viernes, 13 de julio de 2012
jueves, 12 de julio de 2012
LA ENERGÍA
Es aquella energía obtenida principalmente de las corrientes de agua de los ríos
Es aquella que e l hombre utilizó,
Es la que se produce por el movimiento. Por ejemplo, la energía de un carro que circula por la calle. Una roca al caer por una pendiente tiene energía de movimiento o energía cinética.
Generalidades sobre la energía
La energía tiene una cosa muy buena y es que es un escalar, es decir,
no tiene dirección, no tienen sentido, sólo tiene el valor que tiene.
Así que tener una cosa que llamamos energía y que no es un vector
sino un simple número (con sus unidades, eso sí) pues en principio es
una buena cosa.
Lo mejor de todo es que los físicos han llegado a la conclusión de
que esa cantidad, la energía de un sistema se conserva (considerando que
el sistema está aislado y no hay flujos de energía ni salientes ni
entrantes). Es decir, que si un sistema tiene 5 unidades de energía
(Julios en el sistema internacional), da igual lo que hagamos en el
sistema que acabará teniendo 5 unidades de energía.
ENERGÍA EÓLICA.- Es la que se obtiene por la acción
de los vientos. El molino de viento es uno de los medios más antiguos
para producir energía mecánica. El viento hace girar las aspas de los
molinos, transformándose en energía mecánica.
ENERGÍA SOLAR.- Proviene del sol. La energía radiante está formada a su
vez, por energía LUMÍNICA Y CALÓRICA. La energía solar puede utilizarse
para accionar máquinas como se hace con los paneles y los hornos
solares. El sol es 1.300.000 veces más grande que la Tierra, lo vemos
pequeño porque se halla muy, pero muy lejos de nosotros. En el sol se
producen múltiples explosiones atómicas de hidrógeno que libera enormes
cantidades de energía en forma de luz y calor. La temperatura de la
superficie del sol es de 6000°C y en su centro es más de 20.000.000°C.
ENERGÍA QUÍMICA.- es la energía que recibimos de los alimentos para el
funcionamiento de nuestro cuerpo, por ejemplo, la acción que realizan
los niños al jugar basquet es una manifestación de energía muscular. La
energía muscular la reciben los niños de los alimentos. Los alimentos
almacenan energía química y al ser digeridos se transforman en energía
muscular, que se manifiesta en forma de movimiento. Los combustibles y
las pilas también tienen energía química.
ENERGÍA ELÉCTRICA.- es la que permite que tengamos luz, que funcionen los electrodomésticos y motores.
ENERGÍA SONORA.- el sonido es una forma de energía, por ejemplo, un timbre.
ENERGIA GEOTERMICA
Energía contenida también en el interior de la Tierra en forma de gases. Al ser extraída se presenta en forma de gases de alta temperatura (fumarolas), enforma de vapor y agua hirviendo (géiser) y en forma de agua caliente (fuentestermales).
Ejemplos: Lasfuentes Termales,los Géiser.
ENERGÍA HIDRAULICA
El agua de un río se almacena en grandes embalses artificiales que se ubican a gran altura respecto de un nivel de referencia. El agua adquiere unaimportante cantidad de energía potencial (aquella que poseen los cuerpos quese encuentran a cierta altura). Posteriormente, el agua se deja caer por mediode ductos, por lo tanto toda su energía potencial se forma en energía cinética(aquella que posee un cuerpo gracias a su estado de movimiento). La energíacinética de las caídas de agua se aprovecha, por ejemplo, para mover turbinas generadoras de electricidad, tal es el principio de las Centrales Hidroeléctricas
 |
| Central hidroeléctrica |
ENERGÍA MAREOMOTRIZ
Es la energía obtenida del movimiento de las mareas y las olas del mar. ElMovimiento de mareas es generado por la interacción gravitatoria entre laTierra y la Luna. Tal movimiento se utiliza para traspasar energía cinética ageneradores de electricidad.
