FISICA I 4to LaboratorIO

FISICA I 4to LaboratorIOTRABAJO Y ENERGIA

INFORME DE LABORATORIO N4TRABAJO Y ENERGA

FACULTAD: FIGMMESPECIALIDAD : INGENIERIA DE MINASCURSO : FISICA IDOCENTE: CASTILLO ALEJO, EfranALUMNO : HINOSTROZA AYLAS CESAR 20144127B INDIGOYEN LOPEZ CHRISTOPHER 20142207I

LIMA PER2014

OBJETIVO Verificar el teorema Trabajo-Energa Cintica

FUNDAMENTO TERICOEnmecnica clsica, se dice que unafuerzarealizatrabajocuando altera el estado de movimiento de un cuerpo. El trabajo de la fuerza sobre ese cuerpo ser equivalente a laenerganecesaria paradesplazarlo.1El trabajo es unamagnitud fsica escalarque se representa con la letra(del inglsWork) y se expresa en unidades de energa, esto es enjuliosojoules(J) en elSistema Internacional de Unidades.

Consideremos una partculasobre la que acta una fuerza, funcin de la posicin de la partcula en el espacio, esto esy seaun desplazamiento elemental (infinitesimal) experimentado por la partcula durante un intervalo de tiempo. Llamamos trabajo elemental,, de la fuerzadurante el desplazamiento elementalal producto escalar; esto es,

Si representamos porla longitud de arco (medido sobre la trayectoria de la partcula) en el desplazamiento elemental, esto es, entonces el vector tangente a la trayectoria viene dado pory podemos escribir la expresin anterior en la forma

donderepresenta el ngulo determinado por los vectoresyyes la componente de la fuerzaFen la direccin del desplazamiento elemental.El trabajo realizado por la fuerzadurante un desplazamiento elemental de la partcula sobre la que est aplicada es una magnitud escalar, que podr ser positiva, nula o negativa, segn que el ngulosea agudo, recto u obtuso.Si la partcula P recorre una cierta trayectoria en el espacio, su desplazamiento total entre dos posiciones A y B puede considerarse como el resultado de sumar infinitos desplazamientos elementalesy el trabajo total realizado por la fuerzaen ese desplazamiento ser la suma de todos esos trabajos elementales; o sea

Esto es, el trabajo viene dado por la integral curvilnea dea lo largo de la curvaque une los dos puntos; en otras palabras, por lacirculacindesobre la curvaentre los puntos A y B. As pues, el trabajo es una magnitud fsica escalar que depender en general de la trayectoria que una los puntos A y B, a no ser que la fuerzaseaconservativa, en cuyo caso el trabajo resultar ser independiente del camino seguido para ir del punto A al punto B, siendo nulo en una trayectoria cerrada. As, podemos afirmar que el trabajo no es unavariable de estado.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTALMATERIALES: Un disco con sistema elctrico Chispero electrnico con su fuente de poder Dos resortes Una hoja de papel elctrico y dos hojas de papel bond Pesas de 10,50,100,150 y 200g Una regla milimetrada, compas y dos escuadrasPROCEDIMIENTO: Nivele horizontalmente la superficie de la plancha de vidrio Monte el disco y los resortes Encuentre la frecuencia del chispero. Trabaje con la frecuencia mayor del chispero. Como ensayo(sin prender el chispero), jale el disco hasta una posicin O, y observe el tipo de trayectoria que describe al ser soltado. (Repita esta operacin varias veces hasta que observe que el disco cruce a su propia trayectoria) Sobre el papel en el que va a obtener la trayectoria del disco, marque los puntos A y B, correspondientes a los extremos fijos de los resortes Lleve el disco hasta una posicin O y en el momento de soltarlo encienda el chispero. Apague el chispero cuando el disco cruce su propia trayectoria Retire los resortes y mida sus longitudes naturales Encuentre la curva de calibracin para cada uno de los resortes.

ANALISIS DE DATOSI) Calibracin de Resortes Mida la elongacin mxima que ha tenido cada resorte durante este experimento. Use masas de 50g, 100g, 150g, 200g, hasta que obtenga la misma elongacin mxima que en el registro de la trayectoria. F(N): Peso de las masas. X (cm): Deformacin de cada resorte A y B. Para la curva de calibracin debemos aplicar mnimos cuadrticos:

1. Para el Resorte en A: masa = 8g, longitud inicial=9.5cmM KgF(N) = YX = XX x YX2

0.2082.040.0350.07140.001225

0.1581.550.030.04650.0009

0.1081.060.020.02120.00045

0.0580.570.0090.005130.000081

0.0180.170.0020.000340.000004

5.390.0960.144570.00266

5.39 = 5p + 0.096q 0.14457 = 0.096p + 0.00266q

2. Para el Resorte en B: masa = 8g, longitud inicial = 11cmM KgF(N) = YX= XX x YX2

0.2082.040.0680.1390.004624

0.1581.550.050.0770.0025

0.1081.060.0320.0340.001024

0.0580.570.0150.008550.000225

0.0180.170.0040.000680.000016

5.390.1690.2590.008389

5.39 = 5p + 0.169q 0.259= 0.169p+ 0.008389q

CALCULOS Y RESULTADOSTIEMPOXAXBFAFBFAtFBtFnetak (N)S

(TICS)Elongacin del resorte AElongacin del resorte BFuerza del resorte AFuerza del resorte BFuerza tangencial del resorte AFuerza tangencial del resorte BFuerza tangencial netadesplazamiento

G4-519.699.8910.012.94-4.56-1.85-6.411.4

H5-618.1310.139.213.04-4.03-1.75-5.781.75

I6-716.1110.658.213.19-3.2-1.61-4.812.27

J7-814.4411.547.373.41-2.84-1.56-4.502.5

K8-911.5412.745.913.76-2.13-1.34-3.472.72

L9-108.9414.334.64.22-1.46-0.93-2.392.8

M10-116.3216.293.284.78-0.77-0.648-1.61182.75

N11-123.9417.482.095.12-0.24-0.3-0.542.9

O12-131.8919.31.065.640.004-0.003-0.0262.71

P13-140.4821.260.356.20.0630.360.3232.4

Q14-150.222.65-1.206.6-0.440.70.262.21

R15-160.1823.8-1.196.93-0.661.090.431.86

S16-170.48224.91.347.250.961.452.411.8

T17-181.5425.61.877.451.51.753.257.55

COMPROBANDO:(E.C.) = w = Fneta . s . (i)M(disco) = 0.987 KgTrabajando en el tramo de puntos 13-14:V13= D (14-12)/(2tics)V14= D (15-13)/(2tics)V13 = 5cm /0.05 s = 1 m/sV14 = 4.8cm/0.05 s = 0.98 m/s

REMPLAZANDO DATOS EN (i): 0.323 . 2.4 cm. (i)0.0075J 0.0077J- Se comprueba que los datos obtenidos demuestran el teorema trabajo energa cintica

CONCLUSION: Al aplicar la formula (i) para cada par de puntos de la trayectoria se verificar el teorema del Trabajo-Energa Cintica.OBSERVACIONES: