informe 10. energia cinética y potencial

8/10/2019 Informe 10. Energia Cintica y Potencial

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ENERGIA POTENCIAL Y CINTICAPRACTICA 10

ALEXANDRA ANGARITA CALA

JUAN DAVID VILLALOBOS

DANIELA MOVILLA NAVAS

GOMER DAVID GARCA

LEIDY JIMNEZ MORA

LAB DE FISICA MECANICA

GRUPO: GD

ING. IGNACIO CAMACHO

UNIVERSIDAD AUTONOMA DEL CARIBE

FACULTAD DE INGENIERIA

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS

LABORATORIO DE FISICA

BARRANQUILLA

27-05-2013


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CONTENIDO PAG

INTRODUCCION 3

OBETIVO GENERAL Y ESPECIFICOS 4

MARCO TEORICO

ENERGIA 5

TRABAJO 6

POTENCIA 6

ENERGIA POTENCIAL 7

ENERGIA CINTICA 7

ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL 8

LEY DE LA CONSERVACION DE LA ENERGIA MECANICA 9

ALGUNAS CLASES DE ENERGIA

ENERGIA TERMICA 10

ENERGIA ELECTRICA 10

ENERGIA RADIANTE 11

ENERGIA NUCLEAR 11

PRACTICA ENERGIA POTENCIAL Y CINTICA

MATERIALES 12

DESCRIPCION DE LA PRCTICA 12

TABLA, GRAFICA Y CALCULOS 13

CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES 15

RESPUESTAS A LA HOJA DE EVALUACION 16

RESPUESTAS AL CUESTIONARIO 17


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INTRODUCCION

De todas las transformaciones o cambios que sufre la materia, los que

interesan a la mecnica son los asociados a la posicin y/o a la

velocidad. Ambas magnitudes definen, en el marco de la dinmica de

Newton, elestado mecnicode un cuerpo, de modo que ste puede

cambiar porque cambie su posicin o porque cambie su velocidad. La

forma de energa asociada a los cambios en el estado mecnico de un

cuerpo o de una partcula material recibe el nombre deenerga

mecnica.

De acuerdo con esta definicin, la energa mecnica puede

presentarse bajo dos formas diferentes segn est asociada a loscambios de posicin o de velocidad. La forma de energa asociada a

los cambios de posicin recibe el nombre de energa potencial y la

forma de energa asociada a los cambios de velocidad recibe el

nombre de energa cintica.


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OBJETIVO GENERAL

Experimentar diversos tipos de energa y la transformacin de unas aotras en este caso la Energa Cintica Y Potencial que experimenta un

Carrito Experimental

OBJETIVOS ESPECIFICOS

Deducir la frmula de la energa cintica.

Calcular la energa potencial de la ms de un cuerpo y

determinar la energa cintica del sistema.


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MARCO TEORICO

ENERGIA

La energa es una magnitud fsica que asociamos con la capacidad

que tienen los cuerpos para producir trabajo mecnico, emitir luz,

generar calor, etc. En fsica la energa es uno de los conceptos

bsicos debido a su propiedad fundamental: La energa total de un

sistema aislado se mantiene constante. Por tanto en el universo no

puede existir creacin o desaparicin de energa, sino transferencia de

un sistema a otro o transformacin de energa de una forma a otra.

La energa, por lo tanto, puede manifestarse de distintas formas:

potencial, cintica, qumica, elctrica, magntica, nuclear, radiante,

etc., existiendo la posibilidad de que se transformen entre s pero

respetando siempre el principio de la conservacin de la energa.

La energa es una propiedad o atributo de todo cuerpo o sistemamaterial en virtud de la cual stos pueden transformarse modificandosu situacin o estado, as como actuar sobre otros originando en ellos

procesos de transformacin. Sin energa, ningn proceso fsico,qumico o biolgico sera posible. Dicho en otros trminos, todos loscambios materiales estn asociados con una cierta cantidad deenerga que se pone en juego, se cede o se recibe.

El minsculo tomo: enorme fuente energtica


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TRABAJO

El trabajo realizado por una fuerza es el producto entre la fuerza y el

desplazamiento realizado en la direccin de sta. Esta dada por la

siguiente ecuacin.

T F d

Trabajo = Fuerza istancia

Se deben de cumplir tres requisitos:

Debe haber una fuerza aplicada

La fuerza debe ser aplicada a travs de cierta distancia

(desplazamiento)

La fuerza debe tener una componente a lo largo deldesplazamiento.

En unidades del SI el trabajo se mide en Newton por metro. Esta

unidad se llama Joule (j). Un joule es igual al trabajo realizado por una

fuerza de un newton al mover un objeto a travs de una distancia

paralela de un metro.

POTENCIA

Se denomina potencia al cociente entre el trabajo efectuado y el

tiempo empleado para realizarlo. En otras palabras, la potencia es el

ritmo al que el trabajo se realiza.

