cien_apli laboratorio 03 trabajo energia

8/17/2019 Cien_Apli Laboratorio 03 Trabajo Energia

1/10

TECSUP – P.F.R. Ciencias BásicasAplicadas

PRÁCTICA DE LABORATORIO Nº 03PRÁCTICA DE LABORATORIO Nº 03

TEOREMA DEL TRABAJO Y ENERGÍA.

1. OBJETIVOS

1) Comprobar la relación entre el trabao aplicado sobre !n obeto " la#ariación en s! ener$%a cin&tica.

') Reali(ar cálc!los cinemáticos basándose en consideracionesdinámicas " mecánicas.

) Calc!lar la potencia desarrollada sobre el mó#il.

2. MATERIALES

- Comp!tadora personal con pro$rama PASCO CapstoneTMinstalado

- *nter+ace !0 "n#$e%sa& Inte%'a(e- Sensor de +!er(a ,1)- Sensor de mo#imiento ,1)- -ó#il PASCAR ,')- Polea- Pesas con portapesas- C!erda- arillas- Bases-

-orda(a de me(a- Re$la.

3. )*NDAMENTO TE+RICO

3.1. T%a,a-o.

C!ando se eerce sobre !n c!erpo !na +!er(a constante F /!e +orma!n án$!lo θ con la dirección del mo#imiento0 el trabao reali(ado poreste a$ente mientras el c!erpo e+ecta !n despla(amiento 20 sede3ne como el prod!cto del despla(amiento por la componente de

la +!er(a en la dirección del mo#imiento0 as%4 / ). Cos . 1

5onde 60 denota el trabao reali(ado por la +!er(a F /!e acta sobrecierto án$!lo respecto a la dirección del despla(amiento.

7a ec!ación ,1)0 nos m!estra /!e el trabao debe ser e2presado ent&rminos del prod!cto de la !nidad de +!er(a por la !nidad dedistancia.

En el sistema -8S0 el trabao se e2presa en 9e:ton metro " recibe

el nombre de ;o!le ,;)0 de modo /!e !n ;0 es el trabao e+ect!ado por!na +!er(a de !n 9e:ton act!ando sobre !n c!erpo /!e se m!e#e

1


2/10

Ciencias Básicas Aplicadas TECSUP – P.F.R.

!n metro en la dirección de dic'.

En el sistema c$s0 el trabao /!eda e2presado en dina > cent%metro0 "la !nidad se denomina er$io0 as%4 1 er$io = dina.cm0 l!e$o como 19 =1?@ dinas " 1m = 1?' cm0 tenemos /!e 1 ; = 1? Er$ios.

3.2. Ene%4a

Se considera tácitamente la ener$%a como la capacidad para


3/10


En concl!sión de3nimos la ener$%a potencial $ra#itatoria EP$ 0 de !nc!erpo como el prod!cto del peso m$ por la alt!ra "0 de s! centro de$ra#edad respecto a !n plano de re+erencia ele$ido arbitrariamente0as%4

EP / 79 8

7a ener$%a potencial está asociada siempre a !na +!er(a0 as% para las +!er(as de tipo conser#ati#as0 se c!mple /!e4

dr

dE F

P

−= ∫ ∫ ∫ −== 2

1

2

1

2

1

. P

dE r d F dW !

Una +!er(a es conser#ati#a si el trabao /!e reali(a no dependedel recorrido sino de los p!ntos inicial " 3nal.

3.!. Poten(#a P

Se de3ne como el trabao reali(ado por !nidad de tiempo0 esdecir4

dt

dW P = ∫ ∫ =

2

1

2

1

)( dt t P dW

;

Para +!er(as conser#ati#as0 donde la +!er(a es constante0 la

potencia desarrollada se p!ede calc!lar de la si$!iente relación4

P / ).$

A


4/10


2

1

2

2

2

1

2

1

2

1

v 2

mv

2

mvdv mdx

dt

dv mFdx W

∫

10

5onde460 es el trabao0

#' es la #elocidad 3nal del obeto#1 es la #elocidad inicial.

8. PROCEDIMIENTO

8.1 Teo%e7a t%a,a-o ene%4a.

*n$rese al pro$rama PASCO CapstoneTM0


5/10


)#"%a 2. Primer montae.

