Laboratorio4 trabajo y energía FIEE UNI

1. 2016-2
0 Informe de laboratorio de física N° 4: Trabajo y Energía
2016-2
2016-2
Informe de laboratorio de física
N° 4: Trabajo y Energía
Integrantes:
Boris Hermes Seminario Arista
Diego Martín Borja Fonseca
Manuel A. Rondán Espinoza
Profesora: Alejandra Altamirano
Código
20141076H
20152641C
20150306B

2. 1 Informe de laboratorio de física N° 4: Trabajo y Energía
2016-2
OBJETIVOS
En este laboratorio se tiene por objetivos:
1. Demostrar de manera experimental el teorema de trabajo y energía cinética:
‘‘El trabajo realizado por la fuerza resultante que actua sobre un cuerpo es
igual al cambio de la energia cinetica de dicho cuerpo’’

3. 2 Informe de laboratorio de física N° 4: Trabajo y Energía
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4. 3 Informe de laboratorio de física N° 4: Trabajo y Energía
2016-2
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
A. EQUIPO A UTILIZAR
 Tablero de vidrio con marco de madera, sistema de aire y eléctrico.
 Un disco con sistema eléctrico.
 Dos resortes.
 Papel eléctrico y papel bond.
 Pesas de diversas magnitudes.
 Una regla milimetrada, compás y dos escuadras.
 Nivel.
 Soporte universal.
B. MONTAJE Y EXPERIMENTACIÓN
1. Nivelar el tablero con el nivel de tal manera que quede horizontal.
2. Montar el disco y el resorte como se muestra en la fotografía.
Sistema listo para el experimento

5. 4 Informe de laboratorio de física N° 4: Trabajo y Energía
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3. Colocar el chispero en la mayor frecuencia posible.
4. Soltar el disco según la posición mostrada en el esquema, la trayectoria del
disco debe cruzarse a si misma.
5. Usando el soporte universal y combinando las masas, medir la elongación
de los resortes para calcular sus constantes de elasticidad.
La posición desde la que se suelta el disco es
la que se muestra en este diagrama de vista
superior del tablero

6. 5 Informe de laboratorio de física N° 4: Trabajo y Energía
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CÁLCULOS Y RESULTADOS
A. Magnitudes de los materiales utilizados
a. Masas:
 Disco : 0.9279 Kg
 Pesa A : 0.2046 Kg
 Pesa B : 0.1504 Kg
 Pesa C : 0.1017 Kg
 Pesa D : 0.0513 Kg
 Pesa E : 0.01 Kg
b. Longitudes naturales de los resortes:
 Resorte A :9.4cm
 Resorte B : 9.9cm
c. Frecuencia del chispero : 40Hz
B. Cálculo de la constante de elasticidad de los resortes.
a. Resorte A
Tabla de datos obtenida en la medición de elongación de los resortes
Resorte A
Masa X(cm)
A 13,2
BC 14,2
BCDE 15,8
AB 16,8
ABC 19,2
ABCDE 20,5
Dado que al medir la elongación del resorte con respecto a una fuerza
que le ejerce una masa, y esta fuerza es de igual magnitud al peso de esta masa,
se puede afirmar que el módulo de la fuerza elástica del resorte es igual al
módulo del peso de la masa en el instante en el que el sistema masa-resorte se
encuentre en equilibrio.

7. 6 Informe de laboratorio de física N° 4: Trabajo y Energía
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Tabla da cálculos para obtener la gráfica elongación vs fuerza elástica del
resorte A
Masas Elongación (m) Fuerza (N)
A 0,038 2,007126
BC 0,048 2,473101
BCDE 0,064 3,074454
AB 0,074 3,48255
ABC 0,098 4,480227
ABCDE 0,111 5,08158
Gráfica elongación vs Fuerza elástica
La siguiente gráfica fue obtenida mediante hojas de cálculo de Microsoft
Excel®.
De la ecuación de la recta se obtiene la constante de elasticidad del
resorte:
KA=41.535 𝐍
𝐦⁄
y = 41,535x + 0,4358
0
1
2
3
4
5
6
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12
Fuerza(N)
ΔX(m)
Gráfica ΔX vs. Fuerza

8. 7 Informe de laboratorio de física N° 4: Trabajo y Energía
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b. Resorte B
Tabla de datos obtenida en la medición de elongación de los resortes
Resorte B
Masa X(cm)
A 13,3
BC 14,9
BCDE 17
AB 18,6
ABC 23,2
ABCDE 24,6
Dado que al medir la elongación del resorte con respecto a una fuerza
que le ejerce una masa, y esta fuerza es de igual magnitud al peso de esta masa,
se puede afirmar que el módulo de la fuerza elástica del resorte es igual al
módulo del peso de la masa en el instante en el que el sistema masa-resorte se
encuentre en equilibrio.
Tabla da cálculos para obtener la gráfica elongación vs fuerza elástica del
resorte B:
Masas
Elongación
(m)
Fuerza (N)
A 0,034 2,007126
BC 0,05 2,473101
BCDE 0,071 3,074454
AB 0,087 3,48255
ABC 0,133 4,480227
ABCDE 0,147 5,08158

9. 8 Informe de laboratorio de física N° 4: Trabajo y Energía
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Gráfica elongación vs Fuerza elástica
La siguiente gráfica fue obtenida mediante hojas de cálculo de Microsoft
Excel®.
De la ecuación de la recta se obtiene la constante de elasticidad del
resorte:
KA=26.001 𝐍
𝐦⁄
y = 26,001x + 1,1711
0
1
2
3
4
5
6
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16
Fuerza(N)
ΔX(m
Gráfica ΔX vs. Fuerza

10. 9 Informe de laboratorio de física N° 4: Trabajo y Energía
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C. Cálculo del trabajo en los puntos seleccionados
La siguiente tabla contiene los datos, resultado de las mediciones tomadas, la fuerza
está en Newton y las longitudes en centímetros.

11. 10 Informe de laboratorio de física N° 4: Trabajo y Energía
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D. Cálculo del trabajo en los puntos seleccionados
𝑾 = ∑ 𝑭𝒕𝒊. ∆𝒔 = 𝟖𝟒. 𝟓𝟓𝟕 𝑵𝒎
Conclusiones
 Al comparar los resultados, se observa que se conserva la energía, ya que los
valores obtenidos mediante el producto escalar de la fuerza por el vector
cambio de posición
 Los porcentajes de error hallados entre el trabajo-energía cinética y energía
potencial-energía cinética, se deben a distintos factores que al realizar el
experimento pasan desapercibidos. por ejemplo pudo haber sido por que la
distancia entre los tics para calcular el trabajo hayan sido demasiado grandes.
Observaciones
 La energía en realidad no se conserva ya que existen fuerzas externas tales
como el rozamiento entre la base del disco y el papel eléctrico.
 No existe el liso perfecto, ya que es un caso ideal, por lo que no se le pudo
anular en este experimento.

12. 11 Informe de laboratorio de física N° 4: Trabajo y Energía
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