laboratorio de fisica
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LABORATORIO DE FISICA MECANICA
PRESENTADO A:
UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDERSan Jos de Ccuta, Colombia2012
CONTENIDO
INCERTIDUMBRE DE MEDICIONESINTRODUCCIONOBJETIVOS OBJETIVO GENERALOBJETIVOS ESPECIFICOSMARCO TEORICOANALISIS DE LOS RESULTADOSCONCLUSIONESINTERPRETACION DE GRAFICASINTRODUCCIONOBJETIVOS OBJETIVO GENERALOBJETIVOS ESPECIFICOSMARCO TEORICOANALISIS DE LOS RESULTADOSCONCLUSIONESMEDIDAS EXPERIMENTALESINTRODUCCIONOBJETIVOS OBJETIVO GENERALOBJETIVOS ESPECIFICOSMARCO TEORICOANALISIS DE LOS RESULTADOSCONCLUSIONESMOVIMIENTO RECTILINEOINTRODUCCIONOBJETIVOS OBJETIVO GENERALOBJETIVOS ESPECIFICOSMARCO TEORICOANALISIS DE LOS RESULTADOSCONCLUSIONESCAIDA LIBREINTRODUCCIONOBJETIVOS OBJETIVO GENERALOBJETIVOS ESPECIFICOSMARCO TEORICOANALISIS DE LOS RESULTADOSCONCLUSIONESMOVIMIENTO DE PROYECTILESINTRODUCCIONOBJETIVOS OBJETIVO GENERALOBJETIVOS ESPECIFICOSMARCO TEORICOANALISIS DE LOS RESULTADOSCONCLUSIONESLEY DE HOOKEINTRODUCCIONOBJETIVOS OBJETIVO GENERALOBJETIVOS ESPECIFICOSMARCO TEORICOANALISIS DE LOS RESULTADOSCONCLUSIONESSEGUNDA LEY DE NEWTONINTRODUCCIONOBJETIVOS OBJETIVO GENERALOBJETIVOS ESPECIFICOSMARCO TEORICOANALISIS DE LOS RESULTADOSCONCLUSIONES
CONSERVACION DE LA ENERGIA MECANICAINTRODUCCIONOBJETIVOS OBJETIVO GENERALOBJETIVOS ESPECIFICOSMARCO TEORICOANALISIS DE LOS RESULTADOSCONCLUSIONESPENDULO BALISTICOINTRODUCCIONOBJETIVOS OBJETIVO GENERALOBJETIVOS ESPECIFICOSMARCO TEORICOANALISIS DE LOS RESULTADOSCONCLUSIONES
INCERTIDUMBRE DE MEDICIONES
INTRODUCCION
La incertidumbre es el intervalo o rango de los valores posibles de una medida. Incluye tanto los errores sistemticos como aleatorios de igual manera es la tolerancia del error que pueden cometer los humanos en cuanto a medidas, cuyo fin es el de determinar el nmero de cifras significativas en las diferentes mediciones: volumen, peso, tiempo, masa, longitud y otras. Tambin tiene como objetivo calcular el error experimental en las medidas realizadas. Entonces concluimos con el hecho de que la incertidumbre de una medicin est asociada a los resultados razonables sujetos a la medicin dada finalmente.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Analizar los factores, a tener en cuenta, para determinar el valor experimental de una magnitud fsica.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Determinar el nmero adecuado de cifras significativas en diferentes mediciones.Calcular el error experimental en las medidas realizadas
MARCO TEORICO
Errores de medida, errores cometidos en la medida de una magnitud debidos al mtodo empleado, a los instrumentos utilizados o al propio experimentador.El error cometido en la medida de una magnitud es igual a la diferencia x-x entre el valor encontrado, x, y el valor verdadero, x. Si el error es positivo se habla de error por exceso y si el error es negativo se dice que es error por defecto.Los errores pueden ser accidentales o sistemticos. Los primeros son debidos a variaciones en las condiciones experimentales. Pueden ser tanto por exceso como por defecto y se compensan realizando varias medidas y tomando el valor medio de las mismas. Los errores sistemticos afectan a la medida siempre en el mismo sentido. Estn producidos por un funcionamiento incorrecto del instrumento o por un mtodo no adecuado de medida. En general, estos errores pueden ser corregidos.Independientemente de estos tipos de errores se definen los conceptos de error absoluto y error relativo de una medida. El error absoluto es la diferencia entre el valor medido y el valor verdadero; posee las mismas unidades que la magnitud que se mide. El error relativo es el cociente entre el error absoluto y el valor de la medida; es un nmero dimensional y se suele expresar en tanto por ciento. Una medida es tanto ms precisa cuanto menor sea su error relativo.
INCERTIDUMBRE DE MEDICIONESCon un calibrador, se ha medido 10 veces la longitud de una pieza obteniendo los siguientes valores: 12,60 mm; 12,20 mm; 12,75 mm; 12,85 mm; 12,55 mm; 12,45 mm; 12,70 mm; 12,60 mm; 12,85 mm y 12,65 mm.Expresar el resultado de la medicin con su correspondiente incertidumbre.
12,60 mm12,45 mm12,20 mm12,70 mm12,75 mm12,60 mm12,85 mm12,85 mm12,55 mm12,65 mm
Dadas las siguientes magnitudes:
Determinar:
Si el lado de un cuadrado es de , encontrar:Su permetroSu rea
10 objetos idnticos tienen una masa de Cul es la masa m de uno de los objetos?
El volumen de un cubo viene dado por . Si , calcular el volumen del cubo y el error porcentual.
Los siguientes valores corresponden a una serie de medidas del volumen de un cubo: Determine el volumen del cubo con su correspondiente incertidumbre.
La posicin de un mvil en funcin del tiempo viene dada por la expresin . Si para se tiene que , encontrar x y el error porcentual para , sabiendo que .
(0.019+0.013)(384)
Calcular la densidad de un cuerpo y el error porcentual, sabiendo que su masa y su volumen .
Una galleta, tiene la forma de un disco, con un dimetro de y espesor de . Calcule el volumen promedio de la galleta y la incertidumbre del volumen
V= (0.050 0.005 cm) x (8.5
V= (0.050 0.005 cm x x
V= ((
V= (0.16 x (
V= (0.16
V= (0.16) (18.06) (
V= 2.9
El rea de un rectngulo se reporta como y una de sus dimensiones se reporta como . Cul ser el valor y la incertidumbre de la otra dimensin del rectngulo?
CONCLUSIONES
Logramos comprender la importancia de hacer en cualquier medicin varios ensayos para obtener una medida ms exacta.Con la prctica de estos laboratorios entendimos que la medicin de cualquier magnitud nunca va a ser totalmente exacta y siempre va a tener una incertidumbre.