La gran dificultad para la obtención de este tipo de energía es su alto costo y elestablecimiento de un lugar apto geográficamente para confinar grandes masasde agua en recintos naturales.
La gran dificultad para la obtención de este tipo de energía es su alto costo y elestablecimiento de un lugar apto geográficamente para confinar grandes masasde agua en recintos naturales.
ENERGIA MECANICA
en un comienzo, como producto de su propio esfuerzo corporal. Luego, luego utilizo la fuerza animal, para lo que domesticó animal escomo bueyes, caballos y burros.
La energía mecánica engloba dos tipos de energía; la energía potencial(cuando el cuerpo está en reposo) y la energía cinética (cuando un cuerpo estáen movimiento)
ENERGÍA CINÉTICA.
Ecuación de la energía cinética
Gráfica de la energía cinética
 |
En esta simulacion se observa: Ek(Energia Cinetica), Es (Energia eslatica), Eg (Energia gravitatoria o potencial)
El
movimiento realizado es un MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE, ya que es un
movimiento Periodico se repite una y otra vez, La masa tiene una maxima
enegia potencial cual llega a su maxima altura
|
ACTIVIDADES
1
ENERGÍA POTENCIAL (Ep)
La energía potencial gravitatoria es la que poseen los cuerpos debido a la altura a la que se encuentran respecto a una posición de referencia. Tiene su origen en la existencia del campo gravitatorio terrestre.
|
Su
magnitud es directamente proporcional a la altura a la que se
encuentra el objeto, respecto de una posición de referencia a nivel
de la superficie terrestre, a la masa del objeto y a la
gravedad.
|
 |
ENERGÍA MECÁNICA (Em)
 |
La
Energía mecánica
es la producida por fuerzas de tipo mecánico, como la elasticidad, la
gravitación. La poseen los cuerpos por el hecho de moverse o de encontrarse
desplazados de su posición de equilibrio.
Em =
Ec + Ep
|
|
La energía mecánica de un cuerpo es la suma de sus
energías cinética y potencial.:
Se obtiene a
partir de la combinación de la Energía cinética y la Energía
potencial (gravitatoria y elástica) en cada instante
| |
DIRECCIONES INTERNET PAG INTERACTIVAS
http://mhe.es/secundaria/cienciasnaturaleza/8448162951/archivos/media/esp/enlaces.html
http://www.ibercajalav.net/actividades.php?codopcion=&codopcion2=2257&codopcion3=2390&codopcion4=2390 LABORATORIO VIRTUAL
lunes, 9 de julio de 2012
domingo, 8 de julio de 2012
MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE: M.A.S.
El movimiento armónico simple (se abrevia M.A.S.), también denominado movimiento vibratorio armónico simple (abreviado M.V.A.S.), es un movimiento periódico,
oscilatorio y vibratorio en ausencia de fricción, producido por la
acción de una fuerza recuperadora que es directamente proporcional al
desplazamiento pero en sentido opuesto.Y que queda descrito en función
del tiempo
por una función senoidal (seno o coseno). Si la descripción de un
movimiento requiriese más de una función armónica, en general sería un
movimiento armónico, pero no un m.a.s.
Movimiento periódico: un movimiento se dice que es periódico cuando a intervalos iguales de tiempo, todas las variables del movimiento (velocidad, aceleración, etc.) toman el mismo valor. Ej. la Tierra alrededor del Sol.
Movimiento oscilatorio: Es el movimiento periódico en el que la distancia del móvil al centro de oscilación, pasa alternativamente por un valor máximo y un mínimo. Ej. un péndulo.
Movimiento vibratorio: Es un movimiento oscilatorio que tiene su origen en el punto medio y en cada vibración pasa por él. Las separaciones a ambos lados del centro se llaman amplitud y son iguales. Ej. una varilla que sujeta por un extremo a la que damos un impulso en el otro. La varilla vibra.
