TRABAJO Y ENERGA.1. Objetivos: Objetivo general: Verificar el teorema trabajo energa cintica. Objetivo especfico: Hallar las velocidades en el intervalo que existe entre dos ticks. Determinar el valor de las Fuerzas. Hallar las constantes de elasticidad de los resortes.2. Fundamento terico: Trabajo: Es una magnitud fsica escalar que se representa con la letra W (del ingls Work) y se expresa en unidades de energa, esto es en julios o joules (J) en el Sistema Internacional de Unidades.

Por lo tanto. El trabajo es igual al producto de la fuerza por la distancia y por el coseno del ngulo que existe entre la direccin de la fuerza y la direccin que recorre el punto o el objeto que se mueve.

Puede calcularse el trabajo que una fuerza realiza a lo largo de una trayectoria curvilnea general. Para ello basta saber que el trabajo que la fuerza realiza en un elemento diferencial de de la trayectoria, vale:

Entonces, para obtener el trabajo a lo largo de toda la trayectoria bastar con integrar a lo largo de la misma entre los puntos inicial y final de la curva. Pero hay que tener en cuenta tambin, que la direccin de la fuerza puede o no coincidir con la direccin sobre la que se est moviendo el cuerpo. En caso de no coincidir, hay que tener en cuenta el ngulo que separa estas dos direcciones.

El concepto de trabajo est ligado muy ntimamente al de energa, Esta ligazn puede verse en el hecho de que, del mismo modo que existen distintas definiciones de energa (para la mecnica, la termodinmica), tambin existen definiciones distintas de trabajo, aplicables cada una a cada rama de la fsica. El trabajo es una magnitud de gran importancia para establecer nexos entre las distintas ramas de la fsica. Cuando se levanta un objeto desde el suelo hasta la superficie de una mesa, por ejemplo, se realiza trabajo al tener que vencer la fuerza de la gravedad, dirigida hacia abajo; la energa comunicada al cuerpo por este trabajo aumenta su energa potencial.

Tambin se realiza trabajo cuando una fuerza aumenta la velocidad de un cuerpo, como ocurre por ejemplo en la aceleracin de un avin por el empuje de sus reactores. La fuerza puede no ser mecnica, como ocurre en el levantamiento de un cuerpo o en la aceleracin de un avin de reaccin; tambin puede ser una fuerza electrosttica, electrodinmica o de tensin superficial.

Por otra parte, si una fuerza constante no produce movimiento, no se realiza trabajo. Por ejemplo, el sostener un libro con el brazo extendido no implica trabajo alguno sobre el libro, independientemente del esfuerzo necesario (1)

Fuente: http://quimicayalgomas.com/wp-content/uploads/2011/06/Trabajo-en-F%C3%ADsica-300x232.jpg

Energa: La energa es una magnitud fsica que asociamos con la capacidad que tienen los cuerpos para producir trabajo mecnico, emitir luz, generar calor, etc. En fsica la energa es uno de los conceptos bsicos debido a su propiedad fundamental: La energa total de un sistema aislado se mantiene constante. Por tanto en el universo no puede existir creacin o desaparicin de energa, sino transferencia de un sistema a otro o transformacin de energa de una forma a otra.

La energa, por lo tanto, puede manifestarse de distintas formas: potencial, cintica, qumica, elctrica, magntica, nuclear, radiante, etc., existiendo la posibilidad de que se transformen entre s pero respetando siempre el principio de la conservacin de la energa.

Capacidad de un sistema fsico para realizar trabajo. La materia posee energa como resultado de su movimiento o de su posicin en relacin con las fuerzas que actan sobre ella. La radiacin electromagntica posee energa que depende de su frecuencia y, por tanto, de su longitud de onda. Esta energa se comunica a la materia cuando absorbe radiacin y se recibe de la materia cuando emite radiacin. La energa asociada al movimiento se conoce como energa cintica, mientras que la relacionada con la posicin es la energa potencial. Por ejemplo, un pndulo que oscila tiene una energa potencial mxima en los extremos de su recorrido; en todas las posiciones intermedias tiene energa cintica y potencial en proporciones diversas. La energa se manifiesta en varias formas, entre ellas la energa mecnica, trmica, qumica, elctrica, radiante o atmica. Todas las formas de energa pueden convertirse en otras formas mediante los procesos adecuados. En el proceso de transformacin puede perderse o ganarse una forma de energa, pero la suma total permanece constante (2).