INTERPRETACION DE GRAFICAS
INTRODUCCION
Las grficas son representaciones pictricas de pares ordenados de puntos. No es extrao que la interpretacin de una serie de mediciones sea ms fcil a travs de anlisis de un grfico bien confeccionado que a partir de una tabla construida con los resultados de las mediciones. La confeccin e interpretacin de grficos es de gran importancia tanto en el anlisis terico como en el experimental. En esta Seccin trataremos brevemente el tema de la interpretacin de grficos. El Apndice B trata con detalle el tema de su confeccin.Muchas leyes fsicas implican una proporcionalidad entre dos cantidades medibles experimentalmente. Por ejemplo, la ley de Hooke establece que el estiramiento de un resorte es proporcional a la fuerza que lo deforma, y la segunda ley de Newton establece que la aceleracin de un cuerpo es proporcional a la fuerza neta aplicada. Muchos experimentos de laboratorio estn diseados para verificar esta clase de proporcionalidad.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Construir grficos, usando los pasos correspondientes, adems rectificar si es necesario encontrar la relacin que lo representa.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
Reconocer la importancia del anlisis grfico en el estudio de los fenmenos fsicosDistinguir con claridad los diferentes tipos de relacin existente entre las variables que intervienen en cada fenmeno fsicoDesarrollar habilidad para interpretar grficasSeleccionar las escalas ms adecuadas para que los grficos se puedan interpretar fcilmente.
MARCO TEORICO
Grficoogrficason las denominaciones de larepresentacindedatos, generalmente numricos, medianterecursos grficos (lneas,vectores,superficiesosmbolos), para que se manifieste visualmente larelacinque guardan entre s. Tambin puede ser un conjunto depuntos, que se plasman encoordenadas cartesianas, y sirven para analizar el comportamiento de un proceso, o un conjunto deelementoso signos que permiten la interpretacin de un fenmeno. La representacin grfica permite establecer valores que no han sido obtenidos experimentalmente, sino mediante lainterpolacin(lectura entre puntos) y laextrapolacin(valores fuera del intervalo experimental).
INTERPRETACION DE GRAFICAS
La tabla que se presenta a continuacin contiene los datos que se tomaron cuando 4 recipientes iguales que se llenaron de agua y se vaciaron por orificios en el fondo de diferentes dimetros.h en cmd en cm30 cm10 cm4 cm1 cm
1.573 sg43.5 sg26.7 sg13.5 sg0.44
241.2 sg23.7 sg15.0 sg7.2 sg0.25
318.4 sg10.5 sg5.8 sg3.7 sg0.11
56.8 sg3.9 sg2.2 sg1.5 sg0.04
Interpretacin de los resultados.Con la informacin que aparece en la tabla realice.1. Un grfico de tiempo vs dimetro de los orificios cuando se llena el recipiente hasta una altura de 30 cm use una escala grande para que los grficos ocupen toda la hoja del papel milimetrado.2. Agregue a la tabla de datos una columna de valores . Para la misma altura de 30 cm, haga la grfica de .3. Repita los numerales 1 y 2 para las dems alturas, sobre los mismos sistemas de coordenados.4. Represente grficamente para . Coloque h en el eje horizontal y extrapole la curva hasta el origen.Anlisis y conclusiones5. Teniendo como base la grfica del punto 1 Cmo encontrara el tiempo de vaciado para un dimetro de 4cm y 8cm para ?El tiempo de vaciado para un dimetro de 8 cm sera menor que al de un dimetro de 4cm.6. La interpolacin y extrapolacin en las grficas es siempre confiable? ExpliqueEn la interpolacin, como en la extrapolacin grfica, lo que se trata es de encontrar datos probables a partir de datos conocidos; por esta razn tienen importancia en la ciencia, ya que representan un mtodo muy aceptable de prediccin.
7. Observe la grfica del punto 1. El tiempo de salida esta relacionado con el rea del orificio? Cmo?Si, el tiempo de vaciado esta relacionado con el rea de orificio, entre mayor sea su dimetro menor ser el tiempo de vaciado y viceversa.8. Escriba una relacin algebraica entre t y d cuando
9. Se cumple la misma relacin para las dems alturas?Si se cumple para los dems casos.10. Cundo extrapola la grfica del punto 2, esta pasa por el origen? Si cuando se extrapola la grfica esta pasa por el origen.
CONCLUSIONES
Las grficas describen la relacin entre dos variables.La variable que se representa en el eje horizontal se llama variable x o variable independiente. La que se representa en el eje vertical, variable y o variable dependiente.La variable y es funcin de la variable x.Para interpretar una grfica, hemos de mirarla de izquierda a derecha, observando cmo vara la variable dependiente, y, al aumentar la variable independiente, x.
MEDIDAS EXPERIMENTALES
INTRODUCCION
Al realizar el proceso de medicin, el valor obtenido y asignado a la medida diferir probablemente del valor verdadero. En el proceso de medicin nicamente pretendemos estimar de forma aproximada el valor de la magnitud medida. Para ello debemos dar un nmero con sus unidades y una estimacin del error. Independientemente de cun prximas estn las divisiones en una regla, hay un lmite de precisin del cual no se puede medir. Toda medida hecha con cualquier tipo de instrumento de medicin tiene un error inevitable.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERALMedir algunas magnitudes, en varios objetos, utilizando diferentes instrumentos de medidas y reportar los resultados especificando las incertidumbres.
OBJETIVOS ESPECIFICOS1. Determinar experimentalmente el valor de con su incertidumbre2. Adquirir habilidad en el manejo de la regla, el calibrador y el tornillo micromtrico.
MARCO TEORICO
Instrumento de medicinEs un aparato que se usa para comparar magnitudes fsicas mediante un proceso de medicin. Como unidades de medida se utilizan objetos y sucesos previamente establecidos como estndares o patrones y de la medicin resulta un nmero que es la relacin entre el objeto de estudio y la unidad de referencia. Incertidumbre de la medidaAsociado al resultado de una medida, que caracteriza el intervalo de valores que puede ser razonablemente atribuidos al mensurando.GraficaEs la representacin de datos, generalmente numricos, mediante lneas, superficies o smbolos, para ver la relacin que esos datos guardan entre s.
MEDIDAS EXPERIMENTALESAnlisisA. Midiendo con la mano
1. Complete la tabla 1. Calcule el valor del largo y el ancho de la mesa para cada estudiante en centmetros. Lleve estos datos con sus respectivas incertidumbres a la tabla 2.2. Complete la tabla 2. Recuerde que el valor medida precisa es el tomado directamente con la cinta mtrica. Calcule el rea de la mesa con los valores promedio de ancho y largo. Las reas calculadas deben escribirse con su respectiva incertidumbreTabla 1. Datos midiendo con la mano.Estudiante 1Estudiante 2Estudiante 3Estudiante 4Estudiante 5
Ancho (cuarta, pulg)2 cuar 6 pulg3 cuar 1 pulg3 cuar 2 pulg2 cuar 5 pulg2 cuar 5 pulg
Largo (cuarta, pulg)4 cuar 4 pulg5 cuar 1 pulg5 cuar 4 pulg4 cuar 2 pulg5 cuar
Longitud de la cuarta (cm)21.8 cm18.3 cm20.5 cm25.4 cm22.5 cm
Longitud de la pulgada (cm)3.1 cm3 cm3 cm3.2 cm3.1 cm
ANCHOEstudiante 1: Estudiante 4: Estudiante 2:Estudiante 5: Estudiante 3:
Incertidumbre: Incertidumbre relativa: Incertidumbre relativa porcentual: LARGOEstudiante 1:Estudiante 4: Estudiante 2:Estudiante 5: Estudiante 3:
Incertidumbre: Incertidumbre relativa: Incertidumbre relativa porcentual: AREAEstudiante 1:Estudiante 4: Estudiante 2:Estudiante 5: Estudiante 3:
Incertidumbre: Incertidumbre relativa: Incertidumbre relativa porcentual:
Medida manualMedidaIncer.Medida Error
Est 1Est 2Est 3Est 4Est 5PromedioRelativaPrecisaRelativo
Ancho (cm)63.463.563.360.559.962.1262.12 1.53640,02
Largo (cm)105.5105.3105.4102.7102.5104.28104.28 1.341050,01
rea (cm2)6688.76686.556671.826213.356139.756480.0346480.034 242.7867200,03
Tabla 2. Anlisis de midiendo con la mano.B. Medida del dimetro de esferas
1. Tenga presente las cifras significativas que debe tomar de acuerdo con la escala del instrumento con el que est midiendo.CalibradorMicrmetro
Bola 1Bola 2Bola 3Bola 1Bola 2Bola 3
16.116.9516.416.4316.4216.54Est 1
16.0516.916.516.4216.4316.53Est 2
16.11616.216.4116.4216.51Est 3
16161616.416.4116.5Est 4
1616.81616.416.4016.54Est 5
2. Con base en la tabla de datos elaborada por usted, calcule el promedio de los datos obtenidos con cada instrumento de medida.
