PRACTICO Nº 6

TITULO: Práctico Nº 6, Conservación de la energía mecánica.

OBJETIVOS:

Ø Verificar el principio de conservación de la energía mecánica.

Ø Identificar los tipos de energía mecánica en la posición inicial y final

Ø Calcular la energía potencial gravitatoria, energía potencial elástica y la energía cinética en las posiciones inicial y final.

Ø Determinar la variación de energía cinética del móvil.

FUNDAMENTO TEÓRICO:

En física trabajo y energía desempeñan un papel muy importante y entre ellos se relacionan. En física todo lo que tiene energía puede efectuar trabajo, es imposible efectuar trabajo sin energía.

Existen varias formas de energía: calorífica, mecánica, eléctrica, nuclear, etc.

Puede haber transformaciones de una forma a  otra pero se conserva la cantidad total de energía. 

Se entiende por trabajo a la forma de transferir energía de un sistema a otro. Se define por la siguiente ecuación. T=F.Δx. Para una fuerza angulada respecto al desplazamiento trabajo se define por la siguiente ecuación: T=F. Δx. Cosα.

Mecánicamente el trabajo implica fuerza y desplazamiento y usamos la palabra trabajo para describir cuantitativamente lo que pasa cuando una fuerza mueve un objeto, cierta distancia.  Si no hay movimiento, no hay desplazamiento, por lo tanto no se efectúa trabajo.

La unidad establecida por el Sistema Internacional de medidas para trabajo y energía es el Joule (J).

El trabajo es una magnitud escalar por lo tanto no posee dirección.

Cuando levantamos un objeto nosotros realizamos trabajo sobre el objeto.

Las fuerzas por lo general varían, es decir, cambian de magnitud o ángulos, o ambos, con el tiempo o con la posición. Cuando la fuerza no es constante se puede comprobar que el área delimitada por la curva de la gráfica F=f(x) y dos posiciones (xf, xi) del eje horizontal, representa el trabajo de la fuerza en ese desplazamiento.

Podríamos definir a la energía como una cantidad que poseen los objetos o sistemas. Una forma de energía que está asociada al trabajo es la energía cinética. En virtud del movimiento de un cuerpo podemos decir que este ha ganado o perdido energía cinética, lo que hace capaz de efectuar trabajo. 

Se entiende por energía mecánica a la suma de todas las energías que actúan sobre un cuerpo. En física la energía puede ser potencial o cinética.

EC+EPG=EM

EC+EPG+EPE=EM

La energía cinética, es una magnitud escalar que depende de la masa del cuerpo y de su celeridad. Es la energía que poseen los cuerpos en movimiento.

Ec=        

La energía potencial, refiere a la posición y a la deformación de los cuerpos. Se divide en energía potencial elástica y potencial gravitatoria.  Una roca en equilibrio sobre la cumbre de una montaña tiene energía potencial  gravitatoria. Si le damos un ligero impulso, la roca caerá generando celeridad y por lo tanto energía cinética.

EPG= m.g.h. La energía potencial gravitatoria depende del sistema de referencia elegido.

El principio de conservación de la energía mecánica establece que SI SOBRE UN SISTEMA NO ACTÚAN FUERZAS NO CONSERVATIVAS EL VALOR DE LA ENERGÍA MECÁNICA NO CAMBIA.

Una fuerza es conservativa, si el trabajo que realiza en cualquier recorrido cerrado es cero. La fuerza realizada por un resorte es conservativa.

Las fuerzas no son conservativas cuando el trabajo que realiza en un circuito cerrado no es cero.

Un circuito es cerrado cuando el punto inicial y el final son el mismo.

Dicho con otras palabras un sistema conserva constante su energía mecánica siempre que sobre el actúen únicamente fuerzas conservativas.

MATERIALES:

Ø Carrito

Ø Plano inclinado

Ø Resorte

Ø Sensores

Ø Contador digital

PROCEDIMIENTO:

Colocar inicialmente en reposo el carrito sobre un plano inclinado deformando un resorte al máximo.

Liberar el resorte de manera que el carrito comience a desplazarse sobre el plano pasando por las posiciones donde están los sensores ópticos.

Proceder a calcular, registrando los datos correspondientes y completando las tablas que aparecen a continuación.

OBSERVACIONES, DATOS Y CÁLCULOS:

m(kg)	x(m)	hi(m)	hf(m)	Vf(m/s)
0,100	0,026	0,057	0,063	0,15

POSICIÓN	Epg (J)	Epe (J)	Ec (J)	EM(J)
INCIAL
FINAL

CONCLUSIÓN:

No podemos decir que se conserva la energía porque la diferencia entre la Energía mecánica inicial y la final es de 0,022 J. Lo que significa un 27% de margen de error. Por lo tanto de acuerdo al principio de conservación de la energía, es de suponer que actuó una fuerza no conservativa además del margen de errores experimentales. El trabajo de la fuerza de rozamiento es el encargado de convertir la E_M en energía térmica.