EJEMPLOS DEL M.A.S
 |
| Movimiento circular |
 | |||
Movimiento Oscilatorio
una masa colgada de una
cuerda, se mueve con movimiento
oscilatorio
| |||
 
|
 |
| Movimiento Circulatorio o rotatorio un cuerpo que gira alrededor de una trayectoria ELEMENTOS DEL M.A.S. |
| Período (T) | Es el tiempo necesario para realizar una vibración u oscilación completa. |
Frecuencia ( ) |
Es el número de vibraciones completas que el cuerpo efectúa por unidad de tiempo. |
| Elongación (x) | Es el desplazamiento de la partícula que oscila desde la posición de equilibrio hasta cualquier posición en un instante dado |
| Amplitud (A) | Es la máxima elongación, es decir, el desplazamiento máximo a partir de la posición de equilibrio. |
| Posición de equilibrio | Es la posición en la cual no actúa ninguna fuerza neta sobre la partícula oscilante. |
| Pulsación (w) | Representa la velocidad angular del MCU auxiliar. Es una constante del M.A.S |
| Fase inicial (ao) | Representa la posición angular de la partícula para t= 0 en el MCU auxiliar. |
| Fase (w.t + ao ) | Representa la posición angular de la partícula en el MCU auxiliar para el tiempo t. |
ECUACIONES DEL M.A.S.
ECUACIÓN DE LA FRECUENCIA
Frecuencia = Número de osc., vib, rot.,ciclos / unidad de tiempo
f = No / t
La unidad fundamental de la frecuencia es el hertzkio 1Hz = 1 / s
ECUACIÓN DEL PERÍODO
Periodo = Unidad de tiempo / Número de osc., vib, rot.,ciclo
T = t / No
La unidad fundamental del período es el segund
ECUACIÓN DE LA VELOCIDAD ANGULAR
la velocidad angular es el ángulo barrido por el móvil en la unidad del tiempo
w = q / t q = w.t
ECUACIÓN DE LA ELONGACIÓN O POSICIÓN
x = A sen(q) ó x = A sen(wt)
x = A COS(q) ó x = A COS(wt)
siendo
x la elongación, A
la amplitud, w frecuencia angular, q el desfase, t tiempo
ECUACIÓN DE LA VELOCIDAD
El móvil posee un movimiento circular uniforme, lleva una velocidad tangencial constante en magnitud, pero variable en dirección.
V = w.A
v = - A w cos(q) ó v = - A w cos(wt)
v = - A sen(q) ó v = - A sen(wt)
ECUACIÓN DE LA VELOCIDAD MÁXIMA
vmáx = - Aw
ECUACIÓN DE LA VELOCIDAD EN FUNCIÓN DE LA ELONGACÓN
ECUACIÓN DE LA ACELERACIÓN CENTRÍPETA
La aceleración que experimenta el móvil, va siempre dirigida hacia el centro de la trayectoria y por tal razón se llama aceleración centrípeta; es la encargada de variar la dirección de la velocidad tangencial.
ECUACIÓN DE LA ACELERACIÓN
ECUACIÓN DE LA ACELERACIÓN MÁXIMA
a=−Aw2
ECUACIÓN DE LA FUERZA EN EL M.A.S.
Para que una partícula describa una trayectoria circular, es necesario que actúe una fuerza dirigida hacia el centro de la trayectoria, llamada fuerza centrípeta y es la responsable precisamente que aparezca la aceleración centrípeta. Aplicamos la segunda Ley de Newton
F=m(−Aw2Cos(wt))
Como K=m.w2
F= - mAw2Cos(wt)
w
F=−K.A
Cos(wt) w
F=−K.X Ley de Hookew
ECUACIÓN DE LA CONSTANTE ELÁSTICA DE UN RESORTE: M.A.S.
La constante elastica de un muelle para un M.A.S. viene dada por:
K=−m.w.2
ECUACIÓN DE LA ENERGÍA CINÉTICA: M.A.S.
