Laboratorio Fisica Disipacion De Fuerzas

Resumen:

En este experimento, se determino el coeficiente de roce cinético de la madera mediante la relación entre la variación de energía mecánica del sistema y (-) la masa del bloque por la aceleración de gravedad y la distancia que recorre el bloque.

Introducción:

Energía mecánica es la energía que se debe a la posición y al movimiento de un cuerpo, por lo tanto, es la suma de las energías potencial y cinética de un sistema mecánico. La energía se conserva, es decir, no se crea ni se destruye; lo que indica que en los sistemas la energía mecánica debería ser constante en todo momento, sin embargo hay algunos tipos de fuerza que son no conservativas como la fuerza de roce, que producen una variación de la energía mecánica en un mismo sistema. A continuación se demostrará a través de un experimento la disipación de energía que se produce en un sistema al verse involucradas fuerzas no conservativas como lo es el roce cinético. Mediante esta experiencia lograremos deducir el valor del coeficiente de roce cinético a partir de la formula

μ=(∆E_M)/(-mg∆X)

Para obtener la variación de energía mecánica utilizaremos las siguientes formulas ∆E_M=E_Mf-E_Mi

∆E_Mi=m_1.g.h_1+m_2.g.h_2i

∆E_Mf=m_1.g.h_1+1/2 m_1 v^2+1/2 m_2 v^2+m_2 gh_2f

Objetivos del experimento:

Verificar el principio del trabajo y energía mecánica.

Determinar el coeficiente de roce entre un cuerpo y la superficie

Materiales:

Madera

Fotopuerta

Hilo

Riel

Base magnética

Polea

Bandera

Soportes

Masas

(Foto montaje)

Procedimiento experimental:

Se realiza el montaje colocando el riel en perfecto equilibrio, para que así la medición de los valores sea más precisa. Luego se coloca en un extremo una polea y la fotopuerta calibrada según el ancho de la bandera (2 cm) que estará puesta en la madera situada a 30 cm. Finalmente se coloca un hilo entre la madera y una masa colgante pasando por la polea. El experimento consiste en liberar la madera que se encuentra a una altura h_1 respecto al suelo para que la masa colgante situada a una altura h_2i haga que este se desplace por el riel hasta pasar por la fotopuerta y obtener su velocidad donde ahora la masa colgante se encuentra a una altura h_2f. Del experimento se busca la energía mecánica del sistema con tal de determinar el coeficiente de roce cinético de la madera para distintas masas.

- Se realiza la primera experiencia obteniendo los siguientes resultados:

Masa Madera: m_1 (kg) 0,094

Masa Colgante: m_2 (kg) 0,0999

Altura Madera: h_1 (m) 1

Altura Inicial Masa: h_2i (m) 0,535

Altura Final Masa: h_2f (m) 0,23

Distancia Madera Respecto la Fotopuerta: ∆X (m) 0,3

Velocidad Madera: □(→┬□v ) (m/s) 1,4

Entonces siendo g=9,79 m/s (ver ecuaciones y cálculos en el anexo):

Obtenemos ∆E_M:

E_Mi=1,443 J

E_Mf=1,33 J

∆E_M=1,33-1,443=-0,113 J

Finalmente se busca el Coeficiente de roce cinético (ver ecuación y cálculo en el anexo):

μ=0,4

- Se realiza la segunda experiencia obteniendo los siguientes resultados:

Masa Madera: m_1 (kg) 0,094

Masa Colgante: m_2 (kg) 0,0418

Altura Madera: h_1 (m) 1

Altura Inicial Masa: h_2i (m) 0,87

Altura Final Masa: h_2f (m) 0,065

Distancia Madera Respecto la Fotopuerta: ∆X (m) 0,3

Velocidad Madera: □(→┬□v ) (m/s) 1,89

Entonces siendo

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