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MEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIAL

  1. 1. MEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALToribio Córdova / Job Abanto / Juan AquinoI. OBJETIVOMedir el trabajo realizado para elevar un cuerpo y compararlo con el productodel peso del cuerpo por la altura que este se eleva.Identificar las variablesenergía.Determinar un valorDiferenciar correctamente los términos fuerza y energía, así como los términosenergía, trabajo y potencia.Realizar cálculos sencillos sobre las variaciones de energía mecánica queocurren en procesos simples, relacionándolo coII. FUNDAMENTOTEORICOEnergía potencialEs la energía que se le puede asociar a un cuerpo o sistemade su posición o de su configuración. Si en una región del espacio existe un campode fuerzas conservativo, la energía potencial del campo en el punto (A) se definecomo el trabajo requerido para mover una masa desde un punto de referencia(nivel de tierra) hasta el punto (A). Por definición el nivel de tierra tiene energíapotencial nula. Algunos tipos de energía potencial que aparecen en diversoscontextos de la física son:MEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIAL FISICA EXPERIMENTAL IToribio Córdova / Job Abanto / Juan AquinoMedir el trabajo realizado para elevar un cuerpo y compararlo con el productodel peso del cuerpo por la altura que este se eleva.variables que intervienen en un evento de conservación de laespecífico de la práctica.Diferenciar correctamente los términos fuerza y energía, así como los términosenergía, trabajo y potencia.Realizar cálculos sencillos sobre las variaciones de energía mecánica queocurren en procesos simples, relacionándolo con el trabajo realizado.FUNDAMENTOTEORICOEs la energía que se le puede asociar a un cuerpo o sistema conservativode su posición o de su configuración. Si en una región del espacio existe un campode fuerzas conservativo, la energía potencial del campo en el punto (A) se definecomo el trabajo requerido para mover una masa desde un punto de referencia) hasta el punto (A). Por definición el nivel de tierra tiene energíapotencial nula. Algunos tipos de energía potencial que aparecen en diversoscontextos de la física son:FISICA EXPERIMENTAL II1Medir el trabajo realizado para elevar un cuerpo y compararlo con el productoque intervienen en un evento de conservación de laDiferenciar correctamente los términos fuerza y energía, así como los términosRealizar cálculos sencillos sobre las variaciones de energía mecánica quen el trabajo realizado.conservativo en virtudde su posición o de su configuración. Si en una región del espacio existe un campode fuerzas conservativo, la energía potencial del campo en el punto (A) se definecomo el trabajo requerido para mover una masa desde un punto de referencia) hasta el punto (A). Por definición el nivel de tierra tiene energíapotencial nula. Algunos tipos de energía potencial que aparecen en diversos
  2. 2. MEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIAL FISICA EXPERIMENTAL IIToribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino 2La energía potencial gravitatoria: asociada a la posición de un cuerpo en elcampo gravitatorio (en el contexto de la mecánica clásica). La energíapotencial gravitatoria de un cuerpo de masa m en un campo gravitatorioconstante viene dada por: ࡱࡼ = ࢓ࢍࢎ donde h es la altura del centro demasas respecto al cero convencional de energía potencial.La energía potencial electrostática: La energía potencial electrostática de unsistema formado por dos partículas de cargas q y Q situadas a una distancia runa de la otra es igual a:ܸாሺ‫ݎ‬ሻ = ‫ ܭ‬ொ௤௥Siendo K una constante universal o constante de Coulomb cuyo valoraproximado es 9x109(voltios · metro/culombio).Una definición de energía potencial eléctrica sería la siguiente: cantidad detrabajo que se necesita realizar para acercar una carga puntual de masa nulacon velocidad constante desde el infinito hasta una distancia r de una cargadel mismo signo, la cual utilizamos como referencia. En el infinito la carga dereferencia ejerce una fuerza nula.La energía potencial elástica: asociada al campo de tensiones de un cuerpodeformable.La energía potencial puede definirse solamente cuando existe un campo defuerzas que es conservativa, es decir, que cumpla con alguna de las siguientespropiedades:1. El trabajo realizado por la fuerza entre dos puntos es independiente delcamino recorrido.2. El trabajo realizado por la fuerza para cualquier camino cerrado es nulo.
