Informe Fuerzas Disipativas

Resumen:

En este experimento nosotros aprendimos a ocupar el programa graphic analysis y con estos conocimientos procedimos a comprobar si la ley de elasticidad se podía graficar como una función lineal esto es, que sus variables formaran una recta.

1. Introducción

Análisis energético de un sistema con fuerzas disipativas

Estamos acostumbrados a escuchar una famosa frase célebre “la energía no se crea ni se destruye, solo se transforma”, esta afirmación corresponde al primer principio de la termodinámica y nos dice que la cantidad total de energía en cualquier sistema físico aislado (sin interacción con ningún otro sistema, tal como experimentaremos en el laboratorio) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía.

Un ejemplo es cuando la energía eléctrica se transforma en energía calorífica en una estufa. Ósea la energía puede transformarse de una forma a otra o moverse de un cuerpo a otro, a esto por el momento es lo que le llamaremos como fuerzas disipativas, ya que no las vemos en el sistema, pero sabemos que están presentes.

En el laboratorio experimentaremos con la fuerza de roce y un sistema de poleas (en equilibrio), con el cual trataremos de demostrar que la energía total permanece constante, y la fuerza que se “pierde”, en realidad no se pierde, solo se transforma.

2. Diseño del experimento

Para este experimento, procedimos a usar dos barras metálicas, un riel de desplazamiento, un bloque de madera (una de sus caras con un material más áspero); distintas masas, hilo, sensor de movimiento, sensor de fuerza, una base magnética y sus respectivos soportes; la balanza para medir las masas.

Se procedió a realizar el montaje, el cual consiste en colocar las dos barras metálicas bajo el riel de desplazamiento. Detrás de riel (según el marco de referencia), se procedió a colocar el sensor de fuerza, sujeto en la base magnética y adjunto al mismo sensor, en un gancho predispuesto en el sensor, se amarro un extremo del hilo a este, y el otro se amaro al extremo de la barra.

Sobre el riel de desplazamiento se puso la barra de madera y sobre esta, dispuso masas relativas al carro (las cuales, al inicio de empezar a medir, se retiraban para que el cuerpo de madera se pudiese desplazar mucho más rápido). Al carro se le amarro un hilo y este se hizo pasar por un tipo de polea artesanal (compuesta por una barra) y en el otro extremo se amarraron distintas masas, cuya función era cambiar el estado cinemático del cuerpo y ponerlo en movimiento.

3. Desarrollo del experimento

Con el montaje de la experiencia ya realizado, procedemos a iniciar dicha experiencia.

Se dio inicio al tiempo y se retiraron las masas relativas que afirmaban al cuerpo de madera, generando así el movimiento del cuerpo con respecto a las masas que se encuentran colgando en un inicio a la altura de 52 centímetros.

Con los sensores en un extremo, partiendo con el sensor de movimiento, procedió a registrar la distancia en función del tiempo;

Con respecto al de fuerza, va registrando, según la observación 1, la fuerza de roce que se toma con respecto a la superficie metálica donde el cuerpo se mueve gracias al peso de las masas que se encuentran en el extremo libre (sin que toque la mesa, ni el suelo), ayudado por la fuerza de gravedad.

En base a lo señalado anteriormente, con el tiempo iniciado en el programa Data Studio, se registraron los datos de: posición en relación al tiempo, velocidad con relación al tiempo, y fuerza en relación al tiempo.

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