Este documento describe un experimento para verificar la ley de conservación de la energía mecánica. Se deja caer una esfera desde una altura de 40 cm y se graba su caída con una cámara de video. Luego, usando un programa de seguimiento, se obtienen datos sobre el tiempo, la altura, la velocidad y la energía potencial y cinética a lo largo de la caída. Los resultados muestran que a medida que la esfera cae, su energía potencial disminuye mientras que su energía cinética aumenta

1. Conservación de la Energía Mecánica
Objetivos:
- Estudiarla Leyde laConservaciónde laEnergía mecánica
- Determinarloscambiosde laEnergía Cinéticayla EnergíaPotencial Gravitatoriade un
objeto
- VerificarlaLeyde la Conservaciónde laEnergía Mecánica
Introducción:
- Un objetocolocadoa una ciertaaltura tiene unaenergíapotencial dadapor
𝐸𝑝𝑔 = 𝑚𝑔ℎ
Si el objetose dejacaer,su altura disminuyeyenconsecuenciasuenergíapotencial también
disminuye.Encambio,conforme cae,suvelocidadaumentayenconsecuenciasuenergía
cinéticadadapor
𝐸𝑐 = (𝑚𝑣^2)/2
aumenta.Sinembargo,lasumade laenergíacinéticamás laenergíapotencial nocambia;es
decir,laenergíamecánicadefinidacomo
𝐸𝑀𝑇 = 𝐸𝑝𝑔 + 𝐸𝑐
esconstante. A loanteriorse le conoce como la leyde conservaciónde laenergíamecánica.
EquiposyMateriales:
-
Cámara de Video
-
Una Esfera
-
Soportes
-
TNT Negro
-
Balanzade Precisión
-
Marcadores
Procedimiento:
- Estructurar lossoportesconforme ala imagen,conel fondode TNT.
- Colocarla cámara a una distanciaadecuadaparapodercapturar la Caída de laEsfera.
- Marcar enel TNT Una medidade 40cm.
40 cm

2. - Capturar laCaída de la Esfera
- Utilizandolasherramientascomputacionales haremosusodel programaTracker
- Hacer el análisisespecíficode dichaCaídacon el Programa, obtendremosdatosde:
Tiempo,Altura,yVelocidades,anotarenlaTabla 1.
- Con labalanza,medirlamasa de la Esfera y anotar su valorenla tablaI.
- Exportardichosdatos a Excel,hacergráficas:
A. X(t)
B. Epg(t) y Ec (t)
C. EMT (t)
Tabla 1
Punto Tiempo
[s]
Altura
[m]
Velocidad
[m/s]
Energía Potencial [J]
(mgh)
Energía Cinética[J]
((mv^2)/2)
Energía Mecánica [J]
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Masa de
la Esfera:
0,0303 kg
Preguntas:
1. De losresultadosenlatablaI, ¿qué comportamientoobservaen laenergíapotencial
conforme al objetocuandocae?
2. De losresultadosenlatablaI, ¿qué comportamientoobservaen laenergíacinética
conforme al objetocuandocae?
3. De losresultadosenlatablaI, ¿qué comportamientoobservaen laenergíamecánica
conforme al objetocuandocae?
4. ¿En qué tiempose cruzan lascurvas de la energíapotencial ylaenergíacinética?
5. ¿Por qué la curva de energíamecánicaesuna recta con pendienteigual acero?
6. ¿Puede ustedafirmarque se cumple laleyde conservaciónde laenergía?

3. Resolución:
1) La energíapotencial conforme el objetocae disminuye.
2) La energíacinéticaconforme el objetocae lamismaaumenta.
3) De acuerdoa losresultadosde latabla1 se aproximaa una recta constante.
4) Utilizandoel Programa“Geogebra”exportandodichasgráficasdadaspor
Excel.Vemosque el tiempocorrespondiente esde 0,24s.
5) Las mismaes unarecta con pendienteigual aceroya que a medidaque
disminuye laEnergíaPotencial,aumentalaEnergíaCinética,ylasuma de las
dos me da la EMT.
6) No se cumple porque hayfuerzasexternasal sistemaque loafectan.Sinola
mismase cumpliría.