LABORATORIO LEY DE CONSERVACION DE LA ENERGIA
Enviado por Luis Tristancho • 25 de Mayo de 2020 • Informes • 1.699 Palabras (7 Páginas) • 121 Visitas
LABORATORIO LEY DE CONSERVACION DE LA ENERGIA
Luis Fernando Tristancho Vejarano 2220181035
Paula Andrea Trujillo Marín 2320181131
Julián David Castro Santos 2520151220
Danilo Andrés Páez Barreto 2320191094
Juan Esteban Rubio 2220161023
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Resumen
En esta práctica de laboratorio se observó y analizó una esfera metálica, que tiene un movimiento en caía libre con determinado peso, se anotaron sus respectivos cálculos con ayuda de un equipo suministrado por la universidad de Ibagué para luego aplicar el método de mínimos cuadrados y obtener la función que mejor se acople a los datos, y de esta manera validar la ley de la conservación de la energía por medio de un porcentaje de error inferior a 5%.
Palabras clave: Ley de la conservación de la energía, energía potencial, energía cinética, energía mecánica, error.
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Abstract
In this laboratory practice a metallic sphere was observed and analyzed, which has a free fall motion with a certain weight, their respective calculations were written with the help of some instruments supplied by the University of Ibagué to then apply the method of least squares and obtain the function that best fits the data, and thus validate the law of conservation of energy by means of an error rate of less than 5%.
Keywords: Law of conservation of energy, potential energy, kinetic energy, mechanical energy, error.
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1. Introducción y marco teórico
Ley de la conservación de la energía, se dice que es el primer principio de la termodinámica en donde se plantea que la energía no puede ser creada o destruida, sino que se transforma de una forma a otra. De igual manera también expone que en estas transformaciones la energía total de un sistema aislado permanece constante, enunciada por primera vez por James Prescott Joule.
La ley de la conservación de la energía confirma que "no existe ni puede existir nada capaz de generar energía, no existe ni puede existir nada capaz de hacer desaparecer la energía y por último si se observa que la cantidad de energía varía, siempre será posible atribuir dicha variación a un intercambio de energía con algún otro cuerpo o con el medio circundante”. [1]
El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado es un tipo de movimiento frecuente en la naturaleza. Una bola que rueda por un plano inclinado o una piedra que cae en el vacío desde lo alto de un edificio son cuerpos que se mueven ganando velocidad con el tiempo de un modo aproximadamente uniforme; es decir, con una aceleración constante. [2]
Este movimiento tiene unas ecuaciones las cuales expresan la posición, la velocidad, la aceleración, el tiempo, etc. Estas ecuaciones son las siguientes.
[pic 4] | (1) |
.[pic 5] | (2) |
Donde es la posición en el eje y, es la aceleración, es tiempo, la velocidad inicial y es la posición inicial de la partícula en el eje Y.[pic 6][pic 7][pic 8][pic 9][pic 10]
Estas expresiones están descritas en términos de posición, posición inicial, velocidad, velocidad inicial, tiempo y aceleración.
Para describir la cantidad de energía que es requerida para ejercer este movimiento aplicamos la ley de la conservación de la energía, la cual es definida por:
la conservación de la energía afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema físico aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía.
Esta ley se expresa utilizando una ecuación general que es la siguiente
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Donde es la energía mecánica siempre constante, la cual es la energía total que tiene un cuerpo en un momento determinado, esto si no interfiere ningún trabajo externo a la potencial y cinética. [pic 12]
es la energía potencial gravitacional la cual es la energía que posee un objeto, debido a su posición en un campo gravitacional. El uso más común de la energía potencial gravitacional se da en los objetos cercanos a la superficie de la Tierra donde la aceleración gravitacional, se puede presumir que es constante y vale alrededor de 9.8 m/s2[pic 13]
es la energía cinética, la cual es la energía que posee un cuerpo a causa de su movimiento. Se trata de la capacidad o trabajo que permite que un objeto pase de estar en reposo, o quieto, a moverse a una determinada velocidad.[pic 14]
Esta es la ecuación es la que describe la conservación de la energía, aplicando energía potencial gravitacional.
[pic 15] | (4) |
[pic 16] | (5) |
[pic 17] | [pic 18] |
En donde m es masa, g es la gravedad, es la altura 1, es la velocidad 1, es la altura 2, es la velocidad 2, Wotras son otras fuerzas, es energía potencial gravitacional y K es energía cinética. [pic 19][pic 20][pic 21][pic 22][pic 23]
Para hallar el error absoluto y la incertidumbre relativa, las cuales son necesarias para realizar el análisis de los resultados reales con los resultados obtenidos en las practicas, las ecuaciones denominadas para esto son:
Incertidumbre relativa:
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Error absoluto:
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Para le ajuste de mínimos cuadrados, se utiliza en base de la ecuación general de la parábola [pic 26]
Para los cálculos de los ajustes cuadráticos se utilizaron las siguientes formulas:
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(17)[pic 35]
(18)[pic 36]
(19)[pic 37]
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Hablando ya de una definición de energía esta es la capacidad que tienen los cuerpos al efectuar trabajo, y se puede representar de la siguiente manera, cinética, potencial y mecánica, mencionando energías que se van a aplicar en esta práctica ya que la energía también se puede ver expresada de otras maneras.
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