LABORATORIO DE FISICA IINro. PFR

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Tema : ESTTICA PRIMERA CONDICIN DE EQUILIBRIOCdigo :G06113

Semestre:II

Grupo :B

Lab. N :08

LABORATORIO DE FSICA IIOCE- Rev1.0

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MIC I OPERACIOES COM

2-OBJETIVOS:

Demostrar el teorema de conservacin de la energa mecnica para el sistema masa resorte.

Demostrar que el teorema de conservacin de la energa mecnica es vlido tambin para sistemas sometidos a un campo exterior constante.

Determinar la constante de elasticidad del resorte empleado.

3-ANLISIS DE TRABAJO SEGURO:

PASOS BSICOS DEL TRABAJO A REALIZARRIESGO PRESENTE EN CADA CASOCONTROL DE RIESGO

Verificacin de las condiciones iniciales a las que se encuentran los equipos y materiales.

Cada de objetos, golpes en los pies.Tener cuidado y tener puestas las botas de seguridad.

Traslado de los materiales a la mesa de trabajo.Tropiezos, golpes o cortes con puntas filosas.Trasladar los equipos de forma cautelosa.

Determinacin de la constante del resorte.Daos en el sensor, cada de objetos a los pies.No jalar los resortes intempestivamente para evitar su deformacin. Realizar las operaciones con responsabilidad. Emplear en todo momento el equipo de proteccin personal(EPP)

Determinacin de las energas del sistema.Daos en el sensor, cada de objetos a los pies.No jalar los resortes intempestivamente para evitar su deformacin. Realizar las operaciones con responsabilidad. Emplear en todo momento el equipo de proteccin personal(EPP)

Devolucin de materiales

Tropiezos, golpes o cortes con bordes filosos.

Trasladar cautelosamente los materiales al lugar asignado.

Orden y limpieza del rea de trabajo.Dejar condiciones inseguras para futuras sesiones.Realizar la inspeccin adecuada de cada espacio del laboratorio.

4-FUNDAMENTO TERICO:5-MATERIALES Y EQUIPOS DE TRABAJO:Computadora personal con programa PASCO CapstonTM instaladoInterface 850 universal interface

Sensor de movimiento

Pesas con porta pesas

Pabilo

Regla

resortes

Sensor de fuerza

6-PROCEDIMIENTOS:

Determinacin de la constante del resorte.

Ingrese al programa PASCO Capston, haga click sobre el icono crear experimento y seguidamente reconocer el dinammetro y el sensor de movimiento, previamente insertado a la interfase 850 universal interfase.

Seguidamente arrastre el icono GRAFICO sobre el sensor de fuerza (tiro positivo, 2 decimales), elabore una grafica fuerza vs desplazamiento.

Haga el montaje de la figura 1, ponga el sensor de movimiento perfectamente vertical a fien de que no reporte lecturas errneas.

Con el montaje de la figura solo hace falta que ejercer una pequea fuerza que se ira incrementando gradualmente hacia abajo, mientras se hace esta operacin, su compaero grabara dicho proceso.

No estire mucho el resorte, pues puede vencerlo y quedar permanentemente estirado.

Para obtener mejor rendimiento en una maquinaria, es necesario conocer la conservacin de la energa, ya que con ello se puede lograr eficiencia durante el funcionamiento de un proceso, ya sea mecnico o elctrico. En esta experiencia trataremos de verificar el teorema de la conservacin de la energa mecnica para el sistema masa resorte, as como tambin la conservacin de energa mecnica para sistemas sometidos en un campo exterior.

Este laboratorio nos ayudara a demostrar como la energa no se crea ni se destruye, lo que permitir entender procesos de generacin de energa, y en el caso de nuestra especialidad la generacin de energa elctrica. La conservacin de la energa, es el conjunto de actividades encaminadas a lograr una utilizacin eficiente y equilibrada de los recursos energticos, con el fin de reducir o evitar cualquier desperdicio.

La relacin de la grfica fuerza vs desplazamiento es obviamente lineal, de la pendiente de esta grafica obtenga el valor de k. Repita el proceso para los otros 2 resortes. Anote el valor de la constante en la tabla1.

Tabla 1 coeficientes de elasticidad k

Resorte N1AZUL2VERDE3ROJO

Longitud en reposo(m)0.20 0.130.16

Constante k (N/m)5.097.5778.5

Imagen 1 ( Resorte azul )

Imagen 2 (Resorte verde)

10. BIBLIOGRAFA:

SEARS, Francis; SEMANSKY, Mark; YOUNG, Hugh; FREEDMAN, Roger FSICA UNIVERSITARIA VOLUMEN I. Edition 11. Pearson, Mxico 2004. 864p.ISBN (23 de junio) SERWAY.JEWETT- FSICA para ciencias e ingeniera-Abril Vega Orosco(Editorial)(23 de junio)

Fsica.-Energa- fisica39.wordpress.com/.../estatica-ii-primera-condicion-de-equilibrio-2/(23 de junio)

Imagen 3 (Resorte rojo)

Determinacin de las siguientes del sistema.Ingrese al programa Data Studio, haga clic sobre el icono crear experimento y seguidamente reconocer el sensor de movimiento previamente insertado a la interface power link.

Seguidamente arrastre el icono GRAFICO sobre el sensor de movimiento, elabore una grafica posicin vs tiempo.

Haga el montaje de la figura 2., deber hacer oscilar la masa suspendida del resorte, mientras hace esta operacin su compaero grabara los datos resultantes de hacer dicha operacin.

7.2. Tomando en cuenta el proceso determinacin de las energas del sistema responda:7.2.1 Por qu es importante que la no oscile de un lado a otro durante las mediciones? Qu efecto producira en la experiencia?