La energía cinética es la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo en virtud de su velocidad. Un móvil tiene energía cinética cuando está en movimiento
Ec= ½ m.v2
como v=-A.w.sen (w.t)
Ec= ½ m.v2 = ½ m(-A.w.sen (w.t))2 = ½ m.A2.w2.sen2 (w.t)=½KA2sen2 (w.t)
Ec=½KA2sen2 (w.t)
ECUACIÓN DE LA ENERGÍA POTENCIAL: M.A.S.
La energía potencial elástica almacenada en un resorte para
cualquier elongación x esta dada por:
Em = Ec + Ep
La energía cinética es la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo en virtud de su velocidad. Un móvil tiene energía cinética cuando está en movimiento
Ec= ½ m.v2
como v=-A.w.sen (w.t)
Ec= ½ m.v2 = ½ m(-A.w.sen (w.t))2 = ½ m.A2.w2.sen2 (w.t)=½KA2sen2 (w.t)
Ec=½KA2sen2 (w.t)
ECUACIÓN DE LA ENERGÍA POTENCIAL: M.A.S.
La energía potencial elástica almacenada en un resorte para
cualquier elongación x esta dada por:
Ep = ½ k.x2 = ½ k.(A. cos (w.t ))2 = ½ k.A2. cos2 (w.t)
ECUACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA: M.A.S.
Em = Ec + Ep
Em = ½KA2sen2 (w.t) + ½ k.A2. cos2 (w.t)
Em = ½KA2(sen2 (w.t) + cos2 (w.t))
Em = ½KA2
La energía Mecánica o total en el sistema es conservativo, ya que permanece constante durante todo el movimiento.}
Applets. M.A.S. CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA EN UN RESORTE
M.A.S. CONSERVACION DE LA ENERGÍA EN UN PENDULO
ENERGÍA POTENCIAL GRAVITACIONAL
La energía Mecánica o total en el sistema es conservativo, ya que permanece constante durante todo el movimiento.}
Applets. M.A.S. CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA EN UN RESORTE
M.A.S. CONSERVACION DE LA ENERGÍA EN UN PENDULO
ENERGÍA POTENCIAL GRAVITACIONAL
ECUACIÓN DEL TRABAJO : M.A.S.
T = F.X
T= (- mAw2Cos(wt))(ACos(wt))
T= - m.
w2.A2. cos2 (w.t)
T= - K.A2. cos2 (w.t)
ECUACIÓN DE LA POTENCIA : M.A.S.
P = T / t P = T= - K.A2. cos2 (w.t) / t
GRÁFICAS DEL M.A.S. ELONGACIÓN, VELOCIDAD Y ACELERACIÓN
PROBLEMAS RESUELTOS DEL M.A.S.
- Un cuerpo vibra con M.A.S. de 20 cm de amplitud y 1.8 s de período. Encontrar la elongación, velocidad y aceleración cuando ha transcurrido un tercio de período.
2. Encontrar
la velocidad y aceleración máxima de un boque que está vibrando de un resorte con M.A.S. de 50 cm de
amplitud y 6 s de período.
3.
¿Qué
tiempo mínimo debe transcurrir para que una partícula que oscila con M.A.S. de
0,8 m de amplitud y realiza 0.2 oscilaciones cada segundo alcance una
elongación de 0.5 m?
4.
Un móvil describe una trayectoria circular con M.A.S. de 16 cm de amplitud y 2.5 s de período. ¿Qué velocidad y aceleración lleva cuando se
encuentra a 10 cm del punto de equilibrio?
5 Qué
fuerza se debe ejercer sobre un resorte de constante de elasticidad 8 N/m, para
deformarlo 25 cm.
6. Una partícula de 1 kg de masa oscila con M.A.S. ligada horizontalmente
a un resorte de constante k = 20 N/m. Si
inicialmente el resorte se deforma 0.1 m, calcular:
1.