Calibrador:Bola 1.
Bola 2.
Bola 3.
MicrmetroBola 1.
Bola 2.
Bola 3.
3. Halle el error absoluto para cada dato.CalibradorBola 1.
Bola 2.
Bola 3.
MicrmetroBola 1.
Bola 2.
Bola 3.
4. Determine el error relativo para cada dato.CalibradorBola 1.
Bola 2.
Bola 3.
MicrmetroBola 1.
Bola 2.
Bola 3.
5. Encuentre el promedio de los errores relativos.
6. Qu significado tendra que el error absoluto promedio fuera igual a cero?Si el error absoluto promedio fuera igual a cero significara que el instrumento que se uso tiene una precisin exacta.
7. Qu significado tendra que el error relativo tuviese un valor cercado al 10%?Si el error relativo fuera del 10% significara que por cada 15mm que marcara el calibrador habra un error del 1.5mm; lo cual indicara que el instrumento es de muy mala calidad.8. Cul de estos instrumentos de medicin es ms confiable? Justifique su respuesta.Segn los resultados dados en la medicin con tornillo micromtrico y el calibrador, el instrumento de medicin ms preciso es el tornillo micromtrico ya que permite medir un objeto con gran precisin en un rango que est dado en centsimas o de milsimas de milmetro. Y adems el error relativo arrojado es menor. C. Medida de
1. Con los datos de la tabla 3 realice una grfica en papel milimetrado de permetro vs dimetro. Interpole.Tabla 3. crculoPermetroDimetro
N.ValorValor
18.21 cm2.6222.6 cm0.31
26.85 cm3.9822.15 cm0.76
314.8 cm3.9684.5 cm1.59
46.5 cm4.3321.9 cm1.014
511.3 cm0.4683.4 cm0.49
Permetro.
Dimetro.
2. Halle el valor de la pendiente. Qu representa la pendiente en este grfico?
La pendiente en este grfico representa un valor aproximado de 3. Calcule la incertidumbre de la pendiente
4. Reporte el valor de n con su incertidumbre en la siguiente forma:
CONCLUSIONES
Es importante conocer los aparatos de medicin, as como las graduaciones y posibles errores para que en prcticas siguientes tengamos en cuenta que instrumentos debemos usar en diferentes tipos de mediciones. Tambin es importante conocer las incertidumbres ya que de otra forma los resultados que se dan podran ser inexactos y eso alterara los resultados esperados.
MOVIMIENTO RECTILINEO
INTRODUCCION
En el presentetrabajose pretende dar a conocer elmovimientorectilneo uniformemente variado, aplicando elmtodocientficoexperimental,El movimiento rectilneo uniformemente variado describe una trayectoria en lnea recta este movimiento que recorre espacios diferentes en tiempos igualesAdems la aceleracin juega unpapelmuy importante porque es la variacin que experimenta lavelocidaden la unidad detiempo. Se considera positiva en el movimiento acelerado y negativa en el retardadoEl MRUV esta relacionado con la aceleracin de la gravedad es decir que la gravedad juega un papel muy importante en este fenmenoAdems se presenta un resumen de todo el mtodo cientfico experimental, anexos en los cuales podemos encontrar el mtodo de mnimos cuadrados, el cual es una herramienta clave parapoderestimar la dispersin de losdatosexperimentales
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERALAnalizar el movimiento de un mvil que se desliza n una trayectoria rectilnea, sin rozamiento, a lo largo de un riel.
OBJETIVOS ESPECIFICOS1. Identificar las caractersticas del movimiento rectilneo uniforme2. Mediante las grficas, deducir caractersticas entre las variables y comprender las ecuaciones del movimiento rectilneo uniforme y del movimiento rectilneo uniformemente variado.
MARCO TEORICO
Cuando una partcula se mueve a lo largo del eje x desde cierta posicin inicial hasta cierta posicin final su desplazamiento es:
La velocidad promedio de una partcula durante algn intervalo de tiempo es el desplazamiento x dividido entre el intervalo de tiempo t durante el cual dicho desplazamiento ocurri:
La rapidez promedio de una partcula es igual al cociente entre la distancia total que recorre y el tiempo total necesario para cubrir esa distancia
La velocidad instantnea de una partcula se define como el lmite de la relacin, cuando tiende a cero. Por definicin, este lmite es igual a la derivada de x con respecto a t, o a la relacin de cambio de la posicin en el tiempo:
La rapidez instantnea de una partcula es igual a la magnitud de su velocidad.
La aceleracin promedio de una partcula se define como la proporcin entre el cambio de su velocidad, , dividido entre el intervalo de tiempo durante el cual ocurri dicho cambio:
La aceleracin instantnea es igual al lmite de la relacin cuando tiende a cero. Por definicin, este lmite es igual a la derivada de respecto de t o a la proporcin de cambio de la velocidad en el tiempo:
Las ecuaciones de cinemtica para una partcula que se mueve a lo largo del eje x con aceleracin uniforme (constante en magnitud y direccin) son:
MOVIMIENTO RECTILINEO
AnlisisA. Movimiento rectilneo uniforme.
1. Calcule el valor de tprom para cada una de las distancias de la tabla 1.Tabla 1. Movimiento rectilneo uniformex
20 cm0.2490.2320.2420.241
30 cm0.3690.3740.3770.373
40 cm0.4640.4630.4700.465
50 cm0.6000.5990.6000.599
2. Construya una grfica de . Interpole
x(cm)
50
40
30
20
10
0.2410.373 0.465 0.599t(s)
3. Calcule la pendiente de esta grfica.
4. Qu significado fsico tiene esta pendiente?
En una grfica de posicin contra tiempo, la pendiente de la recta me indica la velocidad.
5. Hay aceleracin en este movimiento? Explique.
No porque la velocidad se mantiene constante.
B. Movimiento rectilneo uniformemente variado
1. Calcule los valores promedios de para cada una de las distancias de la tabla 2.
Tabla 2. Movimiento rectilneo uniformemente variado.
