Lab N 07_ Trabajo y Energia Cinetica (2) Fisica

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FACULTAD DE INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA INDUSTRIAL
TRABAJO Y ENERGÍA CINÉTICA
CURSO: 
 FÍSICA I.
DOCENTE:
 BENITO CRUZ VEGA
ALUMNOS:
· Araceli Patricia Celis Espinoza
· Joseph Arévalo Alamas 
· Julio Huamani Quispe
· Aldo Ipurre Paredes 
LIMA-PERÚ
2019
PRÁCTICA N° 7
TRABAJO Y ENERGÍA CINÉTICA
I. Marco Teórico
En la naturaleza todo movimiento se da gracias a fuerzas presentes en el entorno. En física identificamos una fuerza por el efecto que produce. Estas fuerzas al ejercerse sobre un cuerpo cambian el desplazamiento produciendo así un nuevo concepto conocido como trabajo.
Los conceptos de Trabajo y Energía se fundamentan de las leyes de Newton. Para realizar el trabajo sobre un objeto, es necesario aplicar una fuerza en la dirección del movimiento o en contra. El trabajo se define como el producto escalar del vector Fuerza por el vector desplazamiento y se calcula:
𝑊 = 𝐹 ∙ 𝑠 = 𝐹𝑠𝑐𝑜𝑠𝜃	(1)
Donde F es una fuerza constante y s es el desplazamiento del objeto.
La Energía cinética es una cantidad escalar que depende de la masa y la velocidad del objeto que se está estudiando, no de la dirección del movimiento de este. La Energía Cinética se calcula:
1
𝐾 = 2 𝑚𝑣2
(2)
Existe una relación que combina tanto el Trabajo y la Energía Cinética, conocida como el teorema de conservación Trabajo - Energía Cinética:
𝑊 = ∆𝐾 = 𝐾2 − 𝐾1	(3)
II. Objetivos Objetivo General:
· Comprender el Teorema de Trabajo – Energía cinética.
Objetivos Específicos:
· Calcular el trabajo realizado por el peso de un cuerpo en un plano inclinado.
· Determinar el valor de la velocidad de un carro en 2 puntos distintos.
· Demostrar experimentalmente el Teorema de Trabajo – Energía cinética.
III. Materiales y Equipos
· 01 LabQuestMini
· 02 Soportes universales
· 02 Sensor Fotopuerta
· 01 Rejilla para carro
· 01 Sistema dinámico vernier
· 01 Varilla anclaje con acople
· 01 Balanzas digitales (± 0.01 𝑔 y ± 0.1 𝑔 )
IV. Procedimiento
1. Armar el montaje mostrado en la figura 01.
2. Coloque ambos sensores Fotopuerta en intervalos de 40 cm. Sostenga el carro con la rejilla en la parte máxima del riel.
3. Configurar ambos sensores haciendo click en experimento/configurar sensores/mostrar todas las interfaces, luego hacer click en la fotopuerta DIG/SONIC/Cronometraje de puerta, y medir e ingresar el diámetro de la varilla anclaje con acople.
4. Coloque el carro tal como muestra la figura 01 a 5cm del inicio del riel, Hacer click en “Toma de datos” y suelte el carro para comenzar a recolectar los datos.
5. Anotar los datos de las velocidades en la posición 1, posición 2 y posición 3, en la tabla 01 y repetir 8 veces, para luego calcular el promedio de las velocidades en cada posición y anotar en la tabla N°02.
6. La velocidad en el punto 1 es la velocidad inicial con la que empieza el movimiento, por lo tanto, la velocidad es cero.
7. Medir las posiciones 1, 2 y 3, anotar en la tabla N°03.
	
