Experiencia N°3 Trabajo y Energía
Enviado por klimbo3445 • 13 de Septiembre de 2017 • 1.271 Palabras (6 Páginas) • 511 Visitas
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Energía cinética en ambos bloques:
Para los bloques se tiene que la ecuación de energía cinética es:
[pic 37]
Donde ‘m’ es la masa del cuerpo, y ‘v’ es la velocidad, como se puede apreciar es necesario conocer la velocidad para esto recurrimos a los datos tabulados de los gráficos obtenidos en el programa Data Studio:
: [pic 38]
[pic 39]
[pic 40]
[pic 41]
Actividad 2: Determinación de la constante de elasticidad del resorte.
Los datos registrados durante la actividad se registran en la siguiente tabla, en la primera columna se observa la altura que alcanzó el proyectil, medidas que fueron tomadas tentativamente, y el tiempo que demoró en pasar el proyectil por el sensor de movimiento.
Altura [m]
Δ Tiempo [s]
0.26
6.3x10-3
0.28
6.7x10-3
0.30
6.6x10-3
0.24
6.7x10-3
0.30
6.4x10-3
A partir de los datos registrados en la tabla se calcula una media para cada variable:
Promedio de altura alcanzado por el proyectil: 0.276 [m]
Promedio de intervalo de tiempo que demora el proyectil en pasar por el sensor: 6.54x10-3 [s]
Para determinar la energía mecánica del sistema, constante elástica del resorte, trabajo realizado por la fuerza elástica y máxima energía cinética del sistema se requieren los siguientes datos:
Masa proyectil: 0.02143 [kg]
Diámetro proyectil: 0.0125 [m]
Velocidad inicial v0: 0.0237 [m/s]
Δ x del resorte: 0.06 [m]
Es preciso aclarar que la velocidad inicial es el cuociente entre el diámetro del proyectil y el tiempo en que demora en pasar por sensor, esto se debe a que el sensor estaba ubicado de tal manera que empezó a registrar el movimiento desde que el proyectil salió del lanzador, por lo que el diámetro del proyectil corresponde a la distancia recorrida por este en el intervalo de tiempo mencionado anteriormente.
Teniendo en cuenta las siguientes ecuaciones:
[pic 42]
[pic 43]
[pic 44]
Donde:
K: Energía Cinética [J]
M: Masa [m]
v0: Velocidad inicial [m/s]
U: Energía Potencial Elástica
k: Constante de elasticidad del resorte
Δx: Diferencia de longitud del resorte
E: Energía Mecánica del Sistema
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Dado que en este sistema de desprecia la fuerza de roce fuerzas para efectos de cálculo la energía mecánica permanece constante, y considerando que antes del lanzamiento la energía potencial elástica es cero, se obtiene la energía mecánica del sistema conociendo el valor de la energía cinética inicial.
[pic 45]
Debido q a que la energía mecánica se conserva, la energía potencial elástica es igual al valor obtenido en el cálculo anterior, por lo que la constante elástica se puede expresar como:
[pic 46]
La energía cinética máxima es alcanzada cuando el proyectil adquiere la máxima velocidad, este punto se alcanzó cuando el proyectil impactó la mesa de trabajo. Debido a que no se registró la altura del lanzador, se considerará como velocidad máxima la velocidad inicial del proyectil, dando como máxima energía cinética un valor de [J]. Este valor también es alcanzado cuando el proyectil se devuelve y pasa por la boca del lanzador.[pic 47]
El trabajo realizado por la fuerza elástica del resorte es igual a la diferencia negativa entre la energía potencial elástica final 0 [J] e inicial , un valor igual a [pic 48][pic 49]
Conclusión
En ambas actividades se analiza la energía y el trabajo realizado por ciertas fuerzas, con respecto a la actividad 1 se comprueba la importancia de entender claramente en qué dirección y sentido actúan las fuerzas para realizar de manera adecuada la determinación de diversos factores presentes en el sistema.
Con respecto a la segunda actividad es necesario aclarar que la velocidad inicial usada en los cálculos en realidad no corresponde a la velocidad inicial del proyectil, esto se debe a que el sensor se ubicó en la boca del lanzador y dado que el proyectil inició su movimiento al interior del lanzador y que la aceleración de gravedad disminuyó el módulo de la velocidad, la velocidad inicial debe tener un valor mayor que la representada en el análisis, por lo tanto todos los cálculos realizados anteriormente poseen un error además de los errores presentes en todo tipo de medición.
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