123123
20 cm0.6940.6920.6870.6910.9140.9090.9120.9110.008825625
30 cm0.6840.6860.6840.6840.9980.9990.9980.9980.008437.381397.26
40 cm0.6870.6460.6830.6720.0601.0641.0631.0620.008446.422154.81
50 cm0.5710.6410.6740.6281.1301.1291.1301.1290.008856.933241.02
2. Con la ecuacin , calcule la aceleracin para cada distancia en la tabla 2.
Para
Para
Para
Para
3. Encuentre el valor promedio de la aceleracin con su respectiva incertidumbre.
4. Con la ecuacin , calcule el tiempo para cada una de estas distancias. Lleve estos valores a la tabla 2.
Para
Para
Para
Para
5. Linealice la grafica anterior (grafique ). Que informacin puede obtener de la pendiente de esta grafica.
x (cm)
50
40
30
20
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
La informacin que se puede obtener de la pendiente es que hubo un cambio en la velocidad de la partcula es decir, se experimento una aceleracin.
6. Grafique con los valores de la tabla 2. Que representa la pendiente de esta curva?La pendiente de la grfica representa la aceleracin.
V(cm/s)1.1291.0620.9980.911 T(s) 2537.3846.4256.93
CONCLUSIONES
Se logr experimentar varias prcticas observando los diferentes movimientos presentados por unos objetos en el laboratorio indicando la distancia y el tiempo que representa cada movimiento por un cuerpo.
Observando claramente que cada cuerpo maneja una fuerza igual pero con diferentes velocidades al aumentar la distancia y en ms tiempo.
El procedimiento para calcular las velocidades y los tiempos de cada movimiento o de un objeto en movimiento es calculado por formulas presentada para ser resueltas a cada paso.
CAIDA LIBRE
INTRODUCCION
En fsica, se denomina cada libre al movimiento de un cuerpo bajo la accin exclusiva de un campo gravitatorio. Esta definicin formal excluye a todas las cadas reales influenciadas en mayor o menor medida por la resistencia aerodinmica del aire, as como a cualquier otra que tenga lugar en el seno de un fluido; sin embargo es frecuente tambin referirse coloquialmente a stas como cadas libres, aunque los efectos de la viscosidad del medio no sean por lo general despreciables.El concepto es aplicable tambin a objetos en movimiento vertical ascendente sometidos a la accin desaceleradora de la gravedad, como un disparo vertical; o a satlites no propulsados en rbita alrededor de la Tierra, como la propia Luna. Otros sucesos referidos tambin como cada libre lo constituyen las trayectorias geodsicas en el espacio-tiempo descritas en la teora de la relatividad general.Un sistema de referencia ligado a un cuerpo en cada libre puede considerarse inercial o no inercial en funcin del marco terico que est utilizndose.En la fsica clsica, la fuerza gravitatoria que se ejerce sobre una masa es proporcional a la intensidad del campo gravitatorio en la posicin espacial donde se encuentre dicha masa. La constante de proporcionalidad es precisamente el valor de la masa inercial del cuerpo, tal y como establece el principio de equivalencia. En la fsica relativista, la gravedad es el efecto que produce sobre las trayectorias de los cuerpos la curvatura del espacio-tiempo; en este caso, la gravedad no es una fuerza, sino una geodsica. Por tanto, desde el punto de vista de la fsica clsica, un sistema de referencia en cada libre es un sistema acelerado por la fuerza de la gravedad y, como tal, es no inercial. Por el contrario, desde el punto de vista de la fsica relativista, el mismo sistema de referencia es inercial, pues aunque est acelerado en el espacio, no est acelerado en el espacio-tiempo. La diferencia radica en la propia definicin de los conceptos geomtricos y cinemticas, que para cada marco terico son completamente diferentes.
OBJETIVOSOBJETIVO GENERALComprobar que el movimiento de cada libre es un movimiento rectilneo uniformemente variado.
OBJETIVOS ESPECIFICOS1. Analizar el movimiento lineal debido a la aceleracin constante2. Comprobar las leyes que rigen la cada de los cuerpos.3. Calcular la aceleracin de la gravedad.
MARCO TEORICO
Es el movimiento determinado exclusivamente por fuerzas gravitatorias, que adquieren los cuerpos al caer, partiendo del reposo, hacia la superficie de la Tierra y sin estar impedidos por un medio que pudiera producir una fuerza de friccin o de empuje. Algunos ejemplos son el movimiento de la Luna alrededor de la Tierra o la cada de un objeto a la superficie terrestre.
Galileo fue el primero en demostrar experimentalmente que, si se desprecia la resistencia que ofrece el aire, todos los cuerpos caen hacia la Tierra con la misma aceleracin.
Leyes de la cada libre de los cuerpos
1. Todos los cuerpos caen al vaco con las misma aceleracin
2. Los cuerpos al caer adquieren velocidades que son proporcionales a los tiempos que emplean en la cada.
3. Los espacios que recorren los cuerpos al caer, estn en proporcin directa de los cuadrados de los tiempos que tardan en recorrerlos.
CAIDA LIBREAnlisis:1. Complete la tabla 1. Calcule para cada una de las alturas consideradasTabla 1. Cada libre
1100.1430.1410.1410.1400.1410.019
2200.1980.2020.2010.2010.2000.040
3300.2590.2460.2480.2450.2490.062
4400.2830.2830.2850.2810.2830.080
5500.3180.3150.3160.3160.3160.100
2. Elabore un grfico de altura contra tiempo de cada
h(cm)
50
40
30
20
10
T(s)0.100 0.150 0.200 0.250 0.300 0.350
3. Linealice el grfico anterior. Elabore un grfico de altura contra tiempo de cada al cuadrado. y calcule la pendiente de esta curva.
H(cm)5040302010 0.019 0.040 0.062 0.080 0.1004. Determine el valor de la gravedad.
5. Qu porcentaje de error encuentra entre el valor obtenido y el de ?
Incertidumbre: Incertidumbre relativa: Incertidumbre relativa porcentual:
6. Por qu es importante linealizar el grfico ?
Porque con esto se puede obtener que la gravedad que se ejerce sobre el cuerpo siempre es constante.
7. En el instante en que empieza la cada de la esfera, su aceleracin es diferente a cero?
Si, porque al empezar a caer, la esfera experimenta un cambio en su velocidad vertical.
8. Describa las caractersticas fsicas de una cada libre.
Se utilizan marcos de referencia inercial. Los cuerpos describen un movimiento cuya velocidad cambia uniformemente en funcin de la aceleracin de la gravedad. Todo objeto que se desplaza se considera como partcula (no se considera las dimensiones del objeto). Los efectos de la altitud de la tierra no se consideran por lo tanto la aceleracin de la gravedad ser constante. () No se considera el movimiento de la rotacin de la tierra, por lo que los cuerpos que caen libremente tienen una trayectoria rectlinea. No se considera la resistencia o friccin del aire.La cada libre es un tipo de movimiento gobernado por las mismas ecuaciones usadas para el movimiento con aceleracin constante. La aceleracin actuante es la gravedad, la cual puede tomar los siguientes valores:Magnitud de la aceleracin de gravedad.ValorSistemaSistema Internacional (SI)Sistema Cegesimal (CGS)Sistema Ingls
CONCLUSIONES
Comprendimos que la cada libre es un proceso por el cual aprendemos como un objeto al ser tirado tiene su tiempo y velocidad.