Energía
potencial inicial del sistema.
2.
La
velocidad máxima de la partícula.
a.
7. Una
masa suspendida de un resorte oscila con M.A.S.
En el instante en que la elongación es la mitad de la amplitud, ¿qué
porcentaje de energía es cinética y qué porcentaje es potencial?
INSTITUCIÓN
EDUCATIVA TÉCNICA MEDALLA MILAGROSA
FÍSICA II
LABORATORIO VIRTUAL: MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE M.A.S.
ESTUDIO DINÁMICO DE UN
MUELLE
1. OBJETIVOS
1. Describir el movimiento de un cuerpo que posee M.A.S.
2. Aplicar el M.A.S. al estudio dinámico de un resorte
3. Identificar el movimiento periódico producido por una fuerza recuperadora
4. Aplicar y analizar las diferentes ecuaciones del M.A.S.
5. Conocer y aplicar algunos elementos de laboratorio de manera real y virtual
6. Resolver taller No 10 de la física Investiguemos de 11° sobre el M.A.S.
2. INTRODUCCIÓN
Todos los movimientos que se observan en los cuerpos que forman el universo pueden clasificarse en movimientos de traslación o de rotación. estos a su vez pueden ser periódicos o no. Periódicos si conservan las mismas condiciones de posición, de velocidad, de fuerza, de energía, etc. en intervalos iguales de tiempo, llamados periodos. Como ejemplo podemos mencionar a movimientos de vibración de las cuerdas de una guitarra, el de un pistón en el motor de un automóvil, el movimiento de oscilación de un péndulo, el movimiento de las manecillas del reloj, los movimientos de rotación de los planetas del sistema solar, etc.
Estos movimientos periódicos tienen gran importancia: las cuerdas vocales vibran muchas veces por segundo para producir la voz,; la luna gira alrededor de la tierra y los planetas alrededor del sol, con movimiento periódico, ruedas, engranajes y poleas de transmisión utilizados en la industria se mueven con movimientos periódicos. Muchas estructuras como puentes, edificios y otras que se consideran rígidas pueden vibrar y se han producido fuertes daños cuando este posible movimiento de vibración no se ha considerado correctamente. la tierra gira sobre su propio eje y se traslada también periódicamente alrededor del sol.
El movimiento periódico cuando reúne ciertas condiciones, se llama movimiento armónico simple ( M.A.S.) en el que la palabra armónico significa periódico o sea que se repite identicamente, así mismo en intervalos iguales de tiempo llamdo periódos.
OBSERVACIÓN: Realice una introcción a tu informe, tomando como guía la dada como ejemplo. debe ser corta y concreta.
3. MATERIALES
3.1 Resorte o muelle helicoidal
3.2 Pesas
3.3 Cronómetro
3.4 Soporte Universal
3.5 Cuadro en applet (ventana interactiva. ver ventana en en el numeral de procedimiento)
4. FUNDAMENTO TEÓRICO
Relacione a tu informe: conceptos o definiciones, ecuaciones, sistema de unidades, repfresentaciones gráficasy ejemplos de Movimiento Armónico Simple, Movimiento oscilatorio, Movimiento Vibratorio, Movimiento Circular Uniforme, Oscilación Sencilla, Oscilación Completa,, Periódo, frecuencia,, Punto de equilibrio,, Punto de retorno,, Elongación, Amplitud,, velocidad, Velocidad Máxima, velocidad Angular, velocidad tangencial, Aceleración, Aceleración centrípeta, Aceleración Máxima, Fuerza recuperadora,, ley de Hooke, Constante elástica de un resorte,, Energía Cinética, Energía Potencial Gravitacional, Energía Potencial elástica, Energía mecánica o Energía Total, trabajo, Potencia y cantidad de Movimiento
OBSERVACIÓN: Tenga cuidado de incluir el fundamento teórico buscando un nivel de secjundaria en la información. recuerda que en la red hay contenidos de la temática a nivel superior y este nivel no corresponde a nuestro curso.