Por que el sensor de movimiento solo detecta movimientos lineales y si este se va de un lado a otro, entonces habra fallas en la toma de datos y las graficas no serian constantes por la variacin de longitud.7.2.2 Cul es la energa del sistema? es constante en el sistema? Explique

La energa total del sistema resorte-masa es de0.038 (J) la cual resulta de sumar la energa cintica y la energa potencial elstica. En el transcurso del tiempo la energa total no es constante esto se debe a que hay momentos en que la energa cintica y elstica aumentan su valor, disminuyen o son iguales a cero como se muestra en la grfica

7.2.3En el experimento realizado cual dira usted que es la fuerza ejercida sobre el resorte. conservativa o disipativa? Explique aproximadamente 35%. Es decir, la energa elctrica producida es el 35% de la energa liberada por la quema de combustible Cmo explica eso en trminos de la conservacin de la energa?

Este calor es empleado por un ciclo termodinmico convencional para mover un alternador y producir energa elctrica. Por tanto estamos considerando un un siglo de conservacin de energa a base le la quema de combustible.

8. OBSERVACIONES: Poner el sensor de fuerza en cero para no tener resultados errneos. Considerar el valor de 0.03N que nos da la lectura del fabricante. Importante jalar hacia abajo el resorte mas no comprimir para tener una oscilacin vertical y no hacia los lados.

Tener en cuenta las longitudes y rigidez de cada resorte para as tener resultados deseados

9. CONCLUSIONES: Pudimos demostrar el teorema de conservacin de la energa mecnica para nuestro sistemamasa resorte, Mediante la experimentacin de las diferentes constantes de cada resorte y la fuerza y as se pudo relacionar las energas existentes lo cual nos lleva a una energa conservativa en el tiempo.

Se relacion la energa cintica con la energa potencial elstica, porque en ambas se puede obtener resultados similares que permite el principio de la conservacin de la energa.

se observ la ley de la conservacin de la energa afirma que no se crea ni se destruye, que solo se puede cambiar de una forma a otra.

La energa del resorte es la fuerza recuperadora que tiene contra la gravedad ya que el siempre trata de recogerse y la gravedad y el peso que tenga a deformarlo

Esta energa provoca una velocidad inicial (Vo) que se tom en cuenta para poder calcular la distancia terica recorrida.

La fuerza ejercida sobre el resorte es la fuerza de la gravedad ejercida por la masa en cada instante; a la vez est la fuerza de resistencia del aire y otros factores; seria conservativa si contramos de un sistema aislado de cualquier intervencin externa, ya que si analizamos en este experimento la resistencia del aire est siendo una trabajo el cual es casi nulo pero no es cero

7.2.4 normalmente consideramos que los resortes no tienen masa Cul seria el efecto de un resorte con masa en el experimento?

Los valores cambiaran y se tendra que realizar clculos distintos considerando todas las fuerzas que actan y los peso que interfieren, pero para datos ms precisos tendramos que considerar la constante del aire.

Masa adicional para el resorte AZUL: ____kgMasa adicional para el resorte VERDE: ____kg (consultar al docente)Masa adicional para el resorte ROJO: _____kg

Cuide de no estirar mucho el resorte pues con la masa adicional corre el peligro de quedar permanentemente estirado.

Detenga la toma de datos despus de 10 segundos de iniciada. Es importantsimo que la masa solo oscile en direccin vertical y no de un lado a otro.

Repita la opercaion para cada resorte y complete las tablas 2,3 y 4.

Borre los datos errneos, no acumule informacin innecesaria.

TABLA 2. Resorte AZULMasa(kg)Distancia d(m)Amplitud A (m)E. cinticamx. (J)E. potencialmx. (J)E. total(J)

X(t)= 0.03040.00350.0045

V(t)= -0.371

Imagen 4

Imagen 5

TABLA 3. Resorte VERDE

Masa(kg)Distancia d(m)Amplitud A (m)E. cinticamx. (J)E. potencialmx. (J)E. total(J)

0.050.03X(t)=0.0021

V(t)=0.022

Imagen 6

Imagen 7

Tabla 4. Resorte ROJOMasa(kg)Distancia d(m)Amplitud A (m)E. cinticamx. (J)E. potencialmx. (J)E. total(J)

X(t)=

V(t)=

Imagen 8

Imagen 9

7. CUESTIONARIO:

7.1 Tomando en cuenta el proceso Determinacin de la constante del resorte responda:

7.1.1 La grafica en este experimento es lineal? Por qu?

Si porque solamente tomamos un valor de estiramiento mas no un ciclo de oscilacin donde la grfica tendr una sola expresin

7.1.2 existe alguna evidencia de error experimental? Sugiera las posibles causas

Si, la constante del aire interfiere asi como tambin la masa del resorte y el material con el cual haya sido diseado dicho resorte pero esto es un error mnimo.

7.1.3 si no hubiera tenido los sensores mediante que otro procedimiento hubiese medido el valor de la constante k del resorte? Graficar

Si podemos hallar la constante mediante la siguiente formula donde:k = Gd^4 / 8D^3NExplicacin de los Smbolos: G-Valor de material del Resorte

d = Dimetro de Alambre (pulgadas) Alambre msico = 11,5 x 10 ^ 6 D = Dimetro medio (pulgadas) Acero Inoxidable = 11,2 x 10 ^ 6 N = Numero de Vueltas activas Fsforo Bronce = 5,9 x 10 ^ 6 D / d = ndice de correccin Nonell = 9,6 x 10 ^ 6 G = Mdulo de cizallamiento del material Inconel = 11,5 x 10 ^ 6 K = Constante del Resorte Berilio Cobre = 6,9 x 10 ^ 6

7.2.5. las centrales trmicas para la generacin de electricidad son eficientes en