Informe-1.docx

“UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA”

FACULTAD DE INGENERIA EN INFORMATICA Y SISTEMAS

Análisis de la energía usando un simulador

CURSO

: FISICA I

INTEGRANTES

: CAMARENA MEZA, José LASTRA CIERTO, Elizabeth rocio ZECEVICH VELA, NOVAK MILICH LOPEZ MOSCOSO, Franchescoli MATASOGLIO VALCARSE, ITALO DANIEL

DOCENTE

: HUACAL VASQUEZ, Angel

FECHA

: 28/12/2018

I.

INTRODUCCIÓN En el siguiente informe explicaremos sobre la conservación de la energía utilizando un simulador de conservación de energía y mediante los resultados que nos muestre el simulador daremos explicación a todos los objetivos propuestos y plantearemos explicación gracias por leer el informe.

II.

OBJETIVOS

2.1. OBJETIVOS: 1.Relacionar la energía mecánica en dos puntos y deducir una expresión para la velocidad. 2.Graduar el velocímetro. 3.Explique la conservación de la energía.

III. MARCO TEÓRICO 3.1 Energia El término energía (del griego ἐνέργεια enérgeia, «actividad», «operación»; de ἐνεργóς energós, «fuerza de acción» o «fuerza de trabajo») tiene diversas acepciones y definiciones, relacionadas con la idea de una capacidad para obrar, surgir, transformar o poner en movimiento. En física, energía se define como la capacidad para realizar un trabajo.1 En tecnología y economía, «energía» se refiere a un recurso natural (incluyendo a su tecnología asociada) para poder extraerla, transformarla y darle un uso industrial o económico. 3.2 Energía Mecánica En física clásica antigua, la ley universal de conservación de la energía — que es el fundamento del primer principio de la termodinámica—, indica que la energía ligada a un sistema aisladopermanece constante en el tiempo.2 Eso significa que para multitud de sistemas físicos clásicos la suma de la energía mecánica, la energía calorífica, la energía electromagnética, y otros tipos de energía potencial es un número constante. Por ejemplo, la energía cinética se cuantifica en función del movimiento de la materia, la energía potencial según propiedades como el estado de deformación o a la posición de la materia en relación con las fuerzas que actúan sobre ella, la energía térmica según su capacidad calorífica, y la energía química según la composición química En la teoría de la relatividad el principio de conservación de la energía se cumple, aunque debe redefinirse la medida de la energía para incorporar la energía asociada a la masa, ya que en mecánica relativista, si se considerara la energía definida al modo de la mecánica clásica entonces resultaría una cantidad que no se conserva constante. Así pues, la teoría de la relatividad especial establece una equivalencia entre masa y energía por la cual todos los cuerpos, por el hecho de estar formados de materia, poseen una energía adicional equivalente a , y si se considera el principio de conservación de la energía esta energía debe ser tomada en cuenta para

obtener una ley de conservación (naturalmente en contrapartida la masa no se conserva en relatividad, sino que la única posibilidad para una ley de conservación es contabilizar juntas la energía asociada a la masa y el resto de formas de energía). En mecánica cuántica el resultado de la medida de una magnitud en el caso general no da un resultado determinista, por lo que solo puede hablarse del valor de la energía de una medida, no de la energía del sistema. El valor de la energía en general es una variable aleatoria, aunque su distribución sí puede ser calculada, si bien no el resultado particular de una medida. En mecánica cuántica el valor esperado de la energía de un estado estacionario se mantiene constante. Sin embargo, existen estados que no son propios del hamiltoniano para los cuales la energía esperada del estado fluctúa, por lo que no es constante. La varianza de la energía medida además puede depender del intervalo de tiempo, de acuerdo con el principio de indeterminación de Heisenberg. La energía es una propiedad de los sistemas físicos, no es un estado físico real, ni una «sustancia intangible». No obstante, hay quienes, como Wilhelm Ostwald, han considerado a la energía como lo auténticamente real, ya que, según la ecuación de la equivalencia la masa que es la medida de la cantidad de materia, puede transformarse en energía y viceversa. Por tanto, no es una abstracción, sino una realidad invariable a diferencia de la materia. En mecánica clásica se representa como una magnitud escalar. La energía es una abstracción matemática de una propiedad de los sistemas físicos. Por ejemplo, se puede decir que un sistema con energía cinética nula está en reposo. En problemas relativistas la energía de una partícula no puede ser representada por un escalar invariante, sino por la componente temporal de un cuadrivector energía-momento (cuadrimomento), ya que diferentes observadores no miden la misma energía si no se mueven a la misma velocidad con respecto a la partícula. Si se consideran distribuciones de materia continuas, la descripción resulta todavía más complicada y la correcta descripción de la cantidad de movimiento y la energía requiere el uso del tensor de energía-impulso. Se utiliza como una abstracción de los sistemas físicos por la facilidad para trabajar con magnitudes escalares, en comparación con las magnitudes vectoriales como la velocidad o la aceleración. Por ejemplo, en mecánica, se puede describir completamente la dinámica de un sistema en función de las energías cinética, potencial, que componen la energía mecánica, que en la mecánica newtoniana tiene la propiedad de conservarse, es decir, ser invariante en el tiempo.