3. Equipo experimental: Un disco metlico.

Fuente: Martha Lorenzo.Fuente: Martha Lorenzo.

Un tablero con superficie de vidrio y conexiones para la circulacin del aire comprimido.

Fuente del chispero electrnico.

Fuente: Martha Lorenzo.

Dos resortes.

Fuente: Martha Lorenzo.

Hojas de papel bond.

Pesas:

Fuente: Martha Lorenzo.

4. Diagrama de flujo: Antes del experimento: Procedimiento para hallar la constante de elasticidad (k).

Pesar todos los cuerpos metlicos.

Fuente: Martha Lorenzo.

Medir la elongacin, con la regla milimetrada, as se repite varias veces hasta tener varios datos.Poner los cueros metlicos en el resorte, para determinar la elongacin y poder hallar k

Fuente: Martha Lorenzo.

Experimento:

Colocar la hoja bond tamao A3 sobre la plataforma, luego poner los dos resortes y con ello se fija el disco.

Hacer las conexiones elctricas, encender la fuente elctrica del chispero. Se elige la frecuencia de 40Hz. Se fija un punto inicial y se marca los extremos de los resortes.

Un estudiante, estira los resortes para impulsar el disco; otro estudiante prender la fuente al mismo tiempo. El disco tendr que realizar una trayectoria en forma de e.

Finalmente se retira los resortes, para poder medir las longitudes.

5. Hojas de datos: Resorte 1 (L0 = 9.9 cm):

F(x) = 0.251x + 1.535, donde la pendiente es la constante de elasticidad (k), donde m = k = 0.25 N/cm.

F(x) = 0.251x + 1.535

Resorte 2 (L0 = 9.4 cm)

F(x) = 0.429x + 0.702, donde m = k = 0.429 N/cm.

6. Clculos y resultados:

Resorte 1 (L0 = 9.9 cm): Para hallar kx = 38 x.y = 158.251y = 18.75 x2 = 398.02 y = a0n + a1 xyx= a0. x + a1. x2

18.75 = a0x(6) + a1x(38) 158.251 = a0x(38) + a1x(398.02)Donde: a0= 1.535 a1= 0.251F(x) = a1x + a0F(x) = 0.251x + 1.535 Resorte 2 (L0 = 9.4 cm): Para hallar kx = 32.5 x.y = 126.084y = 18.15 x2 = 240.79 y = a0n + a1 xyx= a0. x + a1. x2

18.15 = a0x(6) + a1x(32.5) 126.084 = a0x(32.5) + a1x(240.79)Donde: a0= 0.702 a1= 0.428F(x) = a1x + a0F(x) = 0.429x + 0.702

Wtotal = 207.85 J

TicksW(trabajo)

4 56.76J

6 75.74 J

8 98.19 J

10 1112.16 J

12 -137.44 J

14 1552.56 J

16 17115 J

Trayectoria desde el punto 4.5(Vi) hasta 16.5(Vf):Hallando:

Reemplazando:

Energa elstica en 16,5

Energa elstica en 4,5

Epe = Epe inicial Epe final24.66 J 3.37 J = 21.29 J7. Observaciones: La frecuencia que se escogi fue 40 Hz. Para tener un buen resultado del experimento, se tiene que practicar lanzando el disco metlico varias veces, para que la forma de e que se quiere salga bien 8. DISCUCIONES: Se escoge la frecuencia de 40 Hz., para poder obtener buenos resultados, y ya que la distancia que existe entre los puntos de la frecuencia 20 Hz. es mayor a la elegida.9. CONCLUSIONES: Con el experimento se confirma que s se cumple las ecuaciones de trabajo y energa. Los coeficientes de elasticidad del resorte no son exactos, debido que existe un error o incertidumbre al medir. Los resultados son diferentes ya que la Ec depende de la masa.10. REFERENCIAS:(1) http://www.ecured.cu/index.php/Trabajo_(F%C3%ADsica)(2) http://www.sortronic.com/preguntas/faq1.htm}