MEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIAL

MEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIAL

Toribio Córdova / Job Abanto / Juan Aquino

I. OBJETIVO

� Medir el trabajo realizado para elevar un cuerpo y compararlo con el producto

del peso del cuerpo por la altura que este se eleva.

� Identificar las variables

energía.

� Determinar un valor

� Diferenciar correctamente los términos fuerza y energía, así como los términos

energía, trabajo y potencia.

� Realizar cálculos sencillos sobre las variaciones de energía mecánica que

ocurren en procesos simples, relacionándolo co

II. FUNDAMENTO TEORICO

Energía potencial

Es la energía que se le puede asociar a un cuerpo o sistema

de su posición o de su configuración. Si en una región del espacio existe un campo

de fuerzas conservativo, la energía potencial del campo en el punto (A) se define

como el trabajo requerido para mover una masa desde un punto de referencia

(nivel de tierra) hasta el punto (A). Por definición el nivel de tierra tiene energía

potencial nula. Algunos tipos de energía potencial que aparecen en diversos

contextos de la física son:

MEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIAL FISICA EXPERIMENTAL I


Medir el trabajo realizado para elevar un cuerpo y compararlo con el producto

del peso del cuerpo por la altura que este se eleva.

variables que intervienen en un evento de conservación de la

específico de la práctica.

Diferenciar correctamente los términos fuerza y energía, así como los términos

energía, trabajo y potencia.

Realizar cálculos sencillos sobre las variaciones de energía mecánica que

ocurren en procesos simples, relacionándolo con el trabajo realizado.

FUNDAMENTO TEORICO

Es la energía que se le puede asociar a un cuerpo o sistema conservativo




) hasta el punto (A). Por definición el nivel de tierra tiene energía


contextos de la física son:

FISICA EXPERIMENTAL II

1

Medir el trabajo realizado para elevar un cuerpo y compararlo con el producto

que intervienen en un evento de conservación de la

Diferenciar correctamente los términos fuerza y energía, así como los términos

Realizar cálculos sencillos sobre las variaciones de energía mecánica que

n el trabajo realizado.

conservativo en virtud




) hasta el punto (A). Por definición el nivel de tierra tiene energía


MEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIALMEDIDA DE LA ENERGIA POTENCIAL FISICA EXPERIMENTAL II


2

� La energía potencial gravitatoria: asociada a la posición de un cuerpo en el

campo gravitatorio (en el contexto de la mecánica clásica). La energía

potencial gravitatoria de un cuerpo de masa m en un campo gravitatorio

constante viene dada por: �� = �� donde h es la altura del centro de

masas respecto al cero convencional de energía potencial.

� La energía potencial electrostática: La energía potencial electrostática de un

sistema formado por dos partículas de cargas q y Q situadas a una distancia r

una de la otra es igual a:

�� = ��

�

Siendo K una constante universal o constante de Coulomb cuyo valor

aproximado es 9x109 (voltios · metro/culombio).

Una definición de energía potencial eléctrica sería la siguiente: cantidad de

trabajo que se necesita realizar para acercar una carga puntual de masa nula

con velocidad constante desde el infinito hasta una distancia r de una carga

del mismo signo, la cual utilizamos como referencia. En el infinito la carga de

referencia ejerce una fuerza nula.

� La energía potencial elástica: asociada al campo de tensiones de un cuerpo

deformable.

La energía potencial puede definirse solamente cuando existe un campo de

fuerzas que es conservativa, es decir, que cumpla con alguna de las siguientes

propiedades:

1. El trabajo realizado por la fuerza entre dos puntos es independiente del

camino recorrido.

2. El trabajo realizado por la fuerza para cualquier camino cerrado es nulo.



3. Cuando el rotor

conexo).

Se puede demostrar que todas las propiedades son equivalentes

cualquiera de ellas implica la otra). En estas condiciones, la energía potencial

en un punto arbitrario se define como la diferencia de energía que tiene una

partícula en el punto arbitrario y otro punto fijo llamado "potencial cero".

III. MATERIALES



de F es cero (sobre cualquier dominio simplemente

Se puede demostrar que todas las propiedades son equivalentes




ALES

SOPORTE UNIVERSAL

POLEA


3

de F es cero (sobre cualquier dominio simplemente

Se puede demostrar que todas las propiedades son equivalentes (es decir que








PESAS

DINAMÓMETRO

PITA


4



IV. PROCEDIMIENTO

1. Realizar el montaje de la figura. Coloca la hoja de papel milimetrado debajo

del dinamómetro. Fíjala a la mesa de trabajo con la cinta adhesiva. La cuerda

debe tener unos 70cm de largo.

En los puntos A y B de la cuerda, que debe ser

pequeñas bandas de cinta adhesiva.



