Informe 4 - Trabajo y Energia Cinetica

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INDICE

1. OBJETIVOS.......................................................................1 2. FUNDAMENTO TEORICO....................................................1 3. EQUIPO UTILIZADO..........................................................7 4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.......................................7 5. DATOS EXPERIMENTALES.................................................8 6. PROCESAMIENTO DE DATOS Y RESULTADOS....................10 3. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES............................13 4. BIBLIOGRAFIA................................................................14

TRABAJO Y ENERGIA

1. OBJETIVOVerificar que el trabajo realizado por la fuerza resultante sobre un cuerpo es igual al cambio de la energa cintica de dicho cuerpo. Resultado conocido como el Teorema del trabajo y la energa cintica.

2. FUNDAMENTO TEORICOConcepto de trabajo Se denomina trabajo infinitesimal, al producto escalar del vector fuerza por el vector desplazamiento.

Donde Ft es la componente de la fuerza a lo largo del desplazamiento, ds es el mdulo del vector desplazamiento dr, y q el ngulo que forma el vector fuerza con el vector desplazamiento. El trabajo total a lo largo de la trayectoria entre los puntos A y B es la suma de todos los trabajos infinitesimales

Su significado geomtrico es el rea bajo la representacin grfica de la funcin que relaciona la componente tangencial de la fuerza Ft, y el desplazamiento s.

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Concepto de energa cintica Supongamos que F es la resultante de las fuerzas que actan sobre una partcula de masa m. El trabajo de dicha fuerza es igual a la diferencia entre el valor final y el valor inicial de la energa cintica de la partcula.

En la primera lnea hemos aplicado la segunda ley de Newton; la componente tangencial de la fuerza es igual a la masa por la aceleracin tangencial. En la segunda lnea, la aceleracin tangencial at es igual a la derivada del mdulo de la velocidad, y el cociente entre el desplazamiento ds y el tiempo dt que tarda en desplazarse es igual a la velocidad v del mvil. Se define energa cintica como la expresin

El teorema del trabajo-energa indica que el trabajo de la resultante de las fuerzas que acta sobre una partcula modifica su energa cintica. Fuerza conservativa. Energa potencial Una fuerza es conservativa cuando el trabajo de dicha fuerza es igual a la diferencia entre los valores iniciales y final de una funcin que solo depende de las coordenadas. A dicha funcin se le denomina energa potencial.

El trabajo de una fuerza conservativa no depende del camino seguido para ir del punto A al punto B. El trabajo de una fuerza conservativa a lo largo de un camino cerrado es cero.

El peso es una fuerza conservativa

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Calculemos el trabajo de la fuerza peso F=-mg j cuando el cuerpo se desplaza desde la posicin A cuya ordenada es yA hasta la posicin B cuya ordenada es yB.

La energa potencial Ep correspondiente a la fuerza conservativa peso tiene la forma funcional

Donde c es una constante aditiva que nos permite establecer el nivel cero de la energa potencial. La fuerza que ejerce un muelle es conservativa Como vemos en la figura cuando un muelle se deforma x, ejerce una fuerza sobre la partcula proporcional a la deformacin x y de signo contraria a sta.

Para x>0, F=-kx Para x

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