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LABORATORIO DE FISICA GENERAL COMPONENTE PRÁCTICO PRESENCIAL PRÁCTICA NO 11: CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA CINÉTICA PRÁCTICA NO 12: VASO DE TORRICELLI

PRESENTADO POR: Erika Viviana Mesa C.C.1.057.603.050 Nicole Yulieth Martínez Ramírez C.C 1.051.476.179 Raúl Sebastián Plazas C.C 1.057.597.737 Andrés Pérez C.C 1.057.589.363 Walter Jair Peña Fonseca C.C 1.057.596.125

CURSO: FÍSICA GENERAL CÓDIGO: 100413_471

ENTREGADO A: Lic. Yimmer Camilo Vargas

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD SOGAMOSO 2018

INTRODUCCION El principio de conservación de la energía es una de las más poderosas leyes de la Física, sin embargo, no es un principio fácil de verificar. Si una bola baja rodando por una pendiente, por ejemplo, está convirtiendo constantemente energía potencial gravitatoria Ep en energía cinética Ec (lineal y rotacional) y en calor Q debido a la fricción entre ella y la superficie. También se intercambia energía por choques con otros cuerpos que encuentra en su camino, impartiéndoles cierta porción de su energía cinética. Medir estos cambios de energía no es tarea fácil. Estos grados de dificultad se encuentran frecuentemente en la Física, y los físicos necesitan estos problemas para crear situaciones simplificadas en las cuales ellos pueden enfocar un aspecto particular del problema. En este laboratorio aprenderemos a calcular la energía potencial y cinética de una esfera, también veremos cómo se transforma la energía potencial gravitatoria en energía potencial elástica. Por otra parte, sabemos que cuando se comprime o se estira un resorte, se tiene que realizar un trabajo. Este trabajo es almacenado en el resorte en forma de energía potencial elástica. En el siguiente informe también veremos la descripción de la práctica realizada la cual verifica lo expuesto a partir de la ecuación de Bernoulli y su aplicación en el teorema de Torricelli para la determinación de la velocidad de salida de un fluido por medio de un orificio a unas alturas determinadas de un recipiente de plástico, con la práctica realizada se determina que la velocidad de salida del fluido depende directamente de la altura a la cual se encuentre el fluido por lo tanto la velocidad del fluido será mayor conforme aumenta la altura, además se determina también que el