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Introducción
La energía mecánica es la energía que se debe a la posición y al movimiento de un cuerpo, por lo tanto, es la suma de las energías potencial y cinética de un sistema mecánico.Expresa la capacidad que poseen los cuerpos con masa de efectuar un trabajo.
En el presente artículo se desea determinar la energía mecánica presente en el movimiento de una esfera bajo la acción del campo rotacional, esto con el fin de comprender y determinar los diferentes tipos de energía presentes en dicho objeto, analizando los valores calculados, para así poder observar y comprender comofunciona el principio de conservación de la energía.
Definiendo también, las diferencias presentes en cada tipo de energía, analizando su comportamiento, según el eje en el que se encuentre el movimiento.
Para dicho análisis, se realizo un montaje experimental, en donde cada dato obtenido fue registrado en su correspondiente tabla con su respectiva incertidumbre, en este caso la incertidumbre esamplia puesto que se trabajo con instrumento no tan precisos.
Marco Teórico
La energía se conserva, es decir, ni se crea ni se destruye. Para sistemas abiertos formados por partículas que interactúan mediante fuerzas puramente mecánicas o campos conservativos la energía se mantiene constante con el tiempo.
Cuando se consideran únicamente transformaciones de tipo mecánico, es decir, cambiosde posición y cambios de velocidad, las relaciones entre trabajo y energía se convierten de hecho en ecuaciones de conservación, de modo que si un cuerpo no cede ni toma energía mecánica mediante la realización de trabajo, la suma de la energía cinética y energía potencial habrá de mantenerse constante.
El trabajo realizado por fuerzas que ejercen su acción sobre un cuerpo o sistema enmovimiento se expresa como la variación de una cantidad llamada energía cinética, cuya fórmula viene dada por:
La energía potencial depende sólo de la posición del cuerpo y puede transformarse fácilmente en energía cinética.
En el caso de un objeto en caída libre, este principio nos dice que cualquier aumento (o disminución) en la energía potencial se acompaña por una disminución (o aumento)igual en la energía cinética.
Montaje experimental
Material y métodos:
Esfera.
Hilo.
Regla.
Cuchilla.
Soporte vertical.
Pasos para el montaje experimental:
Con ayuda de algunos de los instrumentos se tomaron diferentes tiempos y medidas, por medio de los cuales analizamos el principio de la conservación de la energía.
Los pasos a realizar fueron:
Se realizo el montaje de lafigura dada para el proceso del laboratorio.
Se diseño una tabla para ingresar los datos a medir.
Se midió previamente cada una de las alturas H (distancia del suelo a B) y h (altura desde el punto B a el punto de lanzamiento de la esfera punto A.
Se coloco una hoja de papel con una hoja de carbón para ver el alcance de la esfera en el lanzamiento.
Se libero la esfera con el hilo el cual fuecortado por la cuchilla.
Se midió el valor del alcance y se registro este dato en la tabla de datos con su respectiva incertidumbre.
Se repitió este procedimiento para 6 configuraciones o alturas diferentes, estos datos se registraron en una tabla.
De acuerdo a los datos se calcule la energía mecánica del sistema en los Puntos A y B.
Se registraron estos cálculos en una tabla con susrespectivas incertidumbres.
Por último se calculo la diferencia porcentual entre los dos valores de energía.
Resultados
Análisis de resultados
Con los datos registrados en la tabla no. 1 se puede ver, como entre mayor altura menor energía cinética, y mayor energía potencial. Lo mismo ocurre al contrario.
Un objeto que se mantiene a cierta altura h sobre el...
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