informe 8 laboratorio de fisica final

8/18/2019 Informe 8 Laboratorio de Fisica Final

1/13


2/13

Laboratorio de FísicaFacultad de Ciencias Físicas

INTRODUCCION

En un sistema físico, la energía potencial es energía que mide la capacidad

que tiene dicho sistema para realizar un trabajo en función exclusivamente de

su posición o configuración. Puede pensarse como la energía almacenada en

el sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede entregar.

Suele abreviarse con la letra o .

a energía potencial puede presentarse como energía potencial gravitatoria,

energía potencial electrost!tica, " energía potencial el!stica.

#!s rigurosamente, la energía potencial es una magnitud escalar asociada a

un campo de fuerzas $o como en elasticidad un campo tensorial de tensiones%.

&uando la energía potencial est! asociada a un campo de fuerzas, la diferencia

entre los valores del campo en dos puntos ' " ( es igual al trabajo realizado

por la fuerza para cualquier recorrido entre ( " '.

http://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_(f%C3%ADsica)http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial_gravitatoriahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial_electrost%C3%A1ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial_electrost%C3%A1ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial_el%C3%A1sticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_escalarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuerzahttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_tensorialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial_gravitatoriahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial_electrost%C3%A1ticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial_el%C3%A1sticahttp://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_escalarhttp://es.wikipedia.org/wiki/Fuerzahttp://es.wikipedia.org/wiki/Campo_tensorialhttp://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_(f%C3%ADsica)


3/13


1. OBJETIVOS

). *nvestigar los cambios de energía potencial el!stica en un sistemamasa+resorte.

. Establecer diferencias entre la energía potencial el!stica " la energíapotencial gravitatoria.

2. EQUIPOS Y MATERIALES

- -esorte.

- ojas de papel milimetrado.

- Porta pesas vertical

- -egla graduada de ) metro.

- Soporte universal.

- Prensa.

- /uego se pesas.

- &lamp.

- Pesas hexagonales.


4/13


3. INFORMACION TEORICA

os sólidos el!sticos son aquellos que se recuperan, m!s o menosr!pidamente, a su conformación definida originalmente al cesar la causa de ladeformación. En realidad, todos los cuerpos son deformables. Excedido uncierto límite el cuerpo pierde sus características el!sticas. os resortes seestiran cuando se le aplican fuerzas de tracción. ' ma"or estiramiento ma"or tracción, esto indica que la fuerza no es constante. a le" de oo0e nos da larelación de la magnitud de la fuerza F x con la longitud x de la deformación.

F x 1 +kx (1)

2onde k es una constante el!stica, su valor depende de la forma " laspropiedades el!sticas del cuerpo. El signo negativo indica que la fuerza el!sticadel resorte siempre se opone a la deformación $estiramiento o compresión%.

El hecho de que un resorte estirado tienda a regresar a su configuración$forma " tama3o% original cuando deja de actuar la causa que lo deforma, nosindica que el resorte almacena energía potencial de naturaleza el!stica Us cu"ovalor es igual al trabajo realizado por la fuerza de estiramiento.

Se demuestra que al estirarse un resorte el trabajo realizado es

W = Us = (12 k!) ! = " k!2 (2)

2onde x es el estiramiento $elongación% producido por la fuerza promedio en elresorte.


5/13


a 4igura ) muestra la posición x5 del extremo inferior de un resorte libre de laacción de fuerzas externas $sistema de referencia para medir los estiramientosdel resorte%.

Sea una masa # sostenida en x 0 . Se le hace descender estirando el resorteuna peque3a distancia hasta un punto x 1. Si despu6s la masa se deja libre estacaer! a una posición x 2 , luego continuar! vibrando entre posiciones cercanas a x 1 " x 2 2espu6s de un cierto tiempo la masa se detendr!.

(ajo estas condiciones el trabajo realizado para estirar el resorte de x 1 a x 2 esta dado por

W = ½ kx 2 2 $ ½ kx 1

2 = ½ k $ x 2 2 + x 1

2 % $7%

Esto define el cambio de energía potencial el!stica 28s producido en elresorte. a energía se expresa en joule.

Por otro lado, el cambio de energía potencial gravitatoria 28 g experimentadapor la masa # est! dada por

28g 1 mg 2x 1 mg $ x 2 + x 1 % $9%

Para medir la energía potencial gravitatoria U% = #%& se puede considerar elsistema de referencia en la vertical, con y 0 en la base. En este caso otra formade escribir la ecuación $9% es

28g 1 mg y ) + mg y 1 mg $ y 1 + y 2 %

2onde y 1, y 2 se pueden determinar una vez conocidas x 1 " x 2 . lamando ' a ladistancia comprendida entre x 0 e y 0 se encuentra que

y 1 1 + x 1 y 2 = ' x 2

' es una cantidad f!cilmente mensurable.

. PROCEDIMIENTO


6/13


). #onte el equipo tal como se muestra en la 4igura ) " haga coincidir elextremo inferior del resorte con el cero de la escala graduada o punto de6sta, que le permita f!ciles lecturas, tal como x5 1 95 cm. Este ser! elsistema de referencia para medir los estiramientos del resorte.

. &uelgue el porta pesas del extremo inferior del resorte. Es posible queesto produzca un peque3o estiramiento en el resorte. Si es así, anote lamasa del porta pesa " el estiramiento producido por el resorte en la:abla ).

7. 'dicione masas sucesivamente " registre los estiramientos del resortepara cada una de ellas. &uide de no pasar el límite el!stico del resorte.

9. &uando el peso m!ximo que se ha considerado este a;n suspendido,retire una a una las masas " registre nuevamente los estiramientosproducidos en el resorte para cada caso.


7/13


TABLA 1

M*s*

Suspendida

# $>g%

F+,-*

'plicada

4 $B%

Es/0-*#0,/ ,4 -,s-/,

'dicionando

masas

xC$cm%

-etirando

masas

xCC$cm%

Promedio en

x $cm%

Promedio en

x $m%

5.


8/13


).)9 )).)? )


9/13


5.

95.7D ).? 9.)@ .<

5.9=

@

5.@

=.9< ).


10/13


Pendiente m14x 1 0

m 1 01s,-* , /+s -,s+4/*s 4* ;-0* , ,,-%* ;/,


11/13


+* 0/,-;-,/*


12/13


2e este gr!fico se puede deducir que la curva depende de la energía 8g

debido a que disminu"e por el crecimiento de G, " los valores de 8s son

peque3os en comparación a los de 8g.

1K. ?B* :+,


13/13


. BIBLIO8RAFIA

- #anual de aboratorio 4ísica *, 8B#S#, ima

- '. B'H'--I, 4. :'FPE)DD@ Física Volumen 2 , ima, Editorial Jomez S.'.

- S'(-E-' 'H'-'2I, -6guloK PE-EL :E--E, Malter

)DD Física 1, ima, M..Editores S.-.tda.

. RECOMENDACIONES

informe 8 laboratorio de fisica final

Documents