Trabajo Y Energía

Año de la Integración Nacional y el Reconocimiento de Nuestra Diversidad”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA

FACULTAD DE INGENIERÍA GEOLÓGICA, MINERA Y METALÚRGICA

CURSO: Física I

TEMA: trabajo y energía

PROFESOR: Arauco Benavides, Aquiles

ALUMNOS :

BARBOZA VILCHEZ ISAAC

QUISPE MOINA RODRIGO

URETA GUTIERREZ ALEJANDRO

ROJAS HUANANAY JUAN

LABORATORIO DE TRABAJO Y ENERGÍA

OBJETIVOS:

Determinar el trabajo realizado por las fuerzas sobre el puck.

Determinar la variación de energía cinética

Verificar el teorema de trabajo y energía.

FUNDAMENTO TEORICO

TRABAJO DE UNA FUERZA.

Consideremos una partícula sobre la que actúa una fuerza , función de la posición de la partícula en el espacio, esto es y sea un desplazamiento elemental (infinitesimal) experimentado por la partícula durante un intervalo de tiempo . Llamamos trabajo elemental, , de la fuerza durante el desplazamiento elemental al producto escalar ; esto es,

Si representamos por la longitud de arco (medido sobre la trayectoria de la partícula) en el desplazamiento elemental, esto es , entonces el vector tangente a la trayectoria viene dado por y podemos escribir la expresión anterior en la forma

donde representa el ángulo determinado por los vectores y y es la componente de la fuerza F en la dirección del desplazamiento elemental .

El trabajo realizado por la fuerza durante un desplazamiento elemental de la partícula sobre la que está aplicada es una magnitud escalar, que podrá ser positiva, nula o negativa, según que el ángulo sea agudo, recto u obtuso.

Si la partícula P recorre una cierta trayectoria en el espacio, su desplazamiento total entre dos posiciones A y B puede considerarse como el resultado de sumar infinitos desplazamientos elementales y el trabajo total realizado por la fuerza en ese desplazamiento será la suma de todos esos trabajos elementales; o sea

Esto es, el trabajo viene dado por la integral curvilínea de a lo largo de la curva que une los dos puntos; en otras palabras, por la circulación de sobre la curva entre los puntos A y B. Así pues, el trabajo es una magnitud física escalar que dependerá en general de la trayectoria que una los puntos A y B, a no ser que la fuerza sea conservativa, en cuyo caso el trabajo resultará ser independiente del camino seguido para ir del punto A al punto B, siendo nulo en una trayectoria cerrada. Así, podemos afirmar que el trabajo no es una variable de estado.

En el caso particular de que la fuerza aplicada a la partícula sea constante (en módulo, dirección3 y sentido4 ), se tiene que

es decir, el trabajo realizado por una fuerza constante viene expresado por el producto escalar de la fuerza por el vector desplazamiento total entre la posición inicial y la final.

Si sobre una partícula actúan varias fuerzas y queremos calcular el trabajo total realizado sobre esta ella, entonces representará al vector resultante de todas las fuerzas aplicadas.

ENERGÍA CINÉTICA

La posee todo cuerpo en movimiento de traslación y se representa por

EK=(MV^2)/2

ENERGÍA POTENCIAL GRAVITATORIA

Se define la energía potencial (EP) gravitacional de un objeto de masa

que se encuentra a una altura y de algún nivel de referencia como:

E pg. = h g m

g es la aceleración de gravedad . Esta definición es totalmente compatible con la definición de trabajo por cuanto el trabajo necesario para elevar la masa “m” desde el nivel de referencia hasta la altura “y” es

F. y = Peso. y = m .g. y

. El objeto ha acumulado una energía m.g

ENERGÍA POTENCIAL ELÁSTICA

Es la energía asociada con las materiales elásticos. Un resorte obedece la Ley de Hooke, cuando al ser estirado o comprimido una distancia ∆x, el resorte se opone a tal deformación comuna fuerza F, cuya magnitud es proporcional a la deformación ∆x, la cual trata de que el resorte recupere su longitud original:

F=∆×.K

La energía potencial elástica de un resorte que obedece la Ley de Hooke cuando esta deformado una longitud ∆x es:

U=(1K〖∆×〗^2)/2

ENERGÍA MECÁNICA

Es la suma de las energías potencial y cinética de un cuerpo o sistema. Para un sistema masa-resorte se tiene:

EM= E pg. + EK+ U

EQUIPO

El material necesario para el experimento:

-Tablero con superficie de vidrio y conexiones para aire comprimido.

-Papel eléctrico tamaño A3

-Papel sabana

-Chispero electrónico (caja de color azul produce chispas cada 25 milisegundos o cada 50ms según la posición del interruptor negro en la parte superior derecha.

-Fuente del chispero

-Un disco de 10 cm de diámetro (puck)

-Dos resortes

Resorte de 9.3cm Resorte de 9.3 cm

-Una regla de 1m graduada

...