Relacione a tu informe: conceptos o definiciones, ecuaciones, sistema de unidades, repfresentaciones gráficasy ejemplos de Movimiento Armónico Simple, Movimiento oscilatorio, Movimiento Vibratorio, Movimiento Circular Uniforme, Oscilación Sencilla, Oscilación Completa,, Periódo, frecuencia,, Punto de equilibrio,, Punto de retorno,, Elongación, Amplitud,, velocidad, Velocidad Máxima, velocidad Angular, velocidad tangencial, Aceleración, Aceleración centrípeta, Aceleración Máxima, Fuerza recuperadora,, ley de Hooke, Constante elástica de un resorte,, Energía Cinética, Energía Potencial Gravitacional, Energía Potencial elástica, Energía mecánica o Energía Total, trabajo, Potencia y cantidad de Movimiento
OBSERVACIÓN: Tenga cuidado de incluir el fundamento teórico buscando un nivel de secjundaria en la información. recuerda que en la red hay contenidos de la temática a nivel superior y este nivel no corresponde a nuestro curso.
5. PROCEDIMEINTO
1.- Observa en el applet, la variación
de las distintas magnitudes del M.A.S: elongación, velocidad, aceleración,
fuerza (recuperadora) y energía, seleccionando el cuadro correspondiente en el
applet. Comprueba :
- Que la fuerza recuperadora es contraria a la elongación.
- En qué puntos se alcanzan los valores máximos y mínimos de cada magnitud.
Observa el valor de cada magnitud vectorial (recuerda que la energía no
es una magnitud vectorial). Puedes ver los valores de estos vectores aplicados
sobre la masa que oscila, y la representación de sus módulos frente al tiempo
en el gráfico de la derecha.
Comprueba, mirando el reloj del applet o en el eje x (de tiempos en la
gráfica) que, mientras el resorte realiza una oscilación completa, transcurre
el tiempo que se indica en el "Período de oscilación". ¡Ojo, mira el
tiempo de una oscilación completa!
El valor del periodo varía al cambiar la masa del resorte (es un resorte
distinto, tiene distinta k) o la masa. El valor
máximo del período que permite el applet, se da al oscilar una masa de valor 10
para cada k elegida.¡Compruébalo!
una masa de valor 10 para cada k elegida.¡Compruébalo!
2.- En la
animación el resorte empieza a oscilar desde la posición comprimida. La
elongación por lo tanto para t = 0 y x =A . El desfase inicial es de 90º.
Comprueba que, para describir la variación de la elongación con el tiempo, son
correctas las dos fórmulas siguientes :
x
= A sen(wt + p/2) ; t = 0
=> x = A
x = A cos(wt) ; t =0
=> x = A
Usando el applet y la fórmula comprueba
que no emplea el mismo tiempo en recorrer la primera mitad de la amplitud que
la segunda (distancias OP y PM).
3.- Selecciona el cuadro de la
velocidad, dejando como valores de la constante del resorte, la masa y la
amplitud que salen en el applet por defecto. Lanza el applet pulsando en
"Comenzar" y anota el valor de la velocidad máxima que verás en la
parte de abajo cuando pasa por el centro. Calcula, con lápiz y papel, la w a
partir del dato "T" del applet, y comprueba que se cumple la fórmula
de la velocidad máxima. ¿En qué posición tiene velocidad máxima?
Trata de calcular la velocidad media de una oscilación completa. ¿Será
igual a la inicial (V=0) más la final de un extremo dividida por dos? ¿O se
calcula dividiendo la distancia recorrida (4A) por el tiempo empleado (T)?.
Puedes ver la respuesta al final de esta página.
Indica los signos de la velocidad sobre el diagrama. En la fórmula de la
velocidad en función de la posición, para un mismo punto (x) se obtienen dos
valores de la velocidad (± v), que corresponden al paso del cuerpo oscilante
por ese punto, cuando avanza en uno u otro sentido.
