Fsica I

AO DE LA DIVERSIFICACIN PRODUCTIVA Y DEL FORTALECIMIENTO DE LA EDUCACIN

FACULTAD DE INGENIERA

TRABAJO Y ENERGA APLICADO A LA DETERMINACIN DE UNA CONSTANTE ELSTICA DE UN RESORTE

INTEGRANTES:

BOUBY HERRERA, PATRICK CRISANTO TUME, JOSE FLORES VALVERDE, YEFFER PINTADO MELENDES, HENRY VALENTIN ACOSTA, HENRY POZO SARMIENTO

PROFESOR: BRAVO TAIPE CARLOS

CURSO: FISICA 1

CLASE 20024609

Investigacin: aplicativa

2015

DEDICATORIALa familia consta de una importancia que no se puede realmente definir en palabras, y se ve representada en lo que somos como seres humanos, como personas dentro de la sociedad; nuestras primeras formaciones, que son para la vida, y no hay cosa ms importante que ello, nos la ofrece nuestras familia, y aquellas personas bondadosas que ofrece nos invierten tiempo y nos dan importancia, donde ya no solo se engloba a la familia como tal, sino a otras personas cercanas como los propios amigos, e incluso personas conocidas pero especiales a nuestro criterio.Todos nosotros les agradecemos a nuestros padres que nos apoyan cada da para poder salir adelante, como profesionales.

1.- IDENTIFICACION DE PROBLEMA 2.- OBJETIVOS 2.1.- OBJETIVO PRINCIPAL 2.2.- OBJETIVO ESPECIFICO43.- PROPUESTA DE DISEO DE MAQUETA 3.1 Diseo de la maqueta en el programa AutoCAD 3.2 MAQUETA 4.- SELECCIN DE VARIABLES DE ESTUDIO5.- MARCO TEORICOENERGA MECNICAENERGA CINTICA:ENERGIA POTENCIAL GRAVITATORIO:ENERGA POTENCIAL ELSTICA

1. IDENTIFICACION DEL PROBLEMA

Cuando se suelta el mvil con una velocidad inicial de 0 m/s2, al recorrer toda la trayectoria de la cicloide llega a un resorte el, cual sufre una deformacin y al recuperar su estado normal, impulsa al mvil en direccin opuesta. Pues esta pierde calor y no regresa a su posicin inicial.

2. OBJETIVOS

2.1. objetivo principal

Aplicar los conocimientos obtenidos en clases de Fsica 1 en la resolucin de problemas referidos al tema de energa mecnica y conservacin de la energa.

2.2. objetivos especficos

Recopilar datos. (masa del carro y altura de la rampa) Hallar la velocidad con la que el carro golpea al resorte. Hallar mediante un proceso experimental la distancia comprimida del resorte tras ser envestido con el carrito. Hallar la constante de rigidez que opone el resorte al momento de ser impactado por el mvil. 3.- PROPUESTA DE DISEO DE MAQUETA

3.1 Diseo de la maqueta en el programa AutoCAD

VISTA EN EL SISTEMA ISO A (PERFIL)

HORIZONTALFRONTAL

3.2 MAQUETA se corta una madera de forma cicloidal, en la parteLARGO._ 60cm final de la cicloide se planta otra madera. Que vaANCHO.- 20cm pegada a la parte final de l. Luego se pone un ALTURA.- 50cm resorte para que pueda impulsar al vehculo.

4.- SELECCIN DE VARIABLES DE ESTUDIO- La prdida del calor del mvil al momento de regresar despus de ser impactada por el resorte (en su trayectoria cicloidal) - la deformacin del resorte (a causa de que el mvil llega con una fuerza (X)