Analizamos que al inicio de la cada libre no contiene aceleracin ya que el objeto no ha recorrido ninguna distancia.
Comprendimos que en la cada libre no siempre tienen a tener el mismo tiempo si lo lanzamos en la misma distancia.
Concluimos que la cada libre es un mtodo por el cual analizamos como un objeto al ser lanzado desde una altura tiende a tener su velocidad, aceleracin y tu tiempo.
MOVIMIENTO DE PROYECTILES
INTRODUCCION
En el presente informe se encontraran plasmados los procedimientos que realizamos para alcanzar los objetivos propuestos, bajo las condiciones del movimiento semiparablico pudimos hallar los desplazamientos en X y Y, tambin encontraremos una pequea sntesis del anlisis de los resultados dados por los mtodos experimentales.El movimiento parablico es uno de los fenmenos naturales ms comunes de la naturaleza; despus de hacer un seguimiento, se llego a la deduccin de una serie de ecuaciones que describen de una manera matemtica este comportamiento.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERALAnalizar las relaciones entre el alcance, el ngulo de tiro y la velocidad de disparo de un proyectil.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
1. Determinar el alcance del proyectil en funcin del ngulo de inclinacin.2. Determinar la velocidad de salida de un proyectil en funcin del ngulo de tiro y el alcance.3. Determinar el tiempo de cada de un proyectil que se lanza horizontalmente.
MARCO TEORICO
Movimiento de media parbolaEl movimiento de media parbola o semiparablico (lanzamiento horizontal) se puede considerar como la composicin de una avance horizontal rectilneo uniforme y la cada libre.
Movimiento parablico completoEl movimiento parablico completo puede considerarse como la composicin de un avance horizontal rectilneo uniforme y un lanzamiento vertical hacia arriba, que es un movimiento rectilneo uniformemente acelerado hacia abajo por la accin de la gravedad.
En condiciones ideales de resistencia al avance nulo y gravitatorio uniforme, lo anterior implica que:
1. Un cuerpo que se deja caer libremente y otro que es lanzado horizontalmente desde la misma altura tardan lo mismo en llegar al suelo.2. La independencia de la masa en la cada libre y el lanzamiento vertical es igual y vlida en los movimientos parablicos.3. Un cuerpo lanzado verticalmente hacia arriba y otro parablicamente completo que alcance la misma altura tarda lo mismo en caer.
Ecuaciones del movimiento.
Combinando las ecuaciones del movimiento parablico se pueden obtener algunas ecuaciones tiles:
Altura mxima que alcanza un proyectil:
Tiempo de vuelo del proyectil:
Alcance del proyectil:
MOVIMIENTO DE PROYECTILESAnlisis1. Halle el valor del alcance en la tabla 1.Tabla 1. Alcance de proyectiles. Velocidad menornguloVelocidad ledaAlcance Alcance Alcance Velocidad calculadaError relativo de V
152.466.155.95.64.040.24
302.4330.631.231.431.064.920.33
452.3739.238.539.839.163.910.24
602.363029.829.929.92.790.08
752.365.35.45.85.51.070.03
2. Elabore un grfica de grados de disparo del proyectil vs alcance (. Que puede concluir?
alcance
40
30
20
10
15 30 45 60 75 grados()
Que por ser un movimiento uniformemente variado se forma una parbola y debido a que el ngulo de 15 es complementario al ngulo de 75 el alcance va ser aproximadamente cercado, e igualmente con los ngulos de 30 y 60.
3. Teniendo en cuenta solamente los datos del ngulo y alcance promedio de la tabla 1, calcule para cada uno de los ngulos de tiro, la velocidad de salida del proyectil y lleve estos valores a la tabla 1 (velocidad calculada).
4. Con el valor calculado de la velocidad de salida del proyectil y el valor ledo directamente en cada caso, calcule el error relativo de la velocidad y llvelo a la tabla 1.
5. Calcule el tiempo de cada del proyectil para cada lanzamiento del tiro semiparablico, teniendo en cuenta solamente los datos de altura y alcance de la tabla 3. Consgnelos en la tabla 3. Qu puede concluir?
Tabla 3. Movimiento semiparablico.
VelocidadAlturaVelocidad ledaAlcanceT calculadoVelocidad calculadaError relativode V
Menor27.62.3334.60.231.500.43
Media56.93.3464.50.341.890.55
Alta94.74.3193.10.432.160.66
Menor:Media:Alta:Se puede concluir que la distancia es proporcional al tiempo (a mayor distancia mayor tiempo)Menor:
Media:
Mayor:
6. Teniendo en cuenta solamente los datos de altura y alcance de la tabla 2, calcule para cada uno de los disparos, la velocidad de salida del proyectil y lleve estos datos a la tabla 2 (velocidad calculada).nguloVelocidad ledaAlcance Alcance Alcance Velocidad CalculadaError relativo de
153.5674.37474.574.2614.710.61
7. Con el valor calculado de la velocidad de salida del proyectil y el valor ledo directamente en cada caso, calcule el error relativo de la velocidad y llvelo a la tabla 2.
8. Si se mantiene constante el ngulo de tiro y se cambia la velocidad de salida del proyectil, cambia el alcance? Revise su respuesta comparando las tablas 1 y 2.Si cambia el alcance, ya que se puede ver que a mayor velocidad hay un mayor alcance horizontal, manteniendo el ngulo constante.
CONCLUSIONES
Podemos decir que el movimiento vertical se convierte en una simple cada libre de un objeto como ya hemos estudiado. Por medio de los resultado del trabajo se puede concluir que para que un movimiento parablico se pueda realizar exitosamente, se debe de mantener un ambiente estable para lograr los resultados que realmente se estn buscando, por lo que la ubicacin y el estado de los elementos que se estn utilizando entran a jugar un papel muy importante, y as, de esta forma, podremos obtener el resultado esperado.Con el siguiente informe describimos la experiencia adquirida en el laboratorio al poner en prctica lo estudiado tericamente y mostramos de una forma clara y resumida los mtodos utilizados en nuestro experimento. Tambin dimos de una forma explcita el desarrollo de los conceptos como son velocidad, distancia y gravedad que influenciaron en nuestro trabajo. Y nuestros resultados adems son una representacin sencilla de ciertos fenmenos como la cada libre.De acuerdo a esto, un cuerpo que es lanzado horizontalmente avanzar en esa direccin a velocidad constante y caer en la direccin vertical con movimiento uniformemente variado debido a la aceleracin de la gravedad.
