informe 9

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, Decana De América)

CURSO

: LABORATORIO DE ISICA I

 TE!A

: CA!BIO DE LA E"ER#IA POTE"CIAL POTE"CIAL

$ORARIO

: %UE&ES ''*

ALU!"O

: CRU+ !E"DO+A ISAC %$A++EL

CDI#O

: '-'.'/

Ciudad Universitaria, junio 201 INDICE

LABORATORIO DE FÍSICA I

I0

O12e3iv4s

II0

!a3eriales

III0

!arc4 3e5ric4

I&0

Pr4cedimien34

&0

C6es3i4nari4

&I0

C4ncl6si4nes

&II0

Bi1li47ra89a

UNMSM 

P7ina *

LABORATORIO DE FÍSICA I

I0

OB%ETI&OS  Investigar los cambios de energía potencial elástica en un sistema masaresorte.  Esta Establ blec ecer er dife difere renc ncia ias s entr entre e la ener energí gía a pote potenc ncia iall elás elástic tica a y la ener energí gía a potencial gravitatoria.

II0

!a3eriales 

Resorte



Hojas de papel milimetrado

 

Portapesas vertical

    

Soporte universal

UNMSM 

Regla graduada de un metro

Prensa uego de pesas !lamp Pesas He"agonales

P7ina ;

LABORATORIO DE FÍSICA I

III0

!ARCO TERICO #os s$lidos elásticos son a%uellos %ue se recuperan& más o menos rápidamente& a su conformaci$n definida originalmente al cesar la causa de la deformaci$n. En realidad& todos los cuerpos son deformables. E"cedido un cierto límite el cuerpo pierde sus características elásticas. #os resortes se estiran cuando se le aplican fuer'as de tracci$n. ( mayor estiramiento mayor tracci$n& esto indica %ue la fuer'a no es constante. #a ley de Hoo)e nos da la relaci$n de la magnitud de la fuer'a F  x  con la longitud  x  de  de la deformaci$n.  F  x =−kx

(1)

*ond *onde e k es una una cons consta tant nte e elás elástic tica& a& su valo valorr depe depend nde e de la form forma a y el sign signo o negativo indica %ue la fuer'a elástica del resorte siempre se opone a la deformaci$n +estiramiento o compresi$n,. El eco de %ue un resorte estirado tienda a regresar a su configuraci$n +forma y tamao, original cuando deja de actuar la causa %ue lo deforma& nos indica %ue el resorte almacena energía potencial de naturale'a elástica Us cuyo valor es igual al trabajo reali'ado por la fuer'a de estiramiento. Se demuestra %ue al estirarse un resorte el trabajo reali'ado es W = U s=( 1 / 2 kx ) x =½ k x

2

(2)

*onde " es el estiramiento +elongaci$n, producido por la fuer'a promedio en el resorte. #a /igura 0 muestra la posici$n "1 del e"tremo inferior de un resorte libre de la acci$n de fuer'as e"ternas + sistema de referencia para medir los estiramientos del  resorte,. Sea una masa m sostenida en  x 0 0  Se le ace descender estirando el resorte una pe%uea pe%uea distancia distancia asta un punto punto  x 1. Si despu2s la masa se deja libre esta caerá a una posici$n  x 2 2&  luego continuará vibrando entre posiciones cercanas a  x 1 y  x 2 2 .    . *espu2s de un cierto tiempo la masa se detendrá. 3ajo estas condiciones condiciones el trabajo reali'ado reali'ado para estirar el resorte resorte de  x 1 a  x 2 2   está dado por  2 2 2 2 (3) W = 1 / 2 k x 2 −1 / 2 k x 1 =1 / 2 ( x 2 − x 1 )

Esto define el cambio de energía potencial elástica 45 s producido en el resorte. #a energía se e"presa en joule. Por otro lado& el cambio de energía potencial gravitatoria 45 g e"perimentada por la masa m está dada por   Δ U g=mg Δ x = mg ( x2− x 1 )

UNMSM 

(4)

P7ina <

LABORATORIO DE FÍSICA I

Para Para medir medir la energí energía a potenc potencial ial gravit gravitato atoria ria Ug  = mgy se puede puede consid considera erarr el sistema de referencia en la vertical& con y 0 0  en la base. En este caso otra forma de escribir la ecuaci$n +6, es  Δ U g=mg y 1−mg y 2=mg ( y 1− y 2)

*onde y 1& y 2 2 se    se pueden determinar una ve' conocidas  x 1 y  x 2 2.  #lamando H a la distancia comprendida entre  x 0 0 e    e y 0 0 se    se encuentra %ue  y 1= H – x 1 y 2= H − x 2

H es una cantidad fácilmente mensurable.

I&0

=r4cedimien34 PARTE A: DETERMINAR LA CONSTANTE ELÁSTICA DEL RESORTE 0. 7ontamos el e%uipo tal como se muestra en la figura 8.9 y elija un punto de referencia para medir los estiramientos del resorte. 9. !olgamos la porta pesas del e"tremo inferior del resorte. Es posible %ue en estas condiciones se produ'ca un pe%ueo estiramiento& si es así anotamos la masa del porta pesas y el estiramiento producido en la tabla0. :. (dicionamos sucesivamente masas y registra los estiramientos del resorte para cada una de ellas. !uide de no pasar el límite elástico del resorte. 6. Retiramos una de las masas y registre nuevamente los estiramientos producidos en el resorte para cada caso. ;. !ompletamos la tabla 0 calculando el promedio de las lecturas y determinando los correspondientes estiramientos para cada masa usada.  Masaen  Masa en ( kg )   Fuerza ( N

UNMSM 

X  ( ( cm ) adicionando adicionando masas

 X  ( ( cm ) retirando retirando masas

 promedi  promedi

00'

0. 0./>

0* '

0; '

0*'

0'-

'0