¿Coincide el área encerrada por la curva de
"v" frente a "t" con la distancia recorrida?.
4.- Selecciona el botón de la
aceleración y observa en qué puntos su vector es máximo (vector
azul). Escribe en tu cuaderno las ecuaciones de la aceleración (son dos: una
en función de la posición y otra del tiempo). Calcula el valor de la
aceleración media en un período.
No es fácil hacerlo, tienes que integrar v·dt en el intervalo de un
periodo. Cuando estudias la corriente alterna y calculas matemáticamente la
intensidad eficaz, haces algo parecido.
a media= w2 ·A
/ (raíz de 2)
5.- Representa la aceleración frente
a la distancia. ¿A qué será igual la pendiente de la recta?.
6.- Fija una masa de 5 kg. Deja
invariables los valores de la constante del resorte y de la amplitud (esto
supone estirar siempre la misma longitud del resorte antes de soltarlo). Cubre
todos los datos de la tabla para las masas que se indican. ¿Varió la velocidad
máxima?. Trata de encontrar la relación entre la velocidad máxima y la masa.
Puedes ver esta relación al final de esta página.
6. DATOS EXPERIMENTALES
Completa la sigiente tabla con valores en el sisetma M.K.S.
En el applet, toma los valores directamente para la masa ( en Kg), amplitud (en m), Número de vibraciones (No) y el período de vibración
7. CÁCULOS
Completa la tabla anterior, realizando los cáculos pertinentes, mediante la aplicación directa de las diferentes ecuaciones del M.A.S.
8. CUESTIONARIO
realiza el taller No 2 de la Física investiguemos 11°, incluya los enunciados y desarrollo
9. CONCLUSIONES
relacione todas las fuentes bibliográficas utilizadas
OBSERVACIONES:
ECUACIÓN DE LA CONSTANTE ELÁSTICA DE UN RESORTE: K
Completa la tabla anterior, realizando los cáculos pertinentes, mediante la aplicación directa de las diferentes ecuaciones del M.A.S.
8. CUESTIONARIO
realiza el taller No 2 de la Física investiguemos 11°, incluya los enunciados y desarrollo
9. CONCLUSIONES
relacione todas las fuentes bibliográficas utilizadas
OBSERVACIONES:
- Aplique las Técnicas de elaboración de trabajos escritos
- Entregue el informe en la fecha acordada
- Evaluación escrita del informe por sorteo del grupo. Luego todos deben estar preparados y solo uno sustenta y la valoración será para el grupo
ECUACIÓN DE LA CONSTANTE ELÁSTICA DE UN RESORTE: K
Método estático: Ley de Hooke
1. Seleccionamos una pesa
2. Medimos la longitud del muelle elongado L con la regla.
1. Seleccionamos una pesa
2. Medimos la longitud del muelle elongado L con la regla.
Figura 1. Determinación de la constante elástica de un muelle mediante le ley de Hooke.
Método dinámico
1. Colgamos del muelle una masa (que nos permita contar con facilidad las vibraciones) y la dejamos vibrar alrededor de su posición de equilibrio, midiendo el tiempo t que tarda en efectuar n oscilaciones (n=20). Para ello, en primer lugar selecciona del menú desplegable de la izquierda la masa. Después estira la masa ligeramente, y ésta comenzará a oscilar y al mismo tiempo se pondrá en marcha el cronómetro. Cuando haya realizado las n oscilaciones, para el cronómetro con el botón stop
1. Colgamos del muelle una masa (que nos permita contar con facilidad las vibraciones) y la dejamos vibrar alrededor de su posición de equilibrio, midiendo el tiempo t que tarda en efectuar n oscilaciones (n=20). Para ello, en primer lugar selecciona del menú desplegable de la izquierda la masa. Después estira la masa ligeramente, y ésta comenzará a oscilar y al mismo tiempo se pondrá en marcha el cronómetro. Cuando haya realizado las n oscilaciones, para el cronómetro con el botón stop
Ejemplo
Se puede determinar la constante elástica de un muelle mediante dos métodos diferentes.
