TRABAJO Y ENERGÍA

LABORATORIO N° 5

TRABAJO Y ENERGÍA

I. OBJETIVOS

o Determinar el trabajo realizado en un móvil y el cambio en la energía cinética provocada por el móvil.

o Comprobar experimentalmente la relación de trabajo y la variación en la energía

II. FUNDAMENTO TEORICO

Para un objeto con masa m¸ que experimenta una fuerza neta Fnet en una distancia d es paralela a la fuerza neta, la ecuación muestra el trabajo realizado, W.

Si el trabajo cambia la posición vertical del objeto, la energía potencial gravitatoria del objeto cambia. Sin embargo, si el trabajo sólo cambia la velocidad del objeto, la energía cinética del objeto, KE, cambia como se muestra en la segunda ecuación, donde W es el trabajo, vf es la velocidad final del objeto y vi es la velocidad inicial del objeto.

III. MATERIAL DIDACTICO

Para el desarrollo del tema, los alumnos utilizaran lo siguiente:

3.1 Instrumentos y/o equipos

 Xplorer GLX

 Sensor de Fuerza

 Sensor de Movimiento

 Carril de 1,5 m

 Carrito sin fricción

3.2 Materiales

 Balanza Digital.

 Cinta métrica.

IV. TECNICA OPERATORIA / PROCEDIMIENTO / RECOLECCION DE DATOS / RESULTADOS

Use un sensor de fuerza para medir la fuerza aplicada a un carro por una cuerda atada a una masa descendente. Utilice el sensor de movimiento para medir el movimiento del carro, ya que es tirado por la cuerda. Utilice el Xplorer GLX para grabar y mostrar la fuerza y el movimiento. Determine el trabajo realizado en el sistema y la energía cinética final del sistema. Comparar el trabajo realizado para la energía cinética final.

Procedimiento

1. Encienda el GLX y abra el archivo de configuración GLX titulado work energy.

El archivo está configurado para medir la fuerza 50 veces por segundo (50 Hz) y medir el movimiento 20 veces por segundo (20 Hz). La pantalla de gráfico se abre con una gráfica de

la posición (m) y tiempo (s). El archivo también tiene un segundo gráfico (Gráfico 2) de la Fuerza (N) frente a la posición (m).

2. Conecte el sensor de movimiento al sensor del puerto 1 en el GLX y conectar el sensor de fuerza al sensor de puerta 2.

Registro de Datos

• NOTA: El procedimiento es más fácil si todo el grupo participa en la experiencia tanto en el manejo de los equipos como de la toma de datos con el GLX - Xplorer.

1. Arrastrar el carro lejos de la polea hasta que la masa que cuelga esté justo debajo de la polea

2. De soporte del cable del sensor de Fuerza para que el carro pueda moverse libremente.

3. Pulse Inicio para comenzar el registro de datos. Suelte el carro para que se mueva hacia la polea

4. Pulse para detener la grabación de datos justo antes de que el carro llegue a la polea

• NOTA: No permitas que el carro golpee la polea.

Análisis

Utilice la pantalla gráfica para examinar la Posición versus el tiempo y los datos de velocidad versus el tiempo. Utilice el segundo gráfico (Gráfico 2) para examinar la fuerza versus posición. Grabe la información de las dos tablas para el procesamiento de la información.

V. INFORME

El informe deberá consignar

1. Los dos gráficos, el primero: fuerza versus posición y el segundo: velocidad versus tiempo

2. Con el primer gráfico determinar el trabajo neto (área bajo la gráfica).

3. Con el segundo gráfico y la masa determinada previamente, calcular el cambio de la energía cinética.

4. Dado que experimentalmente, los resultados no son iguales, determinar el porcentaje de error. (la diferencia de valores/trabajo)x100

5. Consignar una interpretación de los resultados.

A = Wn K= kf-ko=1/2mvf^2 –vo^

Wn= 0,184 j

= 0,15309

%E=Wn- K/Wn x 100

%E= 16,75

• El porcentaje de error es mayor al promedio que es de 10 , esto pueda ser por efecto externos del medio .

VI. CUESTIONARIO DE APLICACIÓN

1. Un cuerpo se desplaza 5 m al actuar sobre él una fuerza de 50 N. Calcula el trabajo realizado en los siguientes casos:

a) Fuerza y desplazamiento tienen la misma dirección y sentido.

W = F • s • cos= 50 • 5 • cos0 = 250 J

b) Fuerza y desplazamiento tienen la misma dirección y sentido contrario.

W = F • s • cos= 50 • 5 • cos 180 = - 250 J

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