Conservacion De La Energia

Introducción

En este informe intentaremos demostrar la conservación de la energía a través de un sistema mecánico simple, que consta de dos masas, una polea y una cuerda ideales.

Para cumplir nuestro objetivo estudiaremos la variación de la energía cinética (Ec), potencial (Ep) y mecánica (Em), y poder calcular la fuerza de rozamiento (Fr) y tensión de la cuerda. (T)

Al calcular la velocidad final de M1 para las distintas distancias D, podremos realizar un gráfico en el cual se visualice ΔEc (variación de la energía cinética) en función de D (distancia recorrida). La pendiente del grafico nos ayudara a calcular Fr. También tendremos en cuenta los errores cometidos en la medición y la propagación de estos.

Las ecuaciones a utilizar son las siguientes:

Wnc= ΔEm=Ec + Ep

Vf=

ΔV= | V| ΔD + | V| Δt

| D| | t |

Ec=

ΔEc= | Ec| ΔVf + | Ec| Δm

| Vf| | m|

Fr= m2 g - Pendiente

ΔFr= | Fr| Δm + | Fr| ΔPte

| m| | Pte|

T= (a.m)+Fr

ΔT= | T| Δm + | T| ΔFr

| m| | Fr|

Los datos obtenidos se dividirán en los siguientes apartados: Metodología, donde se detalla el procedimiento a seguir para realizar el experimento. Cálculos y Gráficos, donde se presentaran los cálculos realizados y la información obtenida organizada en tablas y un gráfico. Por último se expondrán conclusiones.

Metodología

Para realizar el experimento se utilizaron los siguientes elementos: una balanza electrónica, dos masas de pesos diferentes, un fotogate, una cinta métrica, una polea y cuerda ideales). Se pesaron la masa en la balanza, m1 y m2 (ambas masas en gramos), la cual posee un error de 0,1g. Se unieron las masas a través de una cuerda, lo suficientemente larga para que el experimento se lleve a cabo, que pasa por una polea dejando al sistema como se muestra en la figura1.1:

Figura1.1

Utilizando un fotogate colocado a una distancia (D) de m1, se pudo determinar el tiempo con que m1 pasa por el fotogate, para ello arriba de la masa m1 se colocó un acrílico de una distancia 2,5cm el cual tiene un error de medición de 0,01cm que proviene de la cinta metrifica, este obstruye el haz de luz producido por el fotogate.

El proceso se llevó a cabo 5 veces a 10 distintas distancias (D), para cada distancia se tomó el promedio del tiempo de los 5 lanzamientos.

Cálculos y Gráficos

Para calcular el valor de la fuerza de rozamiento y el de la tensión de la cuerda hemos utilizados distintas ecuaciones.

Cálculos para determinar la Velocidad final:

La siguiente tabla muestra las 10 distancias y el tiempo que se el haz de luz del fotogate estuvo interrumpido.

Distancia (m)

Min Esc.0.001m Tiempo (s)

Min Esc. 0.0001s

0,551 0.0285

0,501 0.0315

0,451 0.0309

0,401 0.0329

0,351 0.0365

0,301 0.0382

0,251 0.0400

0,201 0.0465

0,151 0.0516

0,101 0.0651

Para determinar la velocidad final, sabiendo que el largo del acrílico es de aproximadamente 2,5 cm (0,025m) con un error de medición de 0.1cm (0,001m), dividimos la distancia por el intervalo de tiempo que estuvo interrumpido el fotogate.

V= Largo del acrílico

Intervalo de tiempo

Para 0,551m: V= 0,025m → V=0,875m/s

0,0285s

Para 0,501m: V= 0,025m → V=0,793m/s

0,0315s

Para 0,451m: V= 0,025m → V=0,806m/s

0,0309s

Para 0,401m: V= 0,025m → V=0,759m/s

0,0329s

Para 0,351m: V= 0,025m → V=0,684m/s

0,0365s

Para 0,301m: V= 0,025m → V=0,654m/s

0,0382s

Para 0,251m: V= 0,025m → V=0,624m/s

0,0400s

Para 0,201m: V= 0,025m → V=0,536m/s

0,04656s

Para 0,151m: V= 0,025m → V=0,484m/s

0,0516s

Para 0,101m: V= 0,025m → V=0,383m/s

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