Método estático: Ley de HookeEn primer lugar, el alumno puede colocar una masa en el muelle, y medir la elongación mediante una regla. En la posición de equilibrio, la fuerza gravitatoria y la fuerza elástica del muelle (ley de Hooke) son iguales:
En el ejemplo de la figura 1, si la posición de equilibrio del muelle se encuentra en 23 cm, dado que la posición del muelle es de 27 cm, la elongación del muelle es por tanto 27-23=4 cm.
De esta forma, la constante elástica del muelle viene dada por k=mg/x=0,25*9,8/0,04=61 N/m.
Método dinámico: movimiento armónico simple.Además, una vez situada una pesa sobre el muelle, la simulación permite estirar ligeramente el muelle y soltar, con lo cual comienza a oscilar siguiendo un movimiento armónico simple. Cuando el alumno suelta el muelle, un cronómetro comienza a funcionar, pudiéndose parar en el momento que se han realizado el número de oscilaciones deseadas. Esto permite determinar el periodo de oscilación del péndulo T, que está relacionado con la constante elástica del muelle k:
En el ejemplo de la figura 2, si el muelle con la masa de 50 g tarda 3,69 s en realizar 20 oscilaciones, el período de oscilación viene dado por T=3,69/20=0,1845 s.
De esta forma, mediante este método, la constante elástica del muelle viene dada por k=4 π² m / T² = 58 N/m.
http://enebro.pntic.mec.es/~fmag0006/Prism501.html#mas2 APPLE- MOVIMIENTO OSCILATORIO ELONGACIÓN- VELOCIDAD Y ACELERACIÓN
ACTIVIDAD DEL M.A.S.
- Realice las gráficas para la elongacón, velocidad, aceleración, fuerza, energía cinética y energía potencia; para t = T / 8, t = T / 9, t = T / 10, t = T / 12, t = T / 14, en papel cuadriculado pegando dos hojas a lo largo, y realizar la tabla de valores
- una masa de 10 g vibra a lo largo de un muelle con M.A.S. de 10 cm de amplitud, con un periodo de 2 seg. calcular en el sistema M.K.S.
a. Frecuencia de las vibraciones
b. Frecuencia ángular de las vibraciones
c. ángulo barrido por la masa
d. Elongación
e. Velocidad del movimiento
f. Velocidad tangencial
g. Velocidad máxima
h. Aceleración del movimiento
i. Aceleración máxima
j. Aceleración centrípeta
k. Fuerza del sistema
l. Fuerza máxima
m. Fuerza centrípeta
n. Energía cinética
ñ. Energía potencial
o. Energía mecánica o total
p. Constante elástica del muelle
q. Trabajo
r. potencia
s. Gráfica para x, v y a
Cuando ha transcurrido un sexto de período
3. Resolver taller 2, ejercicio 10, del a al f de la f´sica Investiguemos 11° voluntad.
DIRECCIONES DE INTERNET
http://labvirtual.webs.upv.es/04muelle.html LABORATORIO CALCULAR CONSTANTE ELÁSTICA DE UN RESORTE
http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/mas/MAS_indice.htm M.A.S. ECUACIONES
http://html.rincondelvago.com/movimiento-armonico-simple-en-un-resorte.html LABORATORIO
DE FISICA DE UN RESORTE – DESARROLLADO
DIRECCIONES INTERNET - INTERACTIVO
http://www.walter-fendt.de/ph14s/springpendulum_s.htm
http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/oscilaciones/mas/mas.htm#Curvas%20de%20energ%C3%ADa%20potencial
ENERGÍA POTENCIAL INTERACTIVO
Suscribirse a:
Entradas (Atom)