LEY DE HOOKE
INTRODUCCION
El resorte es dispositivo fabricado con un material elstico, que experimenta una deformacin significativa pero reversible cuando se le aplica una fuerza. Los resortes se utilizan para pesar objetos en las bsculas de resorte o para almacenar energa mecnica, como en los relojes de cuerda.Los resortes tambin se emplean para absorber impactos y reducir vibraciones, como en los resortes de ballesta empleados en las suspensiones de automvil. La forma concreta de un resorte depende de su uso. En una bscula de resorte, por ejemplo, suele estar arrollado en forma de hlice, y su elongacin es proporcional a la fuerza aplicada, con lo que el resorte puede calibrarse para medir dicha fuerza. Los resortes de los relojes estn arrollados en forma de espiral, mientras que los resortes de ballesta estn formados por conjuntos de lminas u hojas situadas una sobre otra. Los resortes helicoidales reciben tambin el nombre de muelles. Adems, los resortes gracias a la propiedad elstica que poseen, describen un movimiento oscilatorio cuando esta fuerza deformadora permanece adherida a l.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERALVerificar la relacin existente entre la fuerza que se aplica a un resorte y el alargamiento de ste.
OBJETIVOS ESPECIFICOS1. Verificar que la fuerza de traccin es directamente proporcional a la distancia de estiramiento de un resorte.2. Determinar la constante recuperadora del resorte.3. Comprobar la ley de Hooke.
MARCO TEORICO
La forma ms comn de representar matemticamente laLey de Hookees mediante la ecuacin delmuelleoresorte, donde se relaciona la fuerza ejercida sobre el resorte con laelongacino alargamientoproducido:
dondese llamaconstante elsticadel resorte yes su elongacin o variacin que experimenta su longitud.
LEY DE HOOKEAnlisis1. Grafique en el mismo sistema de coordenadas los valores de F vs X para cada uno de los resortes. Interpole.Tabla 1. Resorte 1FX
0.041.50
0.165.72
0.279.41
0.3611.49
0.4013.19
Tabla 2. Resorte 2FX
0.160.89
0.221.39
0.312.03
0.382.57
0.463.14
Tabla 3. Resorte 3FX
0.202.12
0.333.44
0.424.42
0.545.62
0.717.41
2. Calcule las pendientes correspondientes a cada resorte.
Para Resorte 1.
Para Resorte 2.
Para Resorte 3.
3. Explique porqu las pendientes tienen diferente valor. Qu representan?Las pendientes tienen diferentes valores, porque las fuerzas variaban y a mayor fuerza mayor elongacin. Estas pendientes representan la constante de elasticidad del resorte.4. La fuerza aplicada sobre el resorte y la longitud del alargamiento, son proporcionales? Explique.Si porque la fuerza recuperadora del resorte s proporcional a la elongacin y de signo contrario (la fuerza de deformacin se ejerce hacia la derecha y de la recuperacin hacia la izquierda).5. Los resortes se deterioran cuando se alargan?Si siempre y cuando sean sometidos continuamente a pesos mayores a los que puedan soportar.6. Bajo que condiciones se cumple la Ley de Hooke?Siempre y cuando la deformacin elstica que sufre un cuerpo sea proporcional a la fuerza que produce tal deformacin, y teniendo en cuenta que no sobrepase el lmite de elasticidad.
CONCLUSIONES
A partir del tratamiento de datos realizado, se pudo verificar que la relacin entre la fuerza aplicada a un resorte y su estiramiento es lineal, es decir que a mayor masa mayor estiramiento, y a menor masa menor es el estiramiento.Para poder encontrar la constante de elasticidad del resorte es necesario hallar la ecuacin de la recta de regresin lineal, puesto que el valor de la pendiente es el valor de la constante de elasticidad del resorte seleccionado, a partir de la constante para un solo resorte se puede hallar la constate de elasticidad terica para los sistemas de resortes en serie y en paralelo, puesto que este resorte ser el mismo utilizado para realizar los diferentes experimentos de sistemas de resortes.
SEGUNDA LEY DE NEWTON
INTRODUCCION
La segunda ley de Newton establece que la fuerza experimentada por un cuerpo es proporcional al producto de la masa y la aceleracin. En esta teora, la masa del cuerpo es constante, y tambin notamos que para acelerar el movimiento es indispensable proporcionar mayor fuerza. En este experimento analizaremos que los cuerpos con diferentes masas pueden experimentar diferentes aceleraciones. De igual manera, observaremos que ocurrira si variamos la fuerza ejercida sobre el cuerpo, y que tan fiable puede ser la ecuacin de propuesta por Newton.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERALComprobar con la Ley segunda de Newton, la relacin entre la masa, la aceleracin y la fuerza de una masa en movimiento.
OBJETIVOS ESPECIFICOS1. Determinar que la aceleracin es directamente proporcional a la fuerza neta aplicada.2. Determinar que la aceleracin es inversamente proporcional a la masa.3. Determinar la relacin entre la distancia recorrida y el tiempo.
MARCO TEORICO
La segunda ley de Newton se puede anunciar de la siguiente manera: Si la fuerza de la resultante que acta sobre una partcula no es cero, la partcula tendr una aceleracin proporcional a la magnitud de la resultante y en la direccin de esta fuerza resultante.Esto puede resumirse en que, la aceleracin de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que acta sobre l e inversamente proporcional a su masa.De este modo, es posible relacionar la fuerza y la masa con el siguiente enunciado matemtico de la segunda Ley de Newton:
Se puede observar que esta ecuacin es una expresin vectorial y, por lo tanto, es equivalente a tres ecuaciones de componentes:
La unidad de fuerza del SI s el Newton, la cual se define como la fuerza que, al actuar una masa de , produce una aceleracin de . A partir de esta definicin y con la segunda ley de Newton, se ve que l Newton puede expresarse en trminos de las siguientes unidades fundamentales de masa, longitud y tiempo:
En el sistema ingls de ingeniera, la unidad de fuerza es la libra, definida como la fuerza que, al actuar sobre una masa de , produce una aceleracin de .
SEGUNDA LEY DE NEWTONAnlisisA. Fuerza y aceleracin
1. Calcule con los datos de la tabla 1, el valor de la aceleracin para cada caso.Tabla 1. Datos para analizar aceleracin variando la fuerza.
vtavtavtavta
0.2000.0862.320.2000.0672.980.2000.1491.340.2000.2040.98
0.4000.1143.500.4000.1223.270.4000.2281.750.4000.3101.29
0.6000.1454.130.6000.1963.060.6000.3181.880.6000.4361.37
0.8000.1884.250.8000.2792.860.8000.4441.800.8000.6091.31
1.0000.2364.231.0000.3772.651.0000.5731.741.0000.7811.28
1.2000.2794.301.2000.4752.521.2000.7031.701.2000.9191.30
1.4000.3224.341.4000.5692.461.4000.8041.74
1.6000.3694.331.6000.6642.40
13.92 22.77 31.70 41.25
2. Halle el valor de la para cada fuerza.
3. Con los datos de la tabla 1 realice una grfica de .Fuerza (N)0.2050.1470.1070.049a() 1.25 1.70 2.77 3.924. Qu tipo de grfica obtiene?
Se obtiene una recta.
5. Calcule, e interprete la pendiente de la grfica obtenida. Qu unidades tiene la pendiente?
La pendiente tiene unidades en Kg.
6. Explique la relacin de proporcionalidad existente entra la fuerza y la aceleracin.
Mientras mayor sea la fuerza que acta sobre un cuerpo de masa constante, mayor ser la aceleracin que alcanzar el cuerpo. Dicho de otra manera, la aceleracin de un objeto es directamente proporcional a la fuerza que acta sobre el mismo.
