Laboratorio de Fsica con Ordenador Student Workbook Experiencia P19: Teorema del Trabajo y la Energa 012-06100C

1999 PASCO scientific P19.1

Experiencia 4: Teorema del Trabajo y la Energa

Sensor de fuerza, puerta fotoelctrica / polea

Tema DataStudio ScienceWorkshop (Mac) ScienceWorkshop (Win) Energa P19 Work Energy.DS P22 Work-Energy Theorem P22_WORK.SWS Equipo necesario Cant. Equipo necesario Cant. Sensor de fuerza (CI-6746) 1 Masas y soportes (ME-8967) 1 Puerta fotoelctrica / Polea (ME-6838) 1 Hilo (SE-8050) 1 m Balanza (SE-8723) 1 Abrazadera universal (ME-9376) 1 Carrito (incl. con carril) 1 Carril de 1.2 m (ME-9435A) 1

FUNDAMENTO TERICO Para un objeto de masa m que experimenta una fuerza neta Fnet a lo largo de una distancia d paralela a la fuerza neta, el trabajo realizado es igual a:

dFW neta= Si el trabajo modifica la posicin vertical del objeto, la energa potencial gravitatoria del objeto cambiara. De cualquier modo, si el trabajo modifica slo la velocidad del objeto, la energa cintica del objeto cambia de la siguiente forma:

donde W es el trabajo, vf = velocidad final del objeto, vi = velocidad inicial del objeto.

PROCEDIMIENTO El objetivo de esta experiencia es comparar el trabajo aplicado sobre un objeto y la variacin de su energa cintica. Utilice el Sensor de fuerza para medir la fuerza aplicada sobre el carrito. Utilice la puerta fotoelctrica y la polea para medir el movimiento del carrito a medida que es arrastrado por el peso de una masa. A continuacin, utilice el DataStudio o el ScienceWorkshop para representar y analizar los datos.

PARTE I: CONFIGURACIN DEL ORDENADOR 1. Conecte el interfaz de ScienceWorkshop al

computador, encienda el interfaz. 2. Conecte la clavija digital de la Puerta fotoelctrica en

el Canal digital 1. 3. Conecte la clavija DIN del Sensor de fuerza en el

Canal analgico A.

PASCOscientific

300Interface

ANALOG CHANNELS

ScienceWorkshop

Interface

500

scientific

PASCO

Science W orkshop DATA LOGGING INSTRUCTIONS

22

21

21

ifcicfc mvmvEEEW ===

Laboratorio de Fsica con Ordenador Student Workbook Experiencia P19: Teorema del Trabajo y la Energa 012-06100C

1999 PASCO scientific P19.2

PARTE II: CALIBRADO DEL SENSOR Y MONTAJE DEL EQUIPO 1. Calibrar el sensor de fuerza. La recogida de datos est fijada en 50 Hz para el Sensor de fuerza. 2. Mida la masa del carrito y el Sensor de fuerza. 3. Site el carril sobre una superficie horizontal. Nivele el carril empleando el carrito. Si el

carrito se desplaza, utilice los pies ajustables de uno de los extremos para subir o bajar ese extremo hasta nivelar el carril y que el carrito no se mueva.

4. Monte una abrazadera de mesa en el extremo del carril. Monte la Puerta y la polea en la abrazadera de modo que la parte alta de la polea est a la misma altura que el enganche del Sensor de fuerza sobre el carrito.

5. Utilice un hilo 10 cm ms largo que la distancia existente entre la parte alta de la polea y el suelo. Ate un extremo del hilo al enganche del Sensor de fuerza. Coloque el hilo sobre la polea.

6. Ate un objeto de masa conocida en el otro extremo del hilo de modo que el objeto est justo sobre el suelo cuando el carrito est junto al tope del carril. Registre el valor de la masa.

PARTE III: RECOGIDA DE DATOS 1. Tire del carrito en direccin opuesta a la puerta fotoelctrica de manera que la masa atada

al hilo est exactamente junto a la polea. 2. Comience la recogida de datos. 3. Libere el carrito para que se mueva hacia la puerta. 4. Finalice la recogida de datos justo antes de que el carrito alcance el tope del carril.

ANLISIS DE DATOS 1. Registre el valor de la velocidad mxima para la Serie #1 en la tabla de datos de la

seccin Informe de Laboratorio. 2. Utilice la calculadora para determinar la energa cintica. 3. Integre para calcular el rea bajo la curva de fuerza frente a posicin.

Laboratorio de Fsica con Ordenador Student Workbook Experiencia P19: Teorema del Trabajo y la Energa 012-06100C

1999 PASCO scientific P19.3

Tabla de Datos

Medida Valor Masa (colgante) kg Masa (carrito + Sensor + masa adicional)

kg

Velocidad mxima m/s E cintica mxima J Trabajo (integracin) Nm

ALGUNAS CUESTIONES PARA MEDITAR

1. La diferencia entre la Ec mxima y el trabajo, a qu corresponde? 2. Qu razones pueden motivar las diferencias?