Figura 19. Esquema de la práctica Trabajo – Energía Cinética
V. Datos Tabla 1.
	N°
	1
	2
	3
	4
	5
	6
	7
	8
	Velocidad en 1.
(𝒎⁄𝒔)
	 0 𝒎/𝒔
	 0 𝒎/𝒔 
	 0 𝒎/𝒔
	 0 𝒎/𝒔
	 0 𝒎/𝒔
	 0 𝒎/𝒔
	 0 𝒎/𝒔
	 0 𝒎/𝒔
	Velocidad en 2.
(𝒎⁄𝒔)
	0.528 𝒎/𝒔
	 0.529 𝒎/𝒔
	 0.526 𝒎/𝒔
	 0.523 𝒎/𝒔
	 0.521 𝒎/𝒔 
	 0.520 𝒎/𝒔 
	 0.538 𝒎/𝒔
	 0.544 𝒎/𝒔
	Velocidad en 3.
(𝒎⁄𝒔)
	 0.773 𝒎/𝒔
	 0.775 𝒎/𝒔
	 0.774 𝒎/𝒔
	 0.772 𝒎/𝒔
	 0.772 𝒎/𝒔
	 0.771 𝒎/𝒔
	 0.785 𝒎/𝒔
	 0.791 𝒎/𝒔
Tabla 2. Velocidad promedio y masa del carro
	𝒗𝟏 (𝒎/𝒔)
	 0 𝒎/𝒔
	𝒗𝟐 (𝒎/𝒔)
	 0.528 𝒎/𝒔
	𝒗𝟑 (𝒎/𝒔)
	 0.776 𝒎/𝒔
	Masa (kg)
	 0.51277 kg
Tabla 3. Distancias recorridas
	𝑥1 (𝑚)
	 0.115 m
	𝑥2 (𝑚)
	 0.455 m
	𝑥3 (𝑚)
	 0.82 m
VI. Procesamiento de datos.
· Una vez obtenido los valores promedio de la velocidad y la masa del carro se puede obtener el valor de la Energía cinética con la siguiente ecuación:
VII. 
1
𝐸 = 2 𝑚𝑣2
(4)
· Determinar la variación de la Energía Cinética en los tramos de X1 a X2 y X2 a X3 
· Realizar un diagrama de cuerpo libre sobre el carro y obtener la fuerza resultante que realiza el movimiento del carro.
· Una vez obtenido la fuerza multiplicar por la distancia. Para obtener el trabajo neto en cada tramo:
	(5)
· Determinar el trabajo neto
VIII. Análisis y Discusión de Resultados
· Calcular el error porcentual que se obtiene con los valores de Energía y Trabajo
 = 9.207
E
· ¿Por qué uno se cansa cuando empuja sobre una pared que permanece inmóvil cuando en realidad no se realiza ningún trabajo sobre ésta?
El hecho de que no se realice trabajo sobre la pared, no quiere decir que no se esté utilizando energía.
La energía que yo estoy gastando se transforma en calor a través de mi cuerpo o ejerciendo una fuerza.
· Tu amigo afirma que la energía cinética de un objeto depende del marco de referencia del observador. ¿Estás de acuerdo con él? ¿Por qué?
 Sí, porque la energía cinética depende de la rapidez del objeto y ésta a su vez depende del marco de referencia del observador.
· ¿Si la velocidad fuera constante a lo largo de todo el trayecto como se vería afectado este experimento?
Si la velocidad fuera constante la variación de la energía cinética es 0 en todos los puntos, y no habría cambio de variación en el sistema.
Procesamiento de Datos: 
· Determinar la variación de la Energía Cinética en los tramos de X1 a X2 y X2 a X3 
	- 
	 
- 
	= 0.083
	- 
	 
- 
	= 0.071
· Realizar un diagrama de cuerpo libre sobre el carro y obtener la fuerza resultante que realiza el movimiento del carro.
|	
· Una vez obtenido la fuerza multiplicar por la distancia. Para obtener el trabajo neto en cada tramo:
	W= F (- )
	=0.23 (0.24) = 0.0782
	W= F (- )
	=0.23 (0.365) = 0.083