A


6/10


Variación de la energa cin*tica del móvil al irde la osición (a) +asta la osición ($) (%)

Tra$ajo total reali"ado so$re el móvil aralograr el desla"amiento desde (a) +asta ($),(%)

8.3 Ve%#(a(#n e& teo%e7a e& t%a,a-o 9 &a E .

*n$rese al pro$rama PASCO CapstoneTM0


7/10


Con los datos proporcionados por los sensores de +!er(a "mo#imiento p!ede calc!lar tanto la ener$%a cin&tica del mó#il0 as% como la potencia desarrollada por la +!er(a como +!nciones deltiempo. Para tal 3n abra !na $ra3ca F!er(a #s posición " elia el tramoen el c!al la +!er(a aplicada sea constante " realice el a!ste linealpara identi3car la +!nción lineal 0 esta e2presión debe ser comparadacon los #alores obtenidos para la ener$%a cin&tica desarrollada en esetramo0 l!e$o realice el $ra3co Trabao #s tiempo " determine el #alorde la potencia desarrollada por el mó#il.

TABLA 2

Masa total del conjunto móvil (kg):

Medición 1 2 3 4 5

Velocidad máxima(m/s)

Distancia recorrido(m)

!uer"a alicada(#)

PROM (J)

Tra$ajo Total(%)

& ' (%)

Variación de la energa cin*tica del móvil al irde la osición (a) +asta la osición ($) (%)

Tra$ajo (!xd) reali"ado so$re el móvil aralograr el desla"amiento desde (a) +asta ($),(%)

!. C*ESTIONARIO


8/10


5.1 To7ano en ("enta e& p%o(eso Teo%e7a t%a,a-o ene%4a%esponaF

@.1.1 Con los res!ltados mostrados en la tabla 10 determine larelación entre la #ariación de la Ec " el trabao total reali(ado0

Hen s! opinión se c!mple el teorema trabao>ener$%aI0 Hpor /!&I

@.1.' Utilice los datos posición>tiempo " realice !na $rá3ca +!er(a>posición0 H/!& determina el área bao la c!r#aI

@.1. En el e2perimento reali(ado0 Hdir%a !sted /!e la +!er(a eercidapor la masa col$ante es conser#ati#a o disipati#aI0 e2pli/!e s!resp!esta.

!.2 To7ano en ("enta e& p%o(eso e $e%#(a(#n e& teo%e7ae& t%a,a-o 9 &a E %esponaF

@.'.1 HEl trabao calc!lado como inte$ral de la +!er(a respecto de ladistancia es i$!al a a/!el calc!lado como la inte$ral de la potenciarespecto al tiempoI Entre$!e los #alores " el error porcent!al.

@.'.' HCómo p!eden presentarse los res!ltados para demostrar elteorema del trabao " la ener$%a cin&ticaI

@.'. H7as +!er(as de ro(amiento !e$an !n papel importante en estae2perienciaI ;!sti3/!e s! resp!esta.

J


9/10


@.'. Realice !na interpretación de los #alores obtenidos0 para Trabao0Ener$%a Cin&tica " Potencia

@.'.@. Analice tres sit!aciones aplicadas a s! especialidad sobre elteorema del Trabao " Ener$%a

;. PROBLEMAS.7os problemas a contin!ación se desarrollarán de +orma anal%tica.

Problema ?1. Una part%c!la de ?.G?? K$ tiene !na rapide( de '.?? mLsen el p!nto A " ener$%a cin&tica de .@? ; en el p!nto B. HC!áles sona) s! ener$%a cin&tica en A0 b) s! rapide( en B " c) el trabao netoin#ertido en la part%c!la con+orme se m!e#e de A a BI

Problema ?'. Un martinete de ' 1?? K$ se !sa para enterrar !na #i$a* de acero en la tierra. El martinete cae @.?? m antes de /!edar encontacto con la parte s!perior de la #i$a. 5esp!&s cla#a la #i$a1'.?cm más en el s!elo mientras lle$a al reposo. Aplicandoconsideraciones de ener$%a0 calc!le la +!er(a promedio /!e la #i$aeerce sobre el martinete mientras este lle$a al reposo.


10/10


. OBSERVACIONES

J.1 NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN

NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN

J.' NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN


J. NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN


>. CONCL*SIONES

M.1 NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN


M.' NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN


M. NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN


10. BIBLIO?RA)IA sen 'o%7ato e &a APA

1?

cien_apli laboratorio 03 trabajo energia

Documents