() = ()

()

La unidad de potencia se expresa en Watt, que es igual a 1 Joule por

segundo


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ENERGA POTENCIAL

La energa potencial es aquella que tiene un cuerpo debido a su

posicin en un determinado momento. Por ejemplo un cuerpo que se

encuentra a una cierta altura puede caer y provocar un trabajo o unresorte comprimido o estirado puede mover un cuerpo tambin

produciendo trabajo.

La energa potencial la consideramos como la suma de las energas

potencial gravitatoria y potencial elstica, por lo tanto

=

ENERGIA CINETICA

Es la misma energa potencial que tiene un cuerpo pero que se

convierte en cintica cuando el cuerpo se pone en movimiento (se

desplaza a cierta velocidad).

De modo general, un cuerpo de masa m que se mueve con velocidad

v, tiene una energa cintica dada por la frmula

=

E c = Energa cintica

m = masa

v = velocidad


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ENERGIA POTENCIAL GRAVITACIONAL

Es la energa que posee un cuerpo (una masa) cuando se encuentra

en posicin inmvil.

De modo general, esto significa que un cuerpo de masa m colocado auna altura h, tiene una energa potencial calculable con la frmula

=

La frmula debe leerse como: energa potencial gravitacional (Epg) es

igual al producto de la masa (m) por la constante de gravedad (g = -9.8

m/s2) y por la altura (h).


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LEY DE CONSERVACION DE LA ENERGIA MECANICA

La ley de conservacin de la energa, tambin conocida como primer

principio de la termodinmica establece que aunque la energa sepuede convertir de una forma a otra no se puede crear ni destruir. La

energa es la capacidad de los cuerpos o sistemas de cuerpos para

efectuar un trabajo.

Todo sistema que pasa de un estado a otro produce fenmenos fsicos

o qumicos que no son ms que manifestaciones de alguna

transformacin de la energa, pues esta puede presentarse en

diferentes formas: cintica, potencial, elctrica, mecnica, qumica.

Siempre que se produzca una cantidad de una clase de energa se

deber consumir una cantidad exactamente equivalente de otra clase

o clases.

Cuando un sistema se encuentra en un estado particular se

caracteriza por un valor de su energa interna que es la sumatoria de

la energa cintica y potencial de todas las partculas que componen el

sistema. Al tomar la energa interna como un todo, no es necesario

especificar los diferentes tipos de energa intrnsecos de las partculas

componentes.

Esto significa que cualesquiera que sean las interacciones del sistema

con los alrededores, la energa que este cede o recibe de ellos se

traduce exclusivamente en un aumento o disminucin de su energa

interna (U) lo cual simplifica extraordinariamente el estudio del sistema

y sus interacciones. La energa interna (U) se mide en Joule (J).


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ALGUNAS CLASES DE ENERGIA

ENERGIA TERMICA

La energa trmica es la energa que se transfiere de un cuerpo a otro

debido a su diferencia de temperaturas. Tambin recibe el nombre de

calor. La unidad de la energa trmica es el julio, pero an se sigue

utilizando la unidad histrica del calor, la calora. Cuando dos cuerpos

se ponen en contacto trmico, fluye energa desde el que est a mayor

temperatura hasta el que est a menor temperatura, hasta que ambas

se igualan.

La energa trmica Q que interviene en una variacin de temperatura

T de un cuerpo de masa m es:

Q = mcT

Donde c es la capacidad calorfica especfica del cuerpo.

ENERGIA ELECTRICA

La energa elctrica es la forma de energa que resulta de la existencia

de una diferencia de potencial entre dos puntos, lo que permite

establecer una corriente elctrica entre ambos y obtener trabajo. La

energa elctrica puede transformarse en muchas otras formas de

energa, tales como la energa luminosa o luz, la energa mecnica y

la energa trmica.

La electricidad se genera a partir de otras fuentes de energa,

principalmente en: centrales hidroelctricas donde se usa la fuerzamecnica de agua o en centrales termoelctricas donde se produce

electricidad a partir del carbn, petrleo y otros combustibles. Tambin

puede generarse a partir de la Energa Elica, Solar y Biomasita entre

otras.


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ENERGIA RADIANTE

Laenerga radiante es la que poseen las ondas electromagnticas como

la luz visible, las ondas de radio, los rayos ultravioleta (UV), los rayosinfrarrojo (IR), etc. La caracterstica principal de esta energa es que se

puede propagar en el vaco, sin necesidad de soporte material alguno.

ENERGIA NUCLEARLaenerga radiante es la que poseen las ondas electromagnticas como

la luz visible, las ondas de radio, los rayos ultravioleta (UV), los rayos

infrarrojo (IR), etc. La caracterstica principal de esta energa es que se

puede propagar en el vaco, sin necesidad de soporte material alguno.