PAPEL MILIMETRADO

PROCEDIMIENTO

Realizar el montaje de la figura. Coloca la hoja de papel milimetrado debajo


debe tener unos 70cm de largo.

En los puntos A y B de la cuerda, que debe ser de unos 20cm coloca dos

pequeñas bandas de cinta adhesiva.


5

Realizar el montaje de la figura. Coloca la hoja de papel milimetrado debajo


de unos 20cm coloca dos



Antes de comenzar a operar el punto A debe estar a nivel de la mesa de

trabajo y el porta pesas debe estar con la pesa de 100g. Anota con tu lápiz

sobre el papel milimetrado la posición inicial del

2. Tira suavemente del dinamómetro hasta q la señal 8 alcance el nivel de la

mesa. Anota lo que marque el dinamómetro (F1) y la distancia recorrida por el

mismo (l1).

3. Repite lo anterior empleando la pesa de 150g tira suavemente

dinamómetro hasta que la señal B alcance de nuevo el nivel de la mesa. Anota

lo que marca el dinamómetro (F2) y la distancia recorrida por el mismo (l1).

4. Repite la operación empleando 200g. anota (F3) y (l3).





sobre el papel milimetrado la posición inicial del gancho del dinamómetro.

Tira suavemente del dinamómetro hasta q la señal 8 alcance el nivel de la


Repite lo anterior empleando la pesa de 150g tira suavemente



Repite la operación empleando 200g. anota (F3) y (l3).


6



gancho del dinamómetro.

Tira suavemente del dinamómetro hasta q la señal 8 alcance el nivel de la


Repite lo anterior empleando la pesa de 150g tira suavemente del





7

5. Emplea la pesa de 250g y repite la operación. Anota la lectura del

dinamómetro (F4) y la distancia recorrida (l4).

6. Mide con el dinamómetro el peso de los siguientes conjuntos:

� El porta pesas con la pesa de 100g (P1).

� El porta pesas con la pesa de 100g y 50g (P2).



7. Mide con la cinta métrica la distancia entre los puntos A y B.

V. CUESTIONARIO

Reflejar los resultados realizando los cuadros siguientes.

CUADRO I

FUERZA QUE MARCA

EL DINAMOMETRO

DISTANCIA

RECORRIDA POR EL

DINAMOMETRO

TRABAJO EFECTUADO

F1 = 1,111 N

F2 = 1,612 N

F3= 2,112 N

F4 =2,391 N

L1 = 0,17 m F1

L2 = 0,18m. F1

L3 = 0,18m. F1

L4 = 0,19m. F1

W1 = 0,189J

W2 = 0,290J

W3 = 0,38J

W4 = 0,454J



8

CUADRO II

PESOS LONGITUD ENTRE LA

SEÑAL A Y B

AUMENTO DE ENERGIA

POTENCIAL

P1 = 1,107N

P2 = 1,608N

P3 = 2,109N

P4 = 2,391N

L = 0,2 m

P1.L = 0,221J

P2.L = 0,322J

P3.L = 0,423J

P4.L = 0,478J

REALIZA LAS SIGUIENTES OPERACIONES:

��. ��

��. �= 0,855

��. ��

��. �= 0,9

��. ��

��. �= 0,898

��. ��

��. �= 0,95

VI. SITUACIONES PROBLEMATICAS

1. Como son los valores experimentales entre sí: ��, � , �!, �"

Para estos valores se cumple la relación:

L� < L� < L� < L�elloesdebidoalafuerzaFqueesasuvezdependiente

delamasaqueseponeencadaproceso:



9

⇒ silamasaesmayortambienaumentaL

2. Compara los valores ��, � , �!, �" con L ¿cómo son entre sí?

Comparando estos valores del cuadro tenemos la relación:

�� < �� < �� < ��<=>?@:

� = ��

� = ��

� = ��

� = ��

3. La energía potencial de un cuerpo aumenta al elevarlo sobre el suelo en

la realización (2) ha efectuado con el que has conseguido AUMENTAR

el peso que cuelga.

Explicación:

Estos valores son directamente proporcionales

entre si y dependen de la fuerza.

m.g.

m.g.H

h H

AB = C?ℎ ⟹ C?ℎ > C?G

ABH = C?G ∴ AB > ABH

⟹ ><J>K@L=C>MNLO@M<LL<N=�L

�>�@AB = P = C?ℎ = J>K@



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4. Indica si la realización (3) es válida para las realizaciones.

La realización 3 consiste en:

F�. L�

P�. L=

Trabajoefectuado

Aumentodelaenergiapotencial= tgθ…

estosigniXicaqueestamoscalculandolapendientedelagraXicatrabajo

efecectuadoVSaumentodeenergiapotencialyestevalordebeserequivalente

alaunidad. Entonceslarealizacion3esvalidaparalasrealizaciones.

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