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Objetivo:    Mediante este trabajo, se pondrán a prueba los conocimientos adquiridos en clases anteriores;               l...
Introducción:   Dentro de la física, encontramos diversas energías, entre ellas, tenemos a la energía potencial, cinética ...
Desarrollo:1-. ¿Cuál debe es la velocidad final de la Masa B para alcanzar la misma altura que la masa A?Dentro del proble...
3-. Ecuación (B): En este caso las incógnitas serán h (altura) y v (Velocidad). Igual que en el casoanterior, igualaremos ...
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Conclusión:  Mediante el uso del Método Científico nuestro grupo llegó a la conclusión de que la Velocidad  es una variabl...
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  1. 1. Colegio María Teresa CancinoDepartamento de FísicaAño 2011 Informe de Física. Energía Mecánica, Cinética y Potencial ● Integrantes: - Daniela López - Javiera Ovalle - Marión Pinto - María Francisca Sáez ● Tercero Medio A ● 29 de septiembre de 2011
  2. 2. Objetivo: Mediante este trabajo, se pondrán a prueba los conocimientos adquiridos en clases anteriores; las capacidades de asociación y aplicación que poseen las alumnas. Se busca comprobar diversas hipótesis planteadas a libre elección por las integrantes del grupo, incorporando tanto aplicaciones matemáticas como teóricas. A partir del siguiente esquema, realizaremos nuestra hipótesis, con su respectivo desarrollo y conclusión para responder a la pregunta dada en clase: ¿Cuál debe es la velocidad final de la Masa B para alcanzar la misma altura que la masa A? Además de comprobar (o desmentir) la ecuación planteada en base al mismo esquema Ec = ½ mv2 = 2mgh = ½ 2mv2 h h m 2m A B
  3. 3. Introducción: Dentro de la física, encontramos diversas energías, entre ellas, tenemos a la energía potencial, cinética y mecánica. En un sistema, estas tres energías actúan simultáneamente y mediante este informe, enseñaremos cómo son las energías empleadas en ambos casos del dibujo presentado en el objetivo. Demostraremos cual debe ser la relación entre las velocidades que adquieren dos objetos de distinta masa para alcanzar la misma altura, en este caso, el cuerpo A tendrá una masa m y el B, 2m de masa. Nuestra hipótesis como grupo es que ambas velocidades serán iguales, puesto que la masa de un objeto no influye en la velocidad que adquiere y, a su vez, la velocidad no determina la altura que este puede llegar a alcanzar. Por tanto, independiente de la velocidad y masa de cada cuerpo, estos podrán alcanzar la misma altura. Por otro lado, demostraremos la falsedad de la ecuación planteada como: Ec = ½ mv2 = 2mgh = ½ 2mv2
  4. 4. Desarrollo:1-. ¿Cuál debe es la velocidad final de la Masa B para alcanzar la misma altura que la masa A?Dentro del problema podemos distinguir dos incógnitas que no conocemos y que, además, necesitanser relacionadas, estas son: La velocidad y altura de los cuerpos.Tomando en cuenta que, para encontrar el valor de dos o más incógnitas es necesario hacer un sistemade ecuaciones y que, la energía potencia de un cuerpo es igual a la energía cinética del mismo (Ep =Ec), ordenaremos los datos, construiremos el sistema y desarrollaremos hasta resolverlo.1-. Datos: - Masa cuerpo A: m - Masa cuerpo B: 2m - Altura cuerpo A y B: H (desconocida, pero igual en ambos casos) - Gravedad: 9,81 m/s2 (aprox. 10 m/s2) ► Ep = mhg ► EC = ½ mv2 ► Ep = Ec2-. Ecuación (A): Sabemos que la energía potencia es igual a la energía cinética de un mismo cuerpo,por lo cual podemos formar una ecuación igualando ambas energías, quedando representado de lasiguiente forma; ½ mv2 = mgh En este caso, “h” subrayado, es nuestra incógnita, por lo tanto: ½ mv2 = mgh /·2 mv2 = 2mgh / :2mg mv2 = h 2mg v2 = h 2g
  5. 5. 3-. Ecuación (B): En este caso las incógnitas serán h (altura) y v (Velocidad). Igual que en el casoanterior, igualaremos las energías que existen dentro del cuerpo (B) ½ 2mv2 = 2mgh /·2 2mv2 = 4mgh / :4mg mv2 = h 2mg v2 = h 2g4-. Ahora, podemos construir un sistema de ecuaciones, teniendo como incógnita h y VB VA 2 = h 2g VB 2 = h 2g5-. A pesar de que son distintos cuerpos, sabemos que en ambos casos la altura (h) es la misma, por loque podemos igualar ambas ecuaciones. VA 2 = VB 2 /· 2g 2g 2g VA 2 = VB 2 /√ VA = VB Es así como obtenemos que la velocidad del cuerpo A es igual a la velocidad del Cuerpo B
  6. 6. 2-. ¿Es posible afirmar que Ec = ½ mv2 = 2mgh = ½ 2mv2?Es completamente falso, siempre y cuando, consideremos la altura igual en ambos casos.Escrita de otra forma, esta ecuación podría ser expresada como Ec(A) = Ep(B) = Ec(B)Es decir, la energía cinética del cuerpo A, igual a la energía potencia y cinética de B. Sabiendo que laenergía potencial de un cuerpo es igual a la energía cinética del mismo, podemos afirmar que Ep(A) =Ec(A). Por tanto, sería posible segurar que Ec(A) = Ep(B) = Ec(B) = Ep(A) Ep(A) = Ep(B)Siendo así, la energía potencia del cuerpo A, debería ser igual a la hgm = hg2m /:hgenergía potencial del cuerpo B, cumpliéndose que Ep(A) = Ep(B), sin m=2m /:membargo podemos comprobar matemáticamente que eso no es cierto: 1=2► Para que la ecuación se cumpliese y ambas energías potenciales fuesen iguales, sería necesariocambiar otra de las variables (en este caso la altura, puesto que la gravedad es una constante), si talfuese el caso, entonces: h1gm = h2g2m /:g h1m = h22m /:m h1 = 2h2 Lo que nos indica que la altura del cuerpo A debe ser el doble de la Altura del cuerpo B. - Comprobemos, esta vez, reemplazando la altura de A por el doble de B. 2hgm = hg2m /:g 2hm = h2m /:m 2h = 2h /:h 2=2Demostramos así, que la única manera de que esta ecuación sea real es que la altura que alcancenfinalmente los dos cuerpos sea distinta, más aún, esto sucederá solo en el caso de que la altura de A seael doble de B.Ahora bien, sabiendo que Ep(A) = Ep(B) y que Ep = Ec, se deriva que Ec(A) = Ec(B), a menos que, comoen el caso anterior, la velocidad (el único otro factor de la energía cinética que puede cambiar) seadistinta en ambos casos (Va=2Vb)
  7. 7. Conclusión: Mediante el uso del Método Científico nuestro grupo llegó a la conclusión de que la Velocidad es una variable independiente de la masa y de la altura; por lo que no se ve afectada por éstas dentro de la experimentación. Es por esta razón que podemos decir que las velocidades de las dos masas pueden ser iguales, sin depender de la altura a la que éstas se lancen o el valor de masa que tengan respectivamente

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