LABORATORIO
Enviado por • 27 de Febrero de 2014 • 1.276 Palabras (6 Páginas) • 261 Visitas
TRABAJO Y ENERGÍA MECÁNICA
OBJETIVO
Verificar la equivalencia entre trabajo y energía
1. Teoría
Cuando se suspende de un resorte un peso m.g, la deformación x que sufre el resorte es directamente proporcional al valor del peso m.g (fuerza).
m.g = kx
Donde la constante de proporcionalidad k es :
K = m.g newton
X metro
Por esta razón
F = K . X
El trabajo que realiza una fuerza F para deformar un resorte en una magnitud x es :
Trabajo = F dx
En virtud de la expresión
Trabajo = k x dx = k x²
2
Si K = m.g
X
Entonces:
Trabajo = m.g x² = mgx ( area bajo F – x )
X 2 2
2. Materiales
• Un resorte
• Un soporte universal
• Un juego de pesitas
• Un metro
• Papel Milimetrado
• Una balanza
Trabajo de deformación de un resorte
3. Procedimiento
1. Cuelgue el resorte del soporte de tal forma que su extremo superior permanezca completamente fijo y mida su longitud Lo.
2. Halle el valor de la masa m de cada pesita con ayuda de una balanza
3. Suspenda una pesita del extremo superior del soporte del resorte y mida la longitud del resorte L.
4. Calcule el valor de la deformación x = L-Lo.
5. Repita los pasos 3 y 4 con 2 y 6 pesitas
6. Anote los datos en la tabla No 1
7. En una hoja de papel milimetrado realice la grafica F contra X.
8. Con ayuda de la gráfica calcule el trabajo realizado por cada masa m para deformar el resorte y defina a qué tipo de energía mecánica es equivalente este trabajo.
9. complete la tabla No 2
10. Haga un breve análisis de la prueba y de sus resultados. Refiérase especialmente a las unidades de trabajo y energía.
Tabla No 1 registro de datos de deformación del resorte
m.g (N)
X ( m)
g = 9.8 m/sg²
Tabla No 2 Trabajo realizado en la deformación del resorte
Masa Kg.
Trabajo(j)
4. Cuestionario
1. Enuncie otras formas de energía mecánica y no mecánica.
2. Escriba en el recuadro la máquina que permite la transformación de las siguientes formas de energía:
Energía eléctrica Energía mecánica
Energía eléctrica Energía calorica
Energía eólica Energía mecánica
Energía química Energía mecánica
EL PÉNDULO SIMPLE
OBJETIVO
Comprobar las leyes del movimiento armónico simple MAS
1. Teoría
Un péndulo consta de una esfera de masa m sujeta a una curda ligera de longitud I. Comunicando al péndulo la energía adecuada se produce un movimiento de carácter periódico en forma de vaivén.
El periodo de cada oscilación es:
T = 21/g
Donde l es la longitud del péndulo y g la gravedad es la tierra. Esta expresión solamente es valida para oscilación con pequeñas amplitudes, o sea, cuando el Angulo entra la cuerda y la vertical es muy pequeño.
Como se puede concluir de la expresión de periodo, la masa de la esfera no interfiere con el periodo de la oscilación
2 Materiales
1. Un soporte universal
2. Una cuerda
3. Una pesita o una esfera con argolla
4. Un cronómetro
1 Procedimiento
• Ate un extremo de la cuerda a la esfera y el otro al soporte universal
• Para una longitud de la cuerda de 100 cm mida el periodo de la oscilación de la siguiente manera:
▪ Ponga a oscilar el péndulo teniendo cuidado que el ángulo máximo de la oscilación no sobrepase de 25º. Tome el tiempo de 10 oscilaciones completas, entonces el periodo ( tiempo de una oscilación) será el tiempo de 10 oscilaciones dividido por 10. repita varias veces.
• Varíe la longitud del péndulo gradualmente disminuyendo 10 cm cada vez y en cada caso halle el periodo de oscilación.
• Consigne estos datos en la tabla No 1
• Realice una grafica en papel milimetrado de T = f(l), o sea del periodo en función de la longitud y determine que tipo de función es.
• Complete la tabla No 2 con base en los datos de la tabla No 1
• Realice una grafica en papel logarítmico de los datos de la tabla 1 determine el tipo de grafico que obtuvo.
• Calcule la constante de proporcionalidad
• Realice un breve análisis de la practica y de sus resultados
Tabla No 1 Tiempo de la oscilación variando longitud del péndulo
L(m) 1.0 0.9
T(s)
Tabla No 2 oscilaciones del péndulo
L
T
CUESTIONARIO
Investigue la relación que tiene las oscilaciones libres de un sistema y la resonancia en algún caso concreto.
CALCULO DE LA CONSTANTE DE ELASTICIDAD DE UN RESORTE POR EL MÉTODO DINÁMICO
OBJETIVO
• Aplicar las leyes del movimiento armónico simple MAS para resolver un problema concreto.
1.Teoría
Cuando se suspende el extremo superior de un resorte de un punto fijo y del extremo inferior se le cuelga una masa m , el resorte se puede inducir a moverse en movimiento armónico simple (MAS), si se le proporciona la energía adecuada.
El periodo de oscilación del sistema de masa –resorte es:
T= 2m/k
Donde m es la masa suspendida de la parte inferior del resorte y k es la constante de la elasticidad del resorte, la misma a la que nos referimos en la practica de trabajo y energía mecánica.
Como la podrá notar para el resorte, a diferencia del péndulo, el periodo de oscilación en este caso si depende de la masa oscilante m.
Despejando k de la expresión de periodo nos queda
K = 4 ²m
T²
Los valores de m y T se pueden hallar experimentalmente.
2. Materiales
a. Un soporte
b. Un resorte
c. Una juego de pesita (5)
d. Un cronómetro
3. Procedimiento
1. Establezca previamente el valor de la masa de cada una de las cinco pesitas de esta practica
2. Fije el extremo superior del resorte del soporte universal y del extremo inferior cuelgue una pesita
3. Ponga a oscilar el sistema resorte-masa. Mida el periodo de oscilación con el mismo método que se utilizo para el péndulo. Realice como mínimo tres mediciones y tome el valor promedio
4. Repita el paso 3 para 2, 3,4 y 5 pesitas.
5. Establezca k promediando los valores obtenidos. Determine las unidades de k
Tabla No 1 Datos para determinación de la constante de elasticidad de un resorte
M 1.0 0.9
T
K
Realice un breve análisis de la práctica y de sus resultados
CUESTIONARIO
11. Determine situaciones prácticas en las cuales sea necesario conocer la constante de elasticidad de un resorte.
12. Analice los factores de los que dependen el valor de la constante de elasticidad de un resorte.
...