

E PA =mg(h+ y) 0.99 0.96 0.92 0.88

(J)

1 2 ECB = m v 2 (J) 0.618 0.617 0.616 0.615

Procedimos a remplazar los datos obtenidos mediante la práctica que son x, y, h en las fórmulas de velocidad y energía comprobando que la energía mecánica es constante en ausencia de fuerzas de fricción.(Tabla 1,Tabla 2). TRABAJOS: 1. Realice un esquema gráfico, del montaje de la práctica.

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2. Calcular el valor teórico de la velocidad con la ecuación

h 10 g¿ , para cada 7 ¿ v o=¿

posición.

h 10 g¿ 7 ¿ v o=¿ VO1= (

10 7

(10) (0.55))1/2

VO1= (7.85)1/2 VO1= 2.80 m/s2 VO2= (

10 7

(10) (0.51))1/2

VO2= (7.28)1/2 VO2= 2.70 m/s2 VO3= (

10 7

(10) (0.45))1/2

VO3= (6.42)1/2 VO3= 2.54 m/s2 VO4= (

10 7

(10) (0.39))1/2

VO4= (5.57)1/2 VO4= 2.36 m/s2

3. Calcular la velocidad de la esfera con que inicia el movimiento parabólico en el aire, Vo=(gx2/2y)1/2, para cada posición, este es el valor experimental. Vo=(gx2/2y)1/2 Vo1=( (10) (0.148)2/ 2(0.905) )1/2 Vo1=( 0.219 / 1.81 )1/2 Vo1= 0.35 m/s2

Vo2=( (10) (0.128)2/ 2(0.905) )1/2

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Vo2=( 0.163 / 1.81 )1/2 Vo2= 0.30 m/s2

Vo3=( (10) (0.106)2/ 2(0.905) )1/2 Vo3=( 0.112 / 1.81 )1/2 Vo3= 0.25 m/s2

Vo4=( (10) (0.084)2/ 2(0.905) )1/2 Vo4=( 0.070 / 1.81 )1/2 Vo4= 0.20 m/s2

4. Calcular el error porcentual de las velocidades, para cada posición. VALOR EXPERIMENTAL Vo1= 0.35 m/s 2 Vo2= 0.30 m/s 2 Vo3= 0.25 m/s 2

VALOR TEÓRICO Vo1= 2.80 m/s2 Vo2= 2.70 m/s2 Vo3= 2.54 m/s2 Vo4= 2.37 m/s2

Vo4= 0.20 m/s 2

=(

Valor te ó rica−Valor experimental ) .100 Valor te ó rico

=(

2.80 −0.35 ) .100 2.80

e%

1

e%

1

e%

1

e%

2

= 87.5%

=(

Valor te ó rica−Valor experimental ) .100 Valor te ó rico

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e%

2

e%

2

e%

3

e%

3

e%

3

e%

4

e%

4

e%

4

=(

2.70 −0.30 ) .100 2.70

= 88.88 %

=(

Valor te ó rica−Valor experimental ) .100 Valor te ó rico

=(

2.54 − 0.25 ) .100 2.54

= 90.15 %

=(

Valor te ó rica−Valor experimental ) .100 Valor te ó rico

=(

2.37 −0.20 ) .100 2.37

= 91.56 %

5. Realizar la gráfica EpA = f(EcB), en hoja milimetrada y determinar: a) El valor de la constante. b) La ecuación particular de la gráfica.

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Conclusiones En esta experiencia llevada acabo en el laboratorio se puede comprobar experimentalmente el principio de la conservación de la energía mecánica y se llega a la conclusión de que la energía mecánica esta conservada en cualquier punto de la trayectoria de un móvil de masa constante y fuerzas conservativas. También se ha podido valorar que la física tiene aplicaciones prácticas y cotidianas para todos nosotros, que través de experimentos sencillos y al alcance de todos podemos llegar a conocer datos importantes como lo es la velocidad de los cuerpos a partir de la energía potencial y cinética que poseen en tiempos determinados.

Cuestionario de Investigación 1. Escriba la definición de sistema no aislado y sistema aislado ponga un ejemplo, además escriba la ecuación de conservación de energía en cada caso Un sistema no aislado es un sistema que recibe intercambio de energía con su entorno. Ejemplo: El equipo de frío de un refrigerador doméstico.

Los sistemas aislados (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía. que son aquellos que no permiten el intercambio de materia ni de energía con su entorno. Ejemplo: Un buzo dentro de un traje de neopreno, este tipo de trajes no permite el intercambio de energía entre el agua y el cuerpo del nadador.

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2. Se lanza una pelota directamente hacia arriba. ¿En qué posición su energía cinética y potencial son máximas?

Su energía cinética máxima es en el punto de lanzamiento de la bola, una vez a sido lanzada, pues la fórmula de la energía cinética es Ec=1/2m.v, al momento de lanzarla es cuando la bola tiene más velocidad. La energía potencial máxima es en el punto más alto que alcanza, pues la fórmula es Ep=m.g.h, cuanta más altura más energía potencial. 3. Considere la transferencia de energía y transformaciones que se mencionan a continuación en los incisos del (a) hasta el (e). Por cada inciso, describa dispositivos hechos por el hombre diseñados para producir cada una de las transformaciones o transferencia de energía. (a) La energía potencial química se transforma en energía interna. Los automóviles impulsados por gasolina aprovechan la energía potencial química de ésta (que, al entrar en combustión, genera la energía necesaria para movilizar al vehículo). (b) La energía transferida por transmisión eléctrica se convierte en energía potencial gravitacional. Ascensor de tracción eléctrica,se le llama así al sistema en suspensión compuesto por un lado por una cabina, y por el otro por un contrapeso, a los cuales se les da un movimiento vertical mediante un motor eléctrico. Todo ello funciona con un sistema de guías verticales y consta de elementos de seguridad como el amortiguador situado en el foso (parte inferior del hueco del ascensor) y un limitador de velocidad mecánico, que detecta el exceso de velocidad de la cabina para activar el sistema de paracaídas, que automáticamente detiene el ascensor en el caso de que esto ocurra.

(c) Se transfiere energía potencial elástica de un sistema por calor. (d) La energía transferida por ondas mecánicas hace trabajo sobre un sistema. (e) La energía transportada por ondas electromagnéticas se convierte en energía cinética en un sistema. 4. Si la energía se conserva, ¿por qué se habla de crisis energética? La energía se conserva, pero no siempre es la misma “forma de energía “.Se transforma en otras energías, y si esta energía en la que se transforma no es “tan útil”, conocida como energía residual, ahí estamos hablando de un déficit de energía. 5. Usted viaja en bicicleta. ¿En qué sentido su bicicleta es impulsada por energía solar?

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Porque el sol sale por el este entonces la bicicleta es impulsada hacia el oeste es decir en sentido opuesto al sol.

Bibliografía 

Pablo. (s.f-) Principio de conservación de la energía mecánica. Recuperado el 22 de Septiembre de 2014, de http://www.youtube.com/watch?v=CSM9wUwuwqQ

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Serway Raymond A., JewettJhon W. Jr. (2014). Física Para ciencias e ingenierías, (Novena ed., Vol. 1). México: CengageLearnig.

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Puentes, Hernán. (s.f.).Energía Mecanica. Recuperado el 12 de Septiembre de 2014, de http://www.youtube.com/watch?v=xIvWZ_Q5yf8

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Marco. (s.f.).Principio de conservación de la energía mecánica.. Recuperado el 12 de Septiembre de 2014, de http://www.educarchile.cl/ech/pro/app/detalle?ID=139377...