7. Escriba la ecuacin que relaciona la fuerza con la aceleracin. Qu representa la constante?
B. Masa y aceleracin.
8. Calcule los datos de la tabla 2, el valor de la aceleracin para cada caso.Tabla 2. Datos para analizar aceleracin variando la fuerza.
vtavtavtavta
0.2000.0862.320.2000.0395.120.2000.0792.530.2000.0395.12
0.4000.1143.500.4000.0636.340.4000.0984.080.4000.0636.34
0.6000.1454.130.6000.0946.380.6000.1264.760.6000.0906.66
0.8000.1884.250.8000.1345.970.8000.1575.090.8000.1266.34
1.0000.2364.231.0000.1735.781.0000.1965.011.0000.1576.36
1.2000.2794.301.2000.2165.551.2000.2365.081.2000.1926.25
1.4000.3224.341.4000.2555.491.4000.2755.091.4000.2246.25
1.6000.3694.331.6000.951.681.6000.3105.161.6000.2596.17
13.92 24.6 35.28 46.18
9. Halle el valor de la para cada masa.
10. Con los datos de la tabla 2 elabore una grfica de la .a()6.185.284.63.92
202 222 242 262 Masa(gr)11. Qu tipo de grfica obtuvo?
Se obtuvo una recta.
12. Qu relacin existe en la aceleracin y la masa?
La relacin que existe es que mientras mayor sea la masa de un cuerpo, menor ser la aceleracin que alcanzar el cuerpo al aplicarle siempre una misma fuerza. El caso contrario tambin es cierto: mientras menor sea la masa de un cuerpo, mayor ser la aceleracin que alcanzar el cuerpo al aplicarle siempre una misma fuerza. Dicho de otra forma, la aceleracin depender de la masa del cuerpo si aplicamos siempre una misma fuerza.
13. Escriba la ecuacin que relaciona la aceleracin con la masa. Qu representa la constante en este caso?
14. Para mantener una misma aceleracin, si la masa de un objeto se triplica, cmo debe cambiar la fuerza sobre el objeto?
Si la masa de un objeto se triplica, la fuerza que se ejerce sobre el objeto debe tambin triplicarse para que se mantenga la misma aceleracin.
CONCLUSIONES
Comprendimos que la aceleracin es directamente proporcional a la fuerza.
Aprendimos que la aceleracin es inversamente proporcional a la masa.
Analizamos que la relacin entre la distancia recorrida y el tiempo es el mismo.
CONSERVACION DE LA ENERGIA
INTRODUCCION
La energa mecnica total de un sistema es constante cuando actan dentro del sistema slo fuerzas conservativas. Asimismo podemos asociar una funcin energa potencial con cada fuerza conservativa. Por otra parte, la energa mecnica se pierde cuando esta presentes fuerzas no conservativas, como la friccin.
Laleyde laconservacin de la energaconstituye elprimer principio de la termodinmicay afirma que la cantidad total de energaen cualquiersistema fsico aislado(sin interaccin con ningn otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energa puedetransformarseen otra forma de energa. En resumen, la ley de la conservacin de la energa afirma que la energa no puede crearse ni destruirse, slo se puede cambiar de una forma a otra, por ejemplo, cuando la energa elctrica se transforma en energa calorfica en uncalefactor. Dicho de otra forma: la energa puede transformarse de una forma a otra o transferirse de un cuerpo a otro, pero en su conjunto permanece estable (o constante).
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Estudiar la ley de la conservacin de la energa mecnica.
OBJETIVOS ESPECIFICOS
1. Analizar la variacin de la energa cintica, en funcin de la energa potencial gravitacional de una partcula.2. Analizar la variacin de la energa potencial elstica, en funcin de la energa potencial gravitacional de una partcula.3. Identificar las variables que intervienen en un evento de conservacin de la energa.
MARCO TEORICO
Esta ley es una de las leyes fundamentales de la fsica y su teora se trata de que la energa no se crea ni se destruye, nicamente se transforma (ello implica que la masa en ciertas condiciones se puede considerar como una forma de energa. En general, no se tratar aqu el problema de conservacin de masa en energa ya que se incluye la teora de la relatividad).
La ley de conservacin de la energa afirma que:
1.-No existe ni puede existir nada capaz de generar energa.
2.-No existe ni puede existir nada capaz de hacer desaparecer la energa.
3.-Si se observa que la cantidad de energa vara siempre ser posible atribuir dicha variacin a un intercambio de energa con algn otro cuerpo o con el medio circundante.
La ley de la conservacin de la energa constituye el primer principio de la termodinmica y afirma que la cantidad total de energa en cualquier sistema aislado (sin interaccin con ningn otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energa puede transformarse en otra forma de energa. En resumen, la ley de la conservacin de la energa afirma que la energa no puede crearse ni destruirse, slo se puede cambiar de una forma a otra.
Si una partcula de masa est a una distancia sobre la superficie de la Tierra, la energa potencial gravitacional del sistema partcula- Tierra es
La energa potencial elstica almacenada en un resorte de constante de fuerza es
La energa mecnica total de un sistema se le define como la suma de las energas cinticas y la energa potencial:
CONSERVACION DE LA ENERGIAAnlisis.A. Transformacin de Energa potencial gravitatoria en Energa cintica
1. Encuentre los valores de de la tabla 1.Tabla 1. Transformacin de Energa potencial gravitatoria en Energa cinticaMasa de la esfera: 50 grMedidah
111 1.4661.4551.4501.4501.455
216.1 1.7841.7821.8141.7551.783
319.2 1.9051.9281.9751.9421.937
428.52.3832.4512.4812.4832.449
2. Con los datos registrados en la tabla 1, calcule el valor de la energa cintica (utilice ), la energa potencial gravitatoria y la energa mecnica total para cada una de las posiciones de h. Complete la tabla 3 con estos valores.Tabla 3.Medida
10.539 J0.529 J1.068 J
20.788 J0.794 J1.582 J
30.904 J0.937 J1.841 J
41.396 J1.499 J2.895 J
Medida 1.
Medida 2.
Medida 3.
Medida 4.
3. Se conserva la energa mecnica total? Por qu?La suma de la energa cintica y potencial (La energa mecnica total) permanece constante. En el caso de un objeto en cada libre cualquier aumento o disminucin en la energa potencial se acompaa por una disminucin o aumento igual en la energa cintica4. Encuentre el valor ms probable para la energa mecnica total con su respectiva incertidumbre.
5. La energa cintica o potencial de un objeto puede ser negativa? Explique.No, no puede ser negativa, puesto que la masa siempre ser positiva, la velocidad al estar elevada al cuadrado ser positiva tambin y la altura ser positiva, por lo tanto la Energa cintica o potencial de un objeto siempre dar como resultado un dato positivo.
B. Transformacin de energa potencial gravitatoria en energa potencial elstica.
1. Utilice la Ley de Hooke para calcular la constante recuperadora del resorte (K) para cada una de las masas y complete la tabla 2.Tabla 2. Transformacin de Energa potencial gravitatoria en Energa potencial elstica.Medidam
1506524.329.55.259.70.94
21006524.34722.742.20.43
31506524.366.642.322.60.34
2. Calcule el valor promedio de la constante recuperadora del resorte.
3. Calcule el valor de la energa potencial gravitatoria y la energa potencial elstica con los valores de de la tabla 2, para cada una de las masas. Complete la tabla 4 con estos datos.Tabla 4.Medidam
1500.31850.2920.0770.369
21000.6370.4131.461.873
31500.9550.3320.1200.452
4. Se conserva la energa mecnica total? Por qu?Si, se conserva porque la energa total de un sistema permanece constante en cualquier sistema aislado de objetos que interactan slo a travs de fuerzas conservativas.