5.- MARCO TEORICO

FUERZA DE FRICCION

Se define como fuerza de rozamiento o fuerza de friccin, a la fuerza entre dos superficies en contacto, a aquella que se opone al movimiento relativo entre ambas superficies de contacto (fuerza de friccin dinmica) o a la fuerza que se opone al inicio del deslizamiento (fuerza de friccin esttica). Se genera debido a las imperfecciones, mayormente microscpicas, entre las superficies en contacto. Estas imperfecciones hacen que la fuerza perpendicular R entre ambas superficies no lo sea perfectamente, sino que forme un ngulo con la normal N (el ngulo de rozamiento). Por tanto, la fuerza resultante se compone de la fuerza normal N (perpendicular a las superficies en contacto) y de la fuerza de rozamiento F, paralela a las superficies en contacto. Siempre que un objeto se mueve sobre una superficie o en un medio viscoso, hay una resistencia al movimiento debido a la interaccin del objeto con sus alrededores. Dicha resistencia recibe el nombre de fuerza de friccin.Las fuerzas de friccin son importantes en la vida cotidiana. Nos permiten caminar y correr. Toda fuerza de friccin se opone a la direccin del movimiento relativo. Empricamente se ha establecido que la fuerza de friccin cintica es proporcional a la fuerza normal N, siendo k la constante de proporcionalidad, esto es, f = N.

ENERGA MECNICA

, es laenerga cinticadel sistema., es laenerga potencial gravitacionaldel sistema., es laenerga potencial elsticadel sistema.

La energa es el poder de generar una transformacin o movimiento en una determinada cosa. El concepto, adems, refiere al recurso que, gracias a latecnologa, puede tener aplicaciones industriales.Lamecnica, por otra parte, engloba todas aquellas cosas que funcionan por accin de un mecanismo omaquinaria. Se conoce comoenerga mecnica, por lo tanto, a la clase de energa donde interviene tanto laposicincomo losmovimientosde loscuerpos. Esto quiere decir que la energa mecnica es lasumatoria de las energas potenciales, cinticas y la energa elstica de un objeto en movimiento.

Transformacin y conservacin de la energaLa energa se puede presentar en formas diferentes; es decir, puede estar asociada a cambios materiales de diferente naturaleza. As, se habla deenerga qumicacuando la transformacin afecta a la composicin de las sustancias, deenerga trmica cuando la transformacin est asociada a fenmenos calorficos, deenerga nuclear cuando los cambios afectan a la composicin de los ncleos atmicos, deenerga luminosacuando se trata de procesos en los que interviene la luz, etc.Los cambios que sufren los sistemas materiales llevan asociados, precisamente, transformaciones de una forma de energa en otra. Pero en todas ellas la energa se conserva; es decir, ni se crea ni se destruye en el proceso de transformacin. Esta segunda caracterstica de la energa constituye un principio fsico muy general fundado en los resultados de la observacin y la experimentacin cientfica, que se conoce comoprincipio de conservacin de la energa.Otro modo de interpretarlo es el siguiente: si un sistema fsico est aislado de modo que no cede energa ni la toma del exterior, la suma de todas las cantidades correspondientes a sus distintas formas de energa permanece constante. Dentro del sistema pueden darse procesos de transformacin, pero siempre la energa ganada por una parte del sistema ser cedida por otra. Esto es lo que sucede en el universo, que en su conjunto puede ser considerado como un sistema aislado. Comprobacin del Principio de Conservacin de la Energa MecnicaPara comprobar elprincipio de conservacin de la energa mecnicarazonamos de la siguiente manera: Elteorema de la energa cinticaestablece que la variacin de energa cinticaentre dos puntos(la cual se traduce en una variacin de su velocidad) que sufre un cuerpo es igual al trabajo realizado por lafuerza resultanteque acta sobre el cuerpo entre los puntos inicial y final. Esto se cumple tanto si las fuerzas son conservativas

Por otro lado, en el caso defuerzas conservativas, dicho trabajo coincide con la variacin de energa potencial cambiada de signo.

De lo anterior, y teniendo en cuenta que en ambos casos nos referimos al mismo trabajo, podemos escribir:

Por tantola energa mecnica no cambia, permanece constante

ENERGA CINTICA:Es aquella que se deriva del movimiento. En efecto, si observamos la experiencia cotidiana es posible evidenciar fcilmente que cuando un elemento en movimiento toma contacto con otro es capaz de afectarlo de modo tal que modifique su trayectoria. Esto significa, en otras palabras que el movimiento de un cuerpo cualquiera, por el mero hecho de existir puede provocar trabajo, puede mover a otro. Esta circunstancia se debe a que el cuerpo es movido por una fuerza.La expresin matemtica para determinar la energa cintica es la siguiente:

Dnde: Unidades

Propiedades de la Energa CinticaA continuacin sealamos algunaspropiedadesde la energa cintica

Es unamagnitud escalar. Estudiar el movimiento con el teorema de la energa cintica supone que las magnitudes energa y trabajo son escalares, a diferencia de hacerlo con las leyes de newton, donde las magnitudes son vectoriales. Esto supone una diferencia fundamental con el momento lineal

Siempre espositiva. La masa y la velocidad al cuadrado son siempre positivas Depende del mdulo de la velocidadpero no de su direccin o sentido Untrabajo positivosobre el cuerpo implica que laenerga cintica aumenta(velocidad final mayor). Untrabajo negativosobre el cuerpo implica que laenerga cintica disminuye(velocidad final menor). Como ejemplos podemos sealar la fuerza ejercida por un caballo sobre un carro y la fuerza de rozamiento respectivamente Para un cuerpo distinto de una masa puntual la energa cintica se puede descomponer en energa cintica de traslacin y energa cintica de rotacin Elprincipio de inerciase puede enunciar diciendo quecuando el trabajo exterior es nulo, la energa cintica del cuerpo no cambia.

ENERGIA POTENCIAL GRAVITATORIO:

LA GRAVEDAD:Es la propiedad que tienen las masas de atraerse, sin embargo, estas fuerzas de atraccin solo se hacen evidente cuando al menos uno de los cuerpos que se atraen es enormemente grande. La tierra atrae a todos los cuerpos que se encuentran en sus cercanas con una fuerza llamas a peso. El campo gravitatorio en las proximidades de la tierra es constante y se denomina ACELERACION DE LA GRAVEDAD. La aceleracin de la gravedad fue descubierta por Galileo Galilei quien demostr que cuando un cuerpo cae en el vaco (sin que el aire interfiera) lo hace acelerando de tal modo que en cada segundo de cada su velocidad aumenta 9,81 m/s2. Esta magnitud se indica con la letra g.

Laenerga potencialgravitacional es laenergaque posee un objeto, debido a su posicin en un campo gravitacional. El uso ms comn de la energa potencial gravitacional, se da en los objetos cercanos a la superficie de la Tierra donde la aceleracin gravitacional, se puede presumir que es constante y vale alrededor de 9.8 . Puesto que elcero de energa potencial gravitacional, puede elegirse en cualquier punto (como la eleccin del cero de un sistema de coordenadas), la energa potencial a una altura h por encima de ese punto es igual al trabajo que sera requerido para elevar el objeto a esa altura sin cambio neto en suenerga cintica. Puesto que la fuerza requerida para elevar un objeto es igual a supeso, se sigue que la energa potencial gravitacional es igual a su peso multiplicado por la altura a la que se eleva.

DONDE: UNIDADES

Caractersticas de la Energa Potencial GravitatoriaLaenerga potencial gravitatoriacumple con las siguientes caractersticas: Para que exista energa potencial gravitatoria tiene que existir la gravedad.Sin gravedad, todas las posiciones de un cuerpo seran equivalentes. El valor de la energa potencial en un punto es relativo. Depende del nivel de referencia elegido para la altura.

La diferencia de energa potencialentre dos puntos es un valor absoluto, que coincide con el trabajo necesario para llevar el cuerpo desde el primer punto hasta el segundo yes independiente del sistema de referencia elegido Se incrementa con la altura La expresin slo es vlida para alturas pequeas, donde podemos considerarg constante ya que, en realidad,gvara con la altura.

ENERGA POTENCIAL ELSTICALaenerga elsticaoenerga de deformacines el aumento deenerga internaacumulada en el interior de unslido deformablecomo resultado del trabajo realizado por las fuerzas que provocan la deformacin.De acuerdo con laley de Hooke, lafuerzarequerida para estirar el muelle es directamente proporcional a la cantidad de estiramientoPuesto que la fuerza tiene la forma.

Entonces, el trabajo realizado para estirar el muelle, a una distancia x es:

DONDE: UNIDADES

6.- BIBLIOGRAFIA:https://es.wikipedia.org/wiki/Fricci%C3%B3nhttp://www.jfinternational.com/mf/fuerzas-friccion.html

Ingeniera Civil 4