Lab Fis 1 3

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA

FACULTAD DE INGENIERIA Civil

FISICA - INFORME DE LABORATORIO

2011-II

INTRODUCCION

El concepto de trabajo es fundamental en la mecánica por su relación con la energía, gracias a esta herramienta podemos explicar distintos fenómenos y también ver sus aspectos cuantitativos. En el presente informe de laboratorio usaremos la definición de trabajo, así como su relación con la energía, describiendo el movimiento de un disco por una trayectoria curvilínea.

LABORATORIO DE FISICA : TRABAJO Y ENERGIA

* OBJETIVOS

Verificar el teorema Trabajo – Energía Cinética.

Apreciar los conceptos de Trabajo y Energía.

Determinar la constante elástica K, mediante la ley de Hooke, es decir midiendo la proporcionalidad entre fuerzas y alargamientos.

* INSTRUMENTOS

Plancha de vidrio en marco de madera

Un disco con sistema eléctrico

Chispero electrónico con su fuente de poder(40 Hz)

Dos resortes

Papelotes

5 pesas de diferentes masas.

Una regla milimetrada, compás y escuadras.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Procedimos a armar el equipo, montando el equipo y colocando los resortes, luego encendemos el chispera a la mayor frecuencia posible (en nuestro caso 40 Hz). Así mismo resaltamos y fijamos dos puntos fijos llamadas A y B, los cuales nos ayudaran para cálculos futuros. Finalmente con la ayuda de las masas y la regla procedemos a calcular la constante de los resortes.

Análisis de Resultados

1. Identifique con números cada marca dejada por el chispero durante el recorrido del disco.

2. Identifique con letras mayúsculas el punto medio entre cada par de puntos registrados. Así por ejemplo identificar el punto G el punto medio entre las marcas correspondientes a los instantes t=4 ticks y t=5 ticks.

Como nos pedían el punto medio del desplazamiento unimos los puntos y simplemente medimos sus longitudes.

3. Elija una porción de la trayectoria a lo largo de la cual deseamos evaluar el trabajo hecho por la fuerza resultante. Llamemos por ejemplo k=4 al punto inicial y k=18 al punto final.

Para este procedimiento escogimos los puntos del 1-15

4. Mida el desplazamiento (en centímetros) entre cada par de puntos contiguos (designados por números) para todo el recorrido elegido y llene la última columna del cuadro 1.

5. Mida las elongaciones de los dos resortes en cada uno de los puntos designados con letras y llene las columnas 3 y 4 del cuadro 1.

Lo pudimos obtener restando las longitudes iniciales de cada resorte al vector que une los puntos iniciales de los resortes con los puntos de la trayectoria

6. Usando las curvas de calibración de cada resorte, encuentre el modulo de la fuerza que ejerce cada resorte sobre el disco en los puntos designados por letras y llene las columnas 5 y 6 del cuadro 1.

Para la calibración del resorte se hace para hallar la constante de elasticidad del resorte “ K “. Para esto utilizaremos un método usado en experimentos anteriores llamado RECTA MINIMO CUADRATICA.

RECTA MINIMO CUADRATICA:

Aproximaremos los distintos valores de K en una gráfica Fuerza vs. Elongación.

Para este caso la fuerza aplicada al resorte será la del peso de 5 masas diferentes:

M1 = 206.4 gramos

M2 = 139.4 gramos

M3 = 104.5 gramos

M4 = 54.8 gramos

M5 = 24.7 gramos

Para obtener el peso de cada masa, multiplicaremos a cada una por la fuerza de gravedad (9.81 m/s2)

PARA EL RESORTE B :

n | Xi (Elongacion) | Yi (Fuerza - Peso) | XiYi | X2i |

1 | 3.5 | 2.025 | 7.087 | 12.25 |

2 | 2.41 | 1.368 | 3.296 | 5.8081 |

3 | 1.25 | 1.025 | 1.281 | 1.5625 |

4 | 0.15 | 0.538 | 0.081 | 0.0225 |

5 | 0.05 | 0.242 | 0.012 | 0.0025 |

| ∑ = 7.36 | ∑ = 5.197 | ∑ = 11.757 | ∑ = 19.6456 |

Reemplazamos los datos obtenidos en las ecuaciones normales:

i=1nyi=a0 . n+a1 . i=1nxi

i=1nyi.xi=a0 . i=1nxi+a1 . i=1nx2i

De estas ecuaciones remplazando obtenemos:

Y = 0.353 + 0.466X

Donde X es la elongación del resorte ( cm ) ; Y es la fuerza (N) de los bloques.

PARA EL RESORTE A:

n | Xi (Elongacion) | Yi (Fuerza - Peso) | XiYi | X2i |

1 | 5.950 | 2.025 | 12.049 | 35.4025 |

2 | 4.050 | 1.368 | 5.540

...