UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERAFACULTAD DE INGENIERA ELCTRICA Y ELECTRNICAESCUELA DE ELECTRNICA

LABORATORIO N4: INFORMETRABAJO Y ENERGA

AUTORES:GONZALES CARHUALLANQUI MANUEL MARIO (20150046K)MONTES CAJA KEVIN HANS (20150371I)PACHERRES CANDIA JEAN LUCAS (20152174F)

ASIGNATURA:FSICA ICODIGO DEL CURSO: FI-203I CICLO - SECCIN OMESA: D-7ESPECIALIDAD: INGENIERA ELECTRNICA

DOCENTES:CARO AMERYFERNANDO SHIRINOS

LIMA PER2015

OBJETIVOS Verificar el teorema de trabajo y energa. Determinar la variacin de la energa cintica entre dos puntos B y Z. Verificar la constante de deformacin del resorte. Calcular el trabajo de la fuerza elstica entre los puntos B y Z. Construir una grfica de la deformacin del resorte vs fuerza para calibrar los resortes A y B. Calcular el porcentaje de error

CONCLUSIONES Se concluy que la energa y el trabajo entre dos puntos tiene el mismo valor y con esto se verifica el teorema del trabajo y de la energa. Para tener una mayor exactitud se necesita casos ideales donde no intervengan los agentes externos como la fuerza de rozamiento. El trabajo de la fuerza elstica fue de 0.809939 J. El trabajo realizado por una trayectoria cerrada es igual a cero. Se consider la variacin de la energa potencial elstica, ya que esta produce un trabajo. Se obtuvo un porcentaje de error del 3.01%.

1. INTRODUCCIONEn el siguiente informe de trabajo y energa se comprob experimentalmente la conservacin de la energa mecnica de un puto B a Z y que los resortes generan fuerzas conservativas, haciendo que la variacin de la energa mecnica sea aproximadamente igual al trabajo empleado en un mismo desplazamiento.

2. FUNDAMENTO TEORICOCuando sobre un cuerpo acta una fuerza y el cuerpo experimenta un desplazamiento , se dice que la fuerza ha realizado un trabajo sobre el cuerpo; definimos este trabajo mediante la siguiente expresin:

Este trabajo elemental puede ser positivo o negativo dependiendo de las direcciones de F y del desplazamiento .

Cuando el cuerpo se mueve a lo largo de una curva por accion de una fuerza variable, entonces en un tiempo muy pequeo , y el elemento de trabajo asociado a este desplasamiento sera:

Donde F se considera esencialmente constante durante este desplasamiento. Para la trayectoria del cuerpo indicada en la figura 2, entre los puntos y , el trabajo realizado entre estos dos puntos sera:

Cuando los desplazamientos son muy pequeos, la sumatoria se convierte en la integral:

Se demuestra que este trabajo W es igual a:

El trabajo realizado por la fuerza resultante que actua sobre un cuerpo es igual al cambio de la energia cinetica de dicho cuerpo. A este resultado se le conoce como el teorema teorema trabajo-energia.Otra forma de escribir la ecuacion anterior es la siguiente:

Donde es la velocidad del cuerpo en el punto final y es la velocidad del cuerpo en la posicion de la trayectoria considerada.Para verificar el terorema del trabajo-energia, nos valemos de un disco metalico que se encuentra suspendido por un colchon de aire de manera que cuando este se desplase sobre la superficie plana del vidrio, las fuerzas de friccion se pueden considerar insignificantes. Las fuerzas que obligan al disco a realizar un movimiento curvo en el plano son ejercidas por dos resortes de constantes elasticas diferentes como se muestra en la figura 3, en la que los puntos A y B son puntos fijos.

Si el disco es conectado a un chispero electronico, se puede registrar la trayectoria que describe el centro del disco bajo la accion de las fuerzas, como se muestra en la figura 4 y de esta manera podemos medir: el desplazamiento entre cada par de puntos vecinos; la velocidad instantnea como una aproximacin a la velocidad media entre dos marcas vecinas.

Tambin podemos medir la elongacion (longitud final longitud final) de cada resorte y por lo tanto la fuerza que cada resorte ejerce sobre el disco. Asi mismo, encontramos la componente de la fuerza resultante tangente a la trayectoria.3. MATERIALES Plancha de vidrio en marco de madera Un disco con sistema elctrico Un chispero electrnico con su fuente de poder Dos resortes Una hoja de papel elctrico y dos hojas de papel bond Dos pesas de 50g y dos pesas de 100g cada una Una regla milimetrada, comps y dos escuadras Un cronometro digital Un nivel

4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL1. Se nivel horizontalmente la superficie de la plancha de vidrio para evitar que el disco se mueva.2. Armamos el disco y los resortes. 3. Se encontr la frecuencia del chispero.4. Ensayamos la trayectoria deseada, forma de ele, sin encender el chispero.5. Colocamos el papel A3 sobre la plancha de vidrio, se marc el punto extremo fijo A y B de cada resorte.6. Se procedi a llevar el chispero hasta la posicin inicial, y en el momento de soltarlo se encendi el chispero. Apagamos el chispero en el instante que cruz su trayectoria.7. Repetimos esta accin en hojas diferentes y se escogi la que tiene ms de 20 ticks.8. Retiramos los resortes y medimos sus longitudes naturales.9. Encontramos la calibracin para cada uno de los resortes. 5. OBSERVACIONES Para la calibracin del chispero se tuvo que considerar la masa del tubo de oxgeno, que haca que el chispero se valle de un lado a otro. Se tuvo que colocar los resortes juntos de tal manera que no generen torque que hara que el experimento tenga mrgenes de error elevados. Se pudo notar que el tiempo de reaccin de las manos al momento de soltar y prender el chispero genera un margen de error para la medicin de la frecuencia. Se consider lneas rectas de un tick a otro tick por ser en tiempos muy pequeos.

6. BIBLIOGRAFIA Manual del laboratorio de Fsica experimento 8. Young Freedman - Fsica universitaria Vol.-1 Humberto Leyva - Fsica I

7. CALCULOS, RESULTADOS Y GRAFICOSHallando la velocidad inicialV (1) = (r0.5 r1.5) / tick = 1.32cm/0.024s = 55cm/sV (3) = (r2.5 r3.5) / tick = 2.25cm/ 0.024s = 93.75 cm/sV (2) = (v1+v3) / 2 = 74.38 cm/s = 0.7438 m/sHallando la velocidad finalV (27) = (r26.5 r27.5) / tick = 3.28 cm/0.024s = 136.67 cm/sV (29) = (r28.5 r29.5) / tick = 2.95 cm/ 0.024s = 122.92 cm/sV (28)= (v27+v29) / 2 = 129.795 cm/s = 1.29795 m/sHallando la variacion de la energia cinetica:

= 0.4281 J(1)Hallando la variacion de la energia elastica:

W = J(2)Sumando (1) y (2) para hallar el trabajo neto:0.4281 +..(3)Hallando el trabajo realizado por la fuerza de los resorte (ver la tabla):W W = 0.809939 J.(4)