Conservacion de energiA.

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INTRODUCCION.

En la cotidianidad de la vida se experimenta uno de los tantos fenómenos naturales que estudia la física, uno de estos se conoce como ‘’conservación de energía’’, en consecuencia consideremos una situación en la que un esquiador se desliza por una colina, el sistema esquiador–colina experimenta cambios en energía cinética, en relación con la rapidez del esquiador; la energía potencial, en proporción con la altitud del esquiador. Si la energía total de este sistema se evaluara en varios instantes durante este proceso, el resultado sería el mismo en todo momento.

¿Por qué se experimenta el cambio de energía cinética con respecto a la altura?

Las superficies de todo material no son lisas y eso el ojo humano no lo puede notar a simple vista por ende, este proyecto se tomara como un sistema ideal sin fricción. Para esto tomaremos como ejemplo un juego mecánico (montaña rusa) en el que consideraremos los diferentes cambios de velocidades que el objeto experimenta.

Antes de que el objeto se mueva existe una energia que actúa sobre el objeto llamada energia potencial, en el instante en el que el objeto sale del reposo hay un cambio de energía que viene dado por la relación de Ek= Ep la cual será de nuestro interés ya que el propósito del presente proyecto consiste demostrar la conservación de energia mediante un experimento sencillo que consta de una masa, con una pista y un bucle en medio de la pista y una inclinación al final del recorrido con un tiro parabólico.

Para demostrar la conservación de energia entre toda la pista, se obtendrá la respectiva medida de la altura que se conseguirá con la relación (altura-radio del bucle) y así adquirir las velocidades en los diferentes instantes del recorrido.

RESUMEN DEL PROYECTO

La materia física estudia fenómenos naturales que nos afectan en mayor o en menor medida a nosotros y uno de los estudios es la conservación de energia que existe entre diferentes instantes en una superficie en este caso ideal.

El propósito de este proyecto es dar a conocer que la energía mecánica de un móvil se conserva en diferentes puntos en el trascurso de que el móvil se va desplazando sobre el riel, en el experimento realizado nos muestra de manera práctica la forma mediante la cual podemos encontrar la velocidad final de un cuerpo a través de las ecuaciones de conservación de la energía.

El documento tiene argumentos históricos y un repaso por el tema de trabajo y energia que nos ayudara a relacionar las ecuaciones de energia mecánica para luego concluir con los esperados resultados dados de las respectivas relaciones de energia, obteniendo así las diferentes velocidades en los diferentes instantes en la pista.

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CAPÍTULO I

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ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACION

Del estudio de la física como ciencia se presentan proyectos de distinta índole por interrogantes que todo estudiante se formulan y nacen proyectos variados con distintas formas de resolver pero si se trata de un tema en particular ha de tener una fundamentación teórica parecida como es el caso de los siguientes trabajos expuestos como antecedentes de la investigación.

La conservación de la energía es uno de los conceptos más importantes de la física porque unifica todos los fenómenos.

Seway & Jewett (2008) como lo explica mediante su libro: ‘’ En los sistemas aislados la energía no cruza la frontera del sistema. Para dichos sistemas, la energía total del sistema es constante. Si dentro del sistema no actúan fuerzas no conservativas, se aplica la conservación de energía mecánica para resolver varios problemas’’ (Pág. 195).

Dado que una fuerza es conservativa cuando el trabajo que realiza sobre un cuerpo depende sólo de los puntos inicial y final y no del camino seguido para llegar de un lugar a otro.

Conociendo que ‘’la energia no se crea ni se destruye solo se transforma’’, siempre que varía una energia mecánica total, en algún lugar próximo se produce una variación de energia compensadora bien definida, consideremos que un bloque desliza sobre una mesa y acaba deteniéndose el movimiento total del bloque ha desaparecido, para reaparecer en forma de calor, o sea de energia cinética del movimiento desordenado de las moléculas del bloque, de la mesa y el aire. (William Ingard & Kraushaan, 1966)

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ESTUDIO DEL SISTEMA AISLADO Y NO AISLADO DE LA CONSERVACION DE ENERGIA.

El concepto de energía se aplica a sistemas mecánicos sin recurrir a las leyes de Newton.

Además, el concepto de energía permite comprender fenómenos térmicos y eléctricos, para los que las leyes de Newton no son útiles.

En el modelo de sistema la atención se dirige a una porción pequeña del Universo, el sistema, y se ignoran detalles del resto del Universo afuera del sistema. Una habilidad para aplicar el modelo de sistema a problemas es la identificación del sistema. Un sistema válido:

- Puede ser un objeto simple o partícula

- Puede ser una colección de objetos o partículas

- Puede ser una región de espacio (como el interior del cilindro de combustión de

un motor de automóvil)

- Puede variar en tamaño y forma (como una bola de goma, que se deforma al golpear una pared)

En nuestros futuros estudios de física nos encontramos casos en los que tenemos que realizar cálculos de velocidades utilizando el concepto de conservación de energia y entender cómo se producen tales velocidades será de mucha ayuda para darle sentido a lo que estamos calculando lo cual ayuda mucho a la comprensión de fenómenos que a medida que seguimos estudiando van adquiriendo un grado de complejidad más alto.

La causa de estudiar la conservación de energia se da cuando estudiamos que todo cuerpo sufre un cambio de energia con respecto a un sistema de referencia (altitud) si no hay una altura se dice que en el cuerpo existe energia cinética y cuando hay una altura y el