  3. 3. MEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALToribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino3. Cuando el rotorconexo).Se puede demostrar que todas las propiedades son equivalentescualquiera de ellas implica la otra). En estas condiciones, la energía potencialen un punto arbitrario se define como la diferencia de energía que tiene unapartícula en el punto arbitrario y otro punto fijo llamado "potencial cero".III. MATERIALESMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIAL FISICA EXPERIMENTAL IToribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquinode F es cero (sobre cualquier dominio simplementeSe puede demostrar que todas las propiedades son equivalentescualquiera de ellas implica la otra). En estas condiciones, la energía potencialen un punto arbitrario se define como la diferencia de energía que tiene unapartícula en el punto arbitrario y otro punto fijo llamado "potencial cero".ALESSOPORTE UNIVERSALPOLEAFISICA EXPERIMENTAL II3de F es cero (sobre cualquier dominio simplementeSe puede demostrar que todas las propiedades son equivalentes (es decir quecualquiera de ellas implica la otra). En estas condiciones, la energía potencialen un punto arbitrario se define como la diferencia de energía que tiene unapartícula en el punto arbitrario y otro punto fijo llamado "potencial cero".
  4. 4. MEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALToribio Córdova / Job Abanto / Juan AquinoMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIAL FISICA EXPERIMENTAL IToribio Córdova / Job Abanto / Juan AquinoPESASDINAMÓMETROPITAFISICA EXPERIMENTAL II4
  5. 5. MEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALToribio Córdova / Job Abanto / Juan AquinoIV. PROCEDIMIENTO1. Realizar el montaje de la figura. Coloca la hoja de papel milimetrado debajodel dinamómetro. Fíjala a la mesa de trabajo con la cinta adhesiva. La cuerdadebe tener unos 70cm de largo.En los puntos A y B de la cuerda, que debe serpequeñas bandas de cinta adhesiva.MEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIAL FISICA EXPERIMENTAL IToribio Córdova / Job Abanto / Juan AquinoPAPEL MILIMETRADOPROCEDIMIENTORealizar el montaje de la figura. Coloca la hoja de papel milimetrado debajodel dinamómetro. Fíjala a la mesa de trabajo con la cinta adhesiva. La cuerdadebe tener unos 70cm de largo.En los puntos A y B de la cuerda, que debe ser de unos 20cm coloca dospequeñas bandas de cinta adhesiva.FISICA EXPERIMENTAL II5Realizar el montaje de la figura. Coloca la hoja de papel milimetrado debajodel dinamómetro. Fíjala a la mesa de trabajo con la cinta adhesiva. La cuerdade unos 20cm coloca dos
  6. 6. MEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALToribio Córdova / Job Abanto / Juan AquinoAntes de comenzar a operar el punto A debe estar a nivel de la mesa detrabajo y el porta pesas debe estar con la pesa de 100g. Anota con tu lápizsobre el papel milimetrado la posición inicial del2. Tira suavemente del dinamómetro hasta q la señal 8 alcance el nivel de lamesa. Anota lo que marque el dinamómetro (F1) y la distancia recorrida por elmismo (l1).3. Repite lo anterior empleando la pesa de 150g tira suavementedinamómetro hasta que la señal B alcance de nuevo el nivel de la mesa. Anotalo que marca el dinamómetro (F2) y la distancia recorrida por el mismo (l1).4. Repite la operación empleando 200g. anota (F3) y (l3).MEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIAL FISICA EXPERIMENTAL IToribio Córdova / Job Abanto / Juan AquinoAntes de comenzar a operar el punto A debe estar a nivel de la mesa detrabajo y el porta pesas debe estar con la pesa de 100g. Anota con tu lápizsobre el papel milimetrado la posición inicial del gancho del dinamómetro.Tira suavemente del dinamómetro hasta q la señal 8 alcance el nivel de lamesa. Anota lo que marque el dinamómetro (F1) y la distancia recorrida por elRepite lo anterior empleando la pesa de 150g tira suavementedinamómetro hasta que la señal B alcance de nuevo el nivel de la mesa. Anotalo que marca el dinamómetro (F2) y la distancia recorrida por el mismo (l1).Repite la operación empleando 200g. anota (F3) y (l3).FISICA EXPERIMENTAL II6Antes de comenzar a operar el punto A debe estar a nivel de la mesa detrabajo y el porta pesas debe estar con la pesa de 100g. Anota con tu lápizgancho del dinamómetro.Tira suavemente del dinamómetro hasta q la señal 8 alcance el nivel de lamesa. Anota lo que marque el dinamómetro (F1) y la distancia recorrida por elRepite lo anterior empleando la pesa de 150g tira suavemente deldinamómetro hasta que la señal B alcance de nuevo el nivel de la mesa. Anotalo que marca el dinamómetro (F2) y la distancia recorrida por el mismo (l1).
