Laboratorio Fisica

Resumen:

Este informe de laboratorio se interioriza en estudiar la deformación de materiales elásticos, analizando la relación Carga-Deformación. A través de este método se logróa hallar la constante de los resortes k, enunciada por la ley de Hooke. A su vez uUna vez obtenida la constante, se procedióe a realizar un balance de energía, el cual está destinado a investigar un cuerpo sometido a las fuerzas conservativas elásticas y gravitatorias, y la no conservativa del rozamiento dinámico. Pudiendo predecir la distancia recorrida hacia arriba de un bloque, de masa conocida, situado en un plano inclinado jalado por un resorte, de constante conocida. Con este método se re calcula el lanzamiento de proyectiles ahora desde el punto de vista energético, propuesto en el primer laboratorio, se compararan ambos métodos.

ResumenTeorico

Trabajo de una fuerza:

Una fuerza constante genera trabajo cuando, aplicada sobre un cuerpo, modifica su estado de movimiento o reposo a lo largo de una determinada distancia.

Por otra parte, si una fuerza constante no produce movimiento, no se realizara trabajo. Por ejemplo, el sostener un libro con el brazo extendido, no implica trabajo alguno sobre el libro. Independiente del esfuerzo necesario.

Trabajo se designa con la letra “W” y se calcula con la siguiente expresión:

W=Fd cosα

Potencia:

Se denomina asi a la cantidad de trabajo que se realiza en cada unidad de tiempo.

P=

Cuando menor sea el tiempo empleado en realizar un trabajo, mayor ser la potencia de la maquina. Y podemos ver que cuando mayor sea el trabajo en la misma unidad de tiempo mayor será la potencia.

En el sistema internacional de unidades, la unidad de potencia es el watt. 1 un caballo a vapor equivale a 736 watt.

Energía:

La magnitud denominada energía enlaza todas las ramas de la física. En el ámbito de la física, debe suministrarse energía para realizar trabajo.

Se define como la capacidad que tiene todo cuerpo para realizar trabajo. Si se realiza algún tipo de trabajo es porque hay energía y ese trabajo a su vez transforma en algún tipo de energía.

Existen diferentes tipos de energía, de las cuales estudiaremos la energía cinética y potencial.

Energía Cinética:

Cuando una fuerza modifica la velocidad de un cuerpo se realiza y este será equivalente a la energía adquirida por dicho cuerpo.

Es la energía que posee todo cuerpo que se encuentra en movimiento, o sea que posee velocidad.

Esta energía es directamente proporcional al cuadrado de la velocidad y a la mitad de la masa del cuerpo.

Se designa de la siguiente forma:

Ec=

El trabajo realizado por la fuerza resultante que actúa sobre una partícula es igual a la variación de la energía cinética de dicha partícula.

Nos permite calcular el trabajo realizado sobre un cuerpo, aun cuando no conozcamos ni las fuerzas que actúan sobre el mismo ni las trayectorias que han seguido tales fuerzas. Solo es suficiente tener en cuenta la velocidad inicial y la final.

Un cuerpo con velocidad constante posee energía cinética constante.

Energía potencial:

Gravitatoria

Cuando se levanta un objeto desde el suelo hasta la superficie de una mesa, por ejemplo, se realiza trabajo al tener que vencer la fuerza de la gravedad, dirigida hacia abajo; la energía comunicada al cuerpo por este trabajo, aumenta su energía potencial. Si se realiza trabajo para elevar un objeto a una altura superior, se almacena energía en forma de energía potencial gravitatoria.

Es la energía que posee todo cuerpo que se encuentra a una determinada altura respecto de un punto de referencia.

Esta energía es directamente proporcional al peso del cuerpo y a la altura que se encuentra respecto del punto de referencia, se designa Ep.

Elástica

Para definir la energía potencial elástica se introduce el concepto de un resorte ideal, que es aquel que se comporta como un cuerpo elástico, ejerciendo una fuerza en su proceso de deformación. Cuando un resorte ideal está estirado cierta longitud x (m), éste quiere volver a su longitud y forma original; es decir, cuando no está estirado. Para intentar lograrlo, el resorte ejerce una fuerza Fe definida por:

Fe = kx

Donde k es la constante de fuerza del resorte, medido en N/m, y x es la deformación del resorte, medido en m.

eEl resorte realiza trabajo, debido a que desplaza al cuerpo aplicándole una fuerza por una distancia d. Ésta distancia coincide con la deformación del resorte x. Entonces, la energía potencial elasticaelástica del resorte es:

Uel = 1/2kx2

Donde k es la constante de fuerza del resorte. Pero cuando un cuerpo deforma al resorte aplicándole una fuerza, se realiza trabajo sobre él, y esa fuerza es igual a la fuerza del resorte Fe = kx (tercera ley del movimiento)

Energía Mecánica:

Es la sumatoria de las energías cinéticas y energías potenciales que tiene un sistema. Un sistema puede tener solamente energía cinética, solamente energía potencial o ambas.

En todas las transformaciones entre un tipo de energía y otro se conserva la energía total, y se conoce como principio de conservación de la energía.

Experiencia A: Determinación de la Constante del Resorte

Objetivos:

 Estudiar la deformación de un cuerpo elástico

 Analizar la relación Carga-deformación en un resorte

 Estudiar la ley Correspondiente

Metodología:

 Se Ssujeto el resorte al soporte con regla graduada

 Se midió hasta que punto llegaba el resorte sin carga

 Se agregaron diversos pesos y se tomaron los alargamientos como indica la siguiente tabla

medición masa (gr) Carga (N) Alargamiento ( ) (mm)

K = N/(

0 0 0

1 10 0,09 2,2 0,0409

2 20 0,19 4,2 0,0452

3 30 0,29 7,1 0,0408

4 40 0,39 9,5 0,041

5 50 0,49 11,3 0,0433

6 70 0,68 16,4 0,0414

7 90 0,88 21,6 0,0407

promedio 0,0419

¿Qué se observa respecto de los valores de la última columna? Explicar.

Se puede observar que los valores de la última columna se mantienen aproximadamente similares variando entre valores como 0.0452 y 0.0407 , esto es ya que la k de elasticidad se considera constante, ya que a medida que crece la fuerza el alargamiento que se produce es mayor, por

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