UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAOFACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL Y SISTEMAS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA DE SISTEMAS

Informe N° 1

FUERZAS NO CONSERVATIVAS

Variación de la energía mecánica. Potencia.

DOCENTE

Prof. Alex Ramos.

CURSO: Física 1

INTEGRANTES:

Bernal Egúsquiza Diego Giancarlo

Fecha de Entrega: 14 de Julio

2015

Equilibrio Estático - Física 1

I. Titulo

Fuerzas No Conservativas.

II. Fundamento Teórico

Decimos que una Fuerza es no conservativa si el trabajo que realiza sobre un

objeto depende de la trayectoria tomada por el objeto entre sus puntos final e

inicial. Por ejemplo: La fricción cinética, la fricción viscosa del aire, y las fuerzas

propulsoras. Un ejemplo vivencial seria la fuerza ejercida por un motor a reacción

sobre un avión o la fuerza realizada por la hélice sobre un submarino.

Definición científica

Al hablar de Fuerzas No Conservativas, se nos viene a la mente el teorema sobre la conservación de la energía mecánica la cual relación la variación de esta con el trabajo de las fuerzas no conservativas

∆ Emecanica=W F. no conservativas

De esta forma en ausencia de trabajo de fuerzas conservativas, la energía mecánica permanecerá constante. En caso contrario, si se calcula el trabajo que realizan estas fuerzas, se podrá saber la variación de la energía mecánica.

Equilibrio Estático - Física 1

En esta imagen se observa Fuerza de Rozamiento la cual es una de las

mas caracteristicas de las Fuerzas No Conservativas y a su vez tiene un

sentido contrario al del movimiento del cuerpo y tiene una fórmula para

hallarla la cual es

Fr = u x N

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FUERZAS NO CONSERVATIVAS

Experiencia N° 1

I. OBJETIVOS

Estudiar la aparición de fuerzas de rozamiento asociadas al contacto entre

los cuerpos y el trabajo que realizan.

II. MATERIALES

1) 3 cuadernos.

2) Lapicero y hoja bond.

3) Una caja de zapatillas.

4) Una caja pequeña.

III. DESARROLLO

1) Dentro de la caja colocar los cuadernos y la caja en la forma como la

imagen (a)

2) En la hoja bond graficar las fuerzas presentes en el experimento. (b)

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(a)

(b)

Estas son las tres fuerzas que actúan.

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El peso del cuerpo (P), que como vemos,

esta inclinada los 35° del plano inclinado.

La normal (N), que es la fuerza

perpendicular a la superficie de apoyo que

siempre está en todo cuerpo apoyado.

La fuerza de roce (Fr) que se opone al

movimiento del cuerpo.

IV. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

“Un cuerpo de 28 Kgs de masa se desliza por un plano inclinado de 35 grados

de inclinación que tiene como dimensiones 2 metros de alto. Existe en la

superficie un coeficiente de roce de 0.2. Calcular la velocidad con la que llega

al suelo.”

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V. RESOLUCIÓN DEL PROBLEMA

La variación de la energía mecánica es igual al trabajo de la fuerza de roce. Por lo tanto

primero debemos calcular dicho trabajo.

Wfr = Fr x d

Hallando “d” por trigonometría.

Sen 35° = AlturaDistancia

D = AlturaSen35

D = 3.49 metros

Ahora sacamos el valor de la Fuerza de roce:

Fr = µ  x  N

El µ lo tenemos pero la N debemos calcularla con la siguiente formula que solo es viable en

los planos inclinados.

N= P x Cos (a)

N = (28 kg x 9,8 m/seg2 ) Cos 35

N = 224.73 Newton (N)

Hallando Fr

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Fr = 0,20 x 224,73 N

Fr = 44,9 N

Por lo tanto el trabajo de esta fuerza será:

Wfr = 44.9 N x 3.49 mts

Wfr = 156.7 Joules (J)

Ahora si podemos calcular la energía mecánica final restando la energía mecánica inicial con

el valor del trabajo de la F de roce.

EMi = masa x g x h

EMi = 28 kg x 9,8 m/seg2 x 2 mt

EMi = 548.8 J

La energía mecánica final será:

EMf = 548.8 J – 156.7 J

EMf = 392.1 J

Con esta energía llega el cuerpo al suelo. En este punto ya no hay altura por lo tanto la

energía que queda es solamente cinética:

Ec = Masa xV 2

2

Despejamos la velocidad:

Ec x2Masa

= V 2

Sacamos la raíz cuadrada de esta expresión y reemplazamos quedando el valor de:

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V = 5.3 mt/seg

VI. CONCLUSIÓN DEL EXPERIMENTO DESARROLLADO

Al experimentar e indagar, se llega a la conclusión que la fuerza de

rozamiento no es conservativa sino disipativa, al depender el trabajo

realizado por la misma de la trayectoria seguida por el cuerpo.

VII. BIBLIOGRAFÍA

Toda la información fue recaudada de las siguientes páginas web:

http://www.fisicapractica.com/FuerzaRoce www.fisicalab.com/apartado/fuerzas-conservativas#contenidos

Y algunos videos experimentales para obtener los mejores resultados y

conocimientos que abarcan todo el tema de “Fuerzas no Conservativas”

https://www.youtube.com/watch?v=tKaEBMyMnkQ – Ejercicio de Fuerza No Conservativa. https://www.youtube.com/watch?v=ZwOhKBtI3zU – Teoria de Fuerzas no Conservativas.

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