Trabajo, Potencia Y Energia Cinetica

Capacidades luego de la experiencia

· Estudiar el teorema de la variación de la energía.

· Determinar el trabajo y la potencia realizado por una fuerza constante sobre un objeto en movimiento rectilíneo.

· Determinar la variación de la energía cinética.

· Verificar el teorema del trabajo, potencia y la energía.

Fundamentos Teóricos

El trabajo realizado sobre un objeto por un agente que ejerce una fuerza constante F, está dado por el producto de la componente de la fuerza en la dirección del movimiento multiplicada por la magnitud del desplazamiento; esto es,

Cuando apunta en la dirección del desplazamiento, el trabajo es positivo y cuando apunta en dirección contraria, el trabajo se considera negativo.

La potencia es la rapidez con que se realiza trabajo.

En el caso de un objeto que se desliza hacia arriba, jalado por una fuerza F1 sobre un plano inclinado con fricción, como se puede ver en la figura 1, podemos calcular la aceleración del cuerpo con la siguiente ecuación:

Podemos completar la siguiente tabla para determinar de forma experimental la fuerza neta que aplicada al cuer po, genera trabajo que mueve al cuerpo desde una posición x0 a una posición xf

Una vez que tengamos el dato de la fuerza neta, podemos calcular de forma experimental el trabajo requerido para mover este cuerpo desde x0 a xf. En este caso podemos aplicar la fórmula W=F*d*cosα.

Donde representa el desplazamiento del objeto a lo largo del plano inclinado.

Figura 1

Durante el desplazamiento hacia arriba, se observa además que la velocidad del objeto aumenta gradualmente y su energía cinética dada por la siguiente ecuación también aumenta:

La variación de la energía cinética conforme el objeto se desplaza es igual al trabajo realizado sobre el objeto, esto es:

A este hecho se le conoce como el teorema de la variación de la energía, o como el teorema del trabajo y la energía (cinética). Esto es, el trabajo realizado por una fuerza constante para mover un objeto es igual al cambio en la energía cinética del objeto.

Material a Utilizar

· Un Dinamómetro

· 1 barra de madera

· 3 pesos diferentes

· 1 Cinta métrica

· 1 cuerda

· Objeto

Montaje y Ejecución de la Experiencia

Paso 1.- Montar el esquema de la figura 1 y tomar los datos para poder completar la tabla.

Paso 2.- Utilizar los promedios de las mediciones tomadas para reemplazar en las formulas y hacer los cálculos requeridos.

Paso 3.- Calcular los datos de forma experimental y comparar el trabajo calculado

...