3.3 Tipos de Energía LA ENERGÍA CINÉTICA La Energía cinética es la energía asociada a los cuerpos que se encuentran en movimiento, depende de la masa y de la velocidad del cuerpo. Ej.: El viento al mover las aspas de un molino.

La energía cinética, Ec, se mide en julios (J), la masa, m se mide en kilogramos (kg) y la velocidad, v, en metros/segundo (m/s). ENERGÍA POTENCIAL La energía potencial es una energía que resulta de la posición o configuración del objeto. Un objeto puede tener la capacidad para realizar trabajo como consecuencia de su posición en un campo gravitacional (energía potencial gravitacional), un campo eléctrico (energía potencial eléctrica), o un campo magnético (energía potencial magnética). Puede tener energía potencial elástica como resultado de un muelle estirado u otra deformación elástica.

3.4 Principio de conservación de la energía Sobre una partícula actúa una fuerza conservativa. En este caso, como hemos comentado anteriormente, el trabajo resultante es igual a la diferencia entre los valores final e inicial. Consideramos tanto la energía cinética como la energía potencial de la partícula.

Como el trabajo tiene el mismo valor, igualamos ambas expresiones:

En todas las posiciones de la trayectoria de la partícula, la energía mecánica de la partícula es constante.

IV.

MATERIALES  Simulador de la conservación de la energia  Una computadora con acceso a internet

V.

PROCEDIMIENTO 5.1. LUGAR La página web https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-parkbasics/latest/energy-skate-park-basics_es_PE.html

5.2 SECUENCIA 5.2.1 Graduar la velocidad.

5.2.2 activar la cuadricula, diagrama de barras y diagrama circular.

5.2.3 colocar al patinador en un extremo del grafico soltarlo y tomar resultados. PUNTO A

PUNTO B

VI.

ANÁLISIS Y RESULTADOS 4.1 Relación de la energía mecánica en dos puntos con expresión a la velocidad. El trabajo realizado sobre una partícula que se mueve desde un punto A a un punto B recorriendo una curva C es igual a la suma de los trabajos elementales a lo largo de dicha curva

Se define asimismo la potencia desarrollada por la fuerza como el trabajo que realiza durante un tiempo dt, dividido por dicho intervalo

Aplicando la segunda ley de Newton la potencia desarrollada por una fuerza puede escribirse como la derivada respecto al tiempo de la energía cinética

siendo K la energía cinética de la partícula

(donde al cuadrado).

es el módulo de la velocidad, o celeridad,

Integrando respecto al tiempo obtenemos el teorema de las fuerzas vivas (o teorema trabajo-energía cinética):

En palabras: “El trabajo realizado sobre una partícula entre dos puntos equivale al incremento de la energía cinética de dicha partícula.” El trabajo realizado no tiene por qué ser necesariamente positivo. Si la partícula se ve frenada, su energía cinética disminuye y el trabajo resultante es negativo.

4.2 Graduar

el velocímetro.

4.3 Explique la conservación de la energía mecánica con un grafico de barra y circular En el punto A vemos que la energía potencial es directamente proporcional a la altura, es decir que a mayor altura mayor energía potencial mientras que en la energía cinética en el punto A es cero a causa de que no hay velocidad.

Lo cual la misma energía tendría cuando llegue al punto B ya que tiene la misma altura y su velocidad en el punto B es cero.

Podemos deducir que la energía potencial depende de la altura y que la energía cinética depende de la velocidad. VII.

RECOMENDACIONES.  Utilizar el simulador correcto.

VIII. CYBERGRAFIA http://www.anep.edu.uy/ipafisica/document/material/primero/2008/f_exp_1/f_e_1_07.pdf https://phet.colorado.edu/sims/html/energy-skate-parkbasics/latest/energy-skate-park-basics_es_PE.html http://laplace.us.es/wiki/index.php/Teorema_de_conservación_de_la_e nergía_mecánica

9. ANEXOS