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PRACTICA

MATERIALES

Carrito experimental

Generador de marcas de tiempo

Cinta registradora

Pasador

Pesas de ranura 50g

Platillos para pesas de ranura 1g

Polea D=65mm Mango para polea

Fuente de alimentacin

Carril, 1000 mm

DESCRIPCION DE LA PRCTICA

La prctica consisti en determinar la velocidad (v) del carrito despus

del punto E (mitad del carril), y se va determinar la energa cintica

que tiene el sistema compuesto por el carro y la pesa que esthalando el carro y la energa potencial de esta pesa. Se ubic el carro

de una forma tal que el cordel estuviera tensionado y que la pesa de

50 gramos quedara a una altura de 10 cm respecto del suelo, luego se

ubic el sensor de luz en un punto fijo establecido previamente, a

partir de all mida 10 cm hasta donde se una el tornillo del electroimn

con el tornillo del carro.


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DATOS EXPERIMENTALES

GRAFICA


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DATOS CASSY LAB

GRAFICA CASSY LAB


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CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES

A mayor velocidad ms energa cintica tendr el cuerpo.

A mayor altura ms energa potencial tendr el cuerpo

La posicin de un objeto es relativa, as que la posicin origen

del objeto se puede considerar de potencial 0 haciendo positivo

a un lado y negativo al otro lado.

La energa no se pierde, sino que se transforma.


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RESPUESTAS A LA HOJA DE EVALUACION

1. a. Calcula s y t la velocidad V y llvala a una tabla.b. Calcula la energa potencial Epot de la masa acelerada.

2. Calcula V2y traza un diagrama de Epot (EJE VERTICAL) yV2(EJE HORIZONTAL)

3. Determina la pendiente. Compara el resultado con la masade todo el sistema. Qu resulta?

=

=

=

=


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4. Con base a la tabla. Qu diferencia encuentra entre Epot yEcinet?

En base a la tabla encontramos que la energa potencial fue siempre

mayor que la energa cintica y consideramos que esto se debe a que

la fuerza potencial acta una aceleracin gravitacional.

RESPUESTAS AL CUESTIONARIO

1. En la siguiente figura la esfera tiene un peso de 10N y seencuentra en las tres posiciones que all indican. Donde

tiene mayor energa Potencial la esfera, Explique.

La energa potencial de la espera no es mayor en ninguna de las

figuras anteriores, pues ella mide la capacidad que tiene dicho

sistema para realizar untrabajo en funcin exclusivamente de su

posicin o configuracin. Puede pensarse como la energa

almacenada en el sistema, o como una medida del trabajo que un

sistema puede entregar.

Y en las 3 figuras la posicin de la esfera es la misma, lo que vendra

siendo la misma energa potencial.
http://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_(f%C3%ADsica)


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2. La energa qumica de los combustibles tambin es energapotencial. Cmo explicara usted esta afirmacin

La energa qumica es la energa que aparece en las reaccionesqumicas cuando se unen compuestos. Esta energa se almacena enlos compuestos qumicos como energa qumica potencial, y puede serliberada por reacciones qumicas posteriores.

Por ejemplo la comida es energa qumica, los alimentos quecomemos almacenan energa que se libera en la digestin. Esaenerga que contienen los alimentos se miden en kilocaloras.

Tambin se libera energa al quemar sustancias qumicas en elproceso de la combustin

Los combustibles son compuestos qumicos que liberan calor a travsde la combustinLa energa qumica potencial que contienen se libera como calor ycomo energa lumnica.

3. Cul es la fuente primordial de la energa geotrmica?

La energa geotrmica se produce por una corriente subterrnea deagua. Que pasa cerca de un yacimiento de cal viva (hidrxido decalcio) que hace que hierba el agua y produce una corriente de vaporque se aprovecha en la superficie del terreno para producir electricidadpor medio de una turbina de vapor. Por lo tanto se dice que la fuenteprimordial de esta energa es el calor y se presenta por medio demanifestaciones que van ligadas a la temperatura que este tenga seamuy baja, baja, media o alta.


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4. a) si una fuerza realiza un trabajo positivo sobre unapartcula que inicialmente esta en reposo como seria su energacintica?

Partiendo de que

=

Y si esta fuerza hace que la partcula adquiera una determinadavelocidad su energa sera igual a la masa de la partcula sobre lavelocidad que le aplique la fuerza.

b) Si a esta partcula se le permite empujar algn obstculoCmo sera el trabajo de la partcula y del obstculo?

Si esta partcula adems empuja, despus del impulso, algnobstculo, el trabajo de la partcula justo antes de empujar el obstculosera igual al trabajo inicial del obstculo.

c) La energa cintica de la partcula aumentara o disminuir?

La Ecin inicial seria mayor que la segunda Ecin, debido siempre a que

hay una disminucin de la velocidad debido al choque.

5 si sobre un cuerpo acta una fuerza para moverse sobre unasuperficie y a la vez la fuerza de rozamiento, cul de ellasescogera para determinar el trabajo realizado.

Se debe determinar la fuerza neta, es decir la sumatoria de fuerzas.Restar la fuerza de rozamiento de la fuerza para desplazar y esta serla fuerza para determinar el trabajo neto.

F neta = F + Fr, pero al ser contraria la fuerza de rozamiento latomamos como negativa.

Entonces F neta = F Fr. Por ende escogera las dos ya que ambasfuerzas tienen la misma direccin del desplazamiento.


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