5. Encuentre el valor ms probable para la energa mecnica total con su respectiva incertidumbre.
6. Una masa unida a un resorte suspendido verticalmente, oscila hacia arriba y hacia abajo. Considerando el sistema tierra, masa y resorte, cuales formas de energa tendramos durante el movimiento? Explique.La energa mecnica total del sistema se conserva porque las nicas fuerzas que estn actuando son conservativas: la fuerza de gravedad y la del resorte. Existen dos formas de energa potencial (1) Energa potencial gravitacional y (2) Energa potencial elstica almacenada en el resorte.
CONCLUSION
Por medio de este trabajo averiguamos por medio de experimentos que la energa no se crea ni se destruye solo se trasforma.
Por medio de la prctica en laboratorio observamos la conservacin de la energa en los diferentes experimentos que realizamos ya que la energa pasa de potencial a cintica
Averiguamos que la energa potencial en punto A no es igual a la energa cintica en el punto B y la enerva cintica y potencial en el punto C ya que la energa se va pasando pero en el trayecto del riel se va ganado mas energa mientras que la esfera desciende mas rpido.
La energa del resorte es la fuerza recuperadora que tiene el contra la gravedad ya que el siempre trata de recogerse y la gravedad y el peso que tenga a defrmalo.
PENDULO BALISTICO
INTRODUCCION
Un pndulo balstico es un dispositivo que permite determinar la velocidad de un proyectil.Este pndulo est constituido por un bloque grande de madera, de masa M, suspendido mediante dos hilos verticales, como se ilustra en la figura. El proyectil, de masa m, cuya velocidad v se quiere determinar, se dispara horizontalmente de modo que choque y quede incrustado en el bloque de madera. Si el tiempo que emplea el proyectil en quedar detenido en el interior del bloque de madera es pequeo en comparacin con el perodo de oscilacin del pndulo (bastar con que los hilos de suspensin sean suficientemente largos), los hilos de suspensin permanecern casi verticales durante la colisin. Supongamos que el centro de masa del bloque asciende a una altura h despus de la colisin. Entonces, conocidos las masas del proyectil y del bloque y el ascenso de este despus del choque.Se denomina pndulo balstico y se usa para determinar la velocidad de la bala midiendo el ngulo que se desva el pndulo despus de que la bala se haya incrustado en l. Supondremos que el bloque es una masa puntual suspendida de una cuerda inextensible y sin peso.
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERALAnalizar los conceptos de cantidad de movimiento de energa en una colisin elstica.
OBJETIVOS ESPECIFICOS1. Determinar la velocidad de disparo de un proyectil midiendo el ngulo que se desva el pndulo despus de la colisin.2. Comprobar el principio de la conservacin de la cantidad de movimiento.3. Determinar la variacin de la energa cintica en la colisin.
MARCO TEORICO
Un pndulo balstico es un dispositivo que permite determinar la velocidad de unproyectil.Este pndulo est constituido por un bloque grande de madera, demasaM, suspendido mediante dos hilos verticales, como se ilustra en la figura. El proyectil, de masam, cuya velocidadvse quiere determinar, se dispara horizontalmente de modo que choque y quede incrustado en el bloque de madera. Si el tiempo que emplea el proyectil en quedar detenido en el interior del bloque de madera es pequeo en comparacin con elperodode oscilacin delpndulo(bastar con que los hilos de suspensin sean suficientemente largos), los hilos de suspensin permanecern casi verticales durante la colisin. Supongamos que elcentro de masadel bloque asciende a una alturahdespus de la colisin. Entonces, conocidos las masas del proyectil y del bloque y el ascenso de este despus del choque, la velocidad del proyectil viene dada por
Durante la colisin o choque se conserva lacantidad de movimientoomomento linealdel sistema, de modo que podemos escribir:
Despus de la colisin, en el supuesto de que ngulo mximo de desviacin del pndulo no supere los 90, el principio deconservacin de la energanos permite escribir:
PENDULO BALISTICOAnlisis.
Tabla 1. Medidas del pndulo balstico.
Masa de la esfera de acero33 g
Masa de la esfera de madera11 g
Masa del pndulo sin esfera92 g
del pndulo con esfera de acero15.5 cm
del pndulo con esfera de madera14 cm
1. Calcule los promedios para y en las tablas 2, 3, 4 y 5.Tabla 2. Datos para velocidad menor. Esfera de acero.Disparo
1222.461.78
2222.451.78
3212.591.70
Promedio212.51.70
Tabla 3. Datos para velocidad media. Esfera de acero.Disparo
1373.692.96
2373.692.96
3343.652.72
Promedio363.672.88
Tabla 4. Datos para velocidad mayor. Esfera de acero.Disparo
1474.643.72
2514.624.01
Promedio494.633.87
Tabla 5. Datos para velocidad menor. Esfera de madera.Disparo
1102.731.91
272.731.33
3102.751.91
Promedio92.741.72
2. Con la ecuacin (1), calcule el valor de salida del proyectil, teniendo en cuenta el valor de promedio y el valor para cada uno de los casos, y complete las tablas 2, 3, 4 y 5.Ecuacin (1) Clculo de datos para velocidad menor. Esfera de acero.1) 2) 3) 4) Clculo de datos para velocidad media. Esfera de acero.1) 2) 3) 4) Clculo de datos para velocidad mayor. Esfera de acero.1) 2) 3) Clculo de datos para velocidad menor. Esfera de madera.1) 2) 3) 4)
3. Compare los valores calculados para la velocidad de salida del proyectil en cada uno de los casos y el promedio de la velocidad leda y reportada en las tablas y encuentre el error relativo en cada caso.VELOCIDAD DE ESFERA ACERO
Menor2.51.70
Media3.672.88
Mayor4.633.87
VELOCIDAD DE ESFERA MADERA
Menor2.741.72
AceroVelocidad menor.
Velocidad media.
Velocidad mayor.
MaderaVelocidad menor.
4. Se simplificaran los clculos si se conservara la energa cintica en la colisin entre la pelota y el pndulo?No es posible igualar la energa cintica del pndulo justo antes del choque a la energa cintica de la pelota justo despus de l, pues la colisin es inelstica.5. Qu porcentaje de energa cintica se transforma en la colisin entre la pelota y el pndulo?
PelotaPelota de acero: Pelota de madera: Porcentaje de la pelota: PnduloPndulo de acero: Pndulo de madera: Porcentaje del pndulo:
CONCLUSIONES
Comprendimos que el pndulo balstico mide la velocidad de un objeto ya sea pesado o liviano.
Aprendimos que la energa cintica del pndulo no es posible igualar porque es una colisin inelstica.
Analizamos que toda colisin se conserva la cantidad de movimiento puede igualarse a as cantidades de movimiento de un proyectil.