Este documento describe cómo desarrollar un laboratorio en el aula para comprobar el principio de conservación de la energía. Los estudiantes medirán el tiempo que tarda un objeto en deslizarse por una pendiente y calcularán su velocidad al final usando la energía cinética y potencial. Esto les permitirá determinar si la energía total del sistema se conserva durante el movimiento y analizar cómo el rozamiento podría afectar los resultados. El objetivo es que los estudiantes comprendan mejor conceptos clave de trabajo, energía y conservación de la

1. COMO DESARROLLAR UN LABORATORIO EN EL AULA
TRABAJO Y ENERGIA
CARLOS ALBERTO PARAMO RENGIFO
VICTOR EDUARDO AGRONO HURTADO
CHRISTIAN GIOVANNI MARIN SARRIA
DIEGO FERNANDO ALEGRÍA SERNA
ENSEÑANZA DE LA MECÁNICA Y DE LA FÍSICA TÉRMICA
Magister: CHAPOTTIN GIRALDO GIMENEZ
UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA
FACULTAD DE INGENIRÍA Y ADMINISTRACIÓN
MAESTRÍA EN ENSEÑANZA DE LAS CIENCIAS NATURALES Y EXACTAS
PALMIRA –VALLE
2013

2. INSTITUCIÓN EDUCATIVA AGROPECUARIA LAS GUACAS
MUNICIPIO DE CORINTO
DEPARTAMENTO DEL CAUCA
LABORATORIO : TRABAJO Y ENERGIA
TRABAJO. En mecánica clásica, el trabajo que realiza una
fuerza sobre un cuerpo equivale a la energía necesaria para
desplazar este cuerpo. El trabajo se expresa en unidades de
energía (joule). Matemáticamente se expresa como:
(1)
Donde (F) es el modulo de la fuerza, (d) el desplazamiento y
(θ) es el ángulo que forman entre si el vector fuerza y el
vector desplazamiento. Ver figura 1.
Figura1. Trabajo realizado por una fuerza (F)
ENERGÍA. En física la energía como la capacidad para
realizar un trabajo. La ley universal de la conservación de la
energía, indica que la energía ligada a un sistema aislado
permanece constante en el tiempo. La energía se presenta
bajo diversas formas, está involucrada en todos los procesos
de cambio de estado físico, se transforma y se transmite,
depende del sistema de referencia y fijado este se conserva.
En la mecánica se encuentran;
Energía cinética. Relativa al movimiento, se define
como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de
una masa determinada.
(2)
Donde (m) es la masa del cuerpo y (v) su velocidad.
Energía potencial. Asociada a la posición dentro de un
campo de fuerzas conservativo. La energía potencial
gravitatoria de un cuerpo de masa (m) viene dada por la
expresión:
(3)
Donde (h) es la altura del cuerpo respecto a un punto de
referencia.
La energía no se crea ni se destruye; sólo se transforma. De
este modo, la cantidad de energía inicial es igual a la final.
OBJETIVO. Comprobar el principio de la conservación de
la energía.
MATERIALES. Costal o tabla, flexómetro, cronometro,
transportador.
PROCEDIMIENTO.
Deslizarse por una pendiente desde una altura (h),
tomar el tiempo que tarda en recorrer una distancia (x).
Ver figura 2. Repetir el procedimiento 5 veces y
completar la tabla1.
Figura 2.
Lanzamiento m(Kg) h (m) x(m) t(s)
1
2
3
4
5
Tabla 2.
Análisis de resultados.
1. Calcular para cada lanzamiento la velocidad (v) que
alcanza el cuerpo de masa (m) al llegar al final de la
rampa. Utilizar los datos de la tabla (2) y las ecuaciones
cinemáticas que describen el movimiento.
2. Calcular para cada lanzamiento la velocidad (v) que
alcanza el cuerpo de masa (m) al llegar al final de la
rampa. Utilizar el concepto de energía.
3. ¿Qué puedes decir de los resultados obtenidos en el punto
1 y punto2?
4. ¿Crees que afecta los resultados el hecho de que exista
entre el plano y el cuerpo de masa (m) un coeficiente de
rozamiento dinámico ( )? Explica.
5. ¿Se cumple el principio de conservación de la energía?
6. ¿Qué conclusiones puedes sacar de la práctica?
BIBLIOGRAFÍA
BAUTISTA BALLEN, Mauricio & SALAZAR SUAREZ,
Francia Leonora. Hipertexto Santillana, Física. Bogotá,
Colombia. Editorial Santillana S.A. 2011
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