  7. 7. MEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIAL FISICA EXPERIMENTAL IIToribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino 75. Emplea la pesa de 250g y repite la operación. Anota la lectura deldinamómetro (F4) y la distancia recorrida (l4).6. Mide con el dinamómetro el peso de los siguientes conjuntos:El porta pesas con la pesa de 100g (P1).El porta pesas con la pesa de 100g y 50g (P2).El porta pesas con la pesa de 200g (P3).El porta pesas con la pesa de 250g (P4).7. Mide con la cinta métrica la distancia entre los puntos A y B.V. CUESTIONARIOReflejar los resultados realizando los cuadros siguientes.CUADRO IFUERZA QUE MARCAEL DINAMOMETRODISTANCIARECORRIDA POR ELDINAMOMETROTRABAJO EFECTUADOF1 = 1,111 NF2 = 1,612 NF3= 2,112 NF4 =2,391 NL1 = 0,17 m F1L2 = 0,18m. F1L3 = 0,18m. F1L4 = 0,19m. F1W1 = 0,189JW2 = 0,290JW3 = 0,38JW4 = 0,454J
  8. 8. MEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIAL FISICA EXPERIMENTAL IIToribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino 8CUADRO IIPESOS LONGITUD ENTRE LASEÑAL A Y BAUMENTO DE ENERGIAPOTENCIALP1 = 1,107NP2 = 1,608NP3 = 2,109NP4 = 2,391NL = 0,2 mP1.L = 0,221JP2.L = 0,322JP3.L = 0,423JP4.L = 0,478JREALIZA LAS SIGUIENTES OPERACIONES:‫ܨ‬ଵ. ‫ܮ‬ଵܲଵ. ‫ܮ‬= 0,855‫ܨ‬ଶ. ‫ܮ‬ଶܲଶ. ‫ܮ‬= 0,9‫ܨ‬ଷ. ‫ܮ‬ଷܲଵ. ‫ܮ‬= 0,898‫ܨ‬ସ. ‫ܮ‬ସܲସ. ‫ܮ‬= 0,95VI. SITUACIONES PROBLEMATICAS1. Como son los valores experimentales entre sí: ࡸ૚, ࡸ૛, ࡸ૜, ࡸ૝ Para estos valores se cumple la relación:Lଵ < Lଶ < Lଷ < Lସ ello es debido a la fuerza F que es a su vez dependientede la masa que se pone en cada proceso:
  9. 9. MEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIAL FISICA EXPERIMENTAL IIToribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino 9⇒ si la masa es mayor tambien aumenta L2. Compara los valores ࡸ૚, ࡸ૛, ࡸ૜, ࡸ૝ con L ¿cómo son entre sí?Comparando estos valores del cuadro tenemos la relación:‫ܮ‬ଵ < ‫ܮ‬ଶ < ‫ܮ‬ଷ < ‫ܮ‬ସ ݈‫:݋݃݁ݑ‬‫ܮ‬ = ‫ܮ‬ଵ‫ܮ‬ = ‫ܮ‬ଶ‫ܮ‬ = ‫ܮ‬ଷ‫ܮ‬ = ‫ܮ‬ସ3. La energía potencial de un cuerpo aumenta al elevarlo sobre el suelo enla realización (2) ha efectuado con el que has conseguido AUMENTARel peso que cuelga.Explicación:Estos valores son directamente proporcionalesentre si y dependen de la fuerza.m.g.m.g.Hh H‫ܧ‬௣ = ݉݃ℎ ⟹ ݉݃ℎ > ݉݃‫ܪ‬‫ܧ‬௣ᇲ = ݉݃‫ ܪ‬ ∴ ‫ܧ‬௣ > ‫ܧ‬௣ᇲ⟹ ݈݁ ‫ܽݎݑݐ݈ܽ ݈ܽ ݊݋ܿ ܽݐ݊݁݉ݑܽ ݋ݏ݁݌‬ܲ݁‫ܧ ݋ݎ‬௣ = ܹ = ݉݃ℎ = ‫݋ݏ݁݌‬
  10. 10. MEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIAL FISICA EXPERIMENTAL IIToribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino 104. Indica si la realización (3) es válida para las realizaciones.La realización 3 consiste en:Fଵ. LଵPଵ. L=Trabajo efectuadoAumento de la energia potencial= tgθ …esto signiϐica que estamos calculando la pendiente de la graϐica trabajoefecectuado VS aumento de energia potencial y este valor debe ser equivalentea la unidad. Entonces la realizacion 3 es valida para las realizaciones.

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