Fuerza roce energia trabajo
Enviado por Ninoka • 12 de Diciembre de 2018 • 2.570 Palabras (11 Páginas) • 294 Visitas
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Otros de los conceptos son energía y trabajo, los cuales están relacionados; La energía es uno de los conceptos físicos más importantes y esta se presenta de diferentes modos: como energía química, hidráulica, nuclear, calórica, mecánica, electromagnética, eólica, etc.
MARCO TEÓRICO
Parte 1:
Cuando se tiene un cuerpo estático sobre un plano inclinado, el diagrama de fuerzas que actúan sobre el cuerpo se puede graficar como se muestra a continuación:
[pic 2]
Esto es equivalente a decir que:
[pic 3]
[pic 4]
Donde corresponde a la fuerza de roce estático y es la fuerza normal a la superficie.[pic 5][pic 6]
Cuando el cuerpo está a punto de deslizar, el módulo de la fuerza de roce vale: [pic 7]
Utilizando estas tres expresiones se puede afirmar que el coeficiente de roce estático se puede calcular de la siguiente forma:
[pic 8]
Parte 2:
Cuando se tiene un cuerpo en movimiento sobre un plano inclinado, el diagrama de fuerzas que actúan sobre el cuerpo se puede graficar como se muestra a continuación:
[pic 9]
Esto es equivalente a decir que:
[pic 10]
[pic 11]
[pic 12]
De donde se obtiene:
(1)[pic 13]
Además se afirma que la fuerza de roce cinético se puede calcular como:
[pic 14]
[pic 15]
(2)[pic 16]
Reemplazando (1) en (2), se tiene:
[pic 17]
(3)[pic 18]
Utilizando la expresión tres, se puede afirmar que para determinar experimentalmente el coeficiente de roce cinético se necesitan conocer la aceleración de gravedad, las masas de los cuerpos y la aceleración del sistema.
Parte 3:
El trabajo que realiza una fuerza sobre un cuerpo, es equivalente a la energía necesaria para mover el cuerpo durante un tiempo determinado. Se calcula como el producto escalar de la fuerza aplicada por una unidad infinitesimal del desplazamiento.
[pic 19]
En términos generales, cuando existe un desplazamiento , se puede afirmar que desarrollando el producto escalar se obtiene:[pic 20]
[pic 21]
Donde r, corresponde al desplazamiento total realizado por un cuerpo. Particularmente, si el ángulo , el coseno vale 1, por lo cual se obtiene que:[pic 22]
[pic 23]
En otro caso particular, si el ángulo , el coseno vale, por lo cual se obtiene que el producto escalar es nulo y el trabajo también lo es.[pic 24]
NOTA: Para determinar un trabajo realizado por una fuerza, se debe establecer una distancia de desplazamiento acotada.
Parte 4:
Por medio del lanzamiento de un proyectil, se determina la constante elástica del resorte al momento de disparar el proyectil, considerando la conservación de la energía para este.
El disparador de proyectil consta de 3 posiciones; finalmente se calculara el mínimo disparo y determinará la energía cinética que adquiere el proyectil, para el experimento es una esfera de acero.
En forma gráfica, los pasos del experimento se representan de la siguiente forma:
[pic 25]
Para la representación de los estados del resorte y para la definición de la metodología de trabajo se determinan los puntos solicitados por la experiencia.
[pic 26]
La teoría de conservación de la energía, establece que en un sistema conservativo la energía mecánica se mantiene constante. Un sistema es conservativo si no hay energías que se disipen.
La energía mecánica se define como:
[pic 27]
[pic 28]
[pic 29]
[pic 30]
ACTIVIDADES
A.- Primera Actividad:
De acuerdo al marco teórico, el coeficiente de roce estático se puede determinar utilizando Tgө=Y/X, considerando el valor de X una cantidad conocida y determinando el valor de Y experimentalmente.
Para determinar el valor experimental, se inicia montando sobre el riel un bloque de madera a 60 cm de uno de sus extremos, posterior lentamente comienza a subir el riel hasta que el bloque de madera logre moverse, buscando el punto en donde se rompa la inercia justo en ese instante se registra la altura en la columna “Eje Y”, medida por medio de una regla.
[pic 31]
Imagen x, montaje actividad 1.
Con el objeto de disminuir el error en la medición se repite el procedimiento en 6 oportunidades, así se completa la siguiente tabla de datos; con estos datos se busca el coeficiente de roce experimental.
Nota: para el cálculo la unidad de longitud es en metros (m)
X (m)
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
0,6
Y (m)
0,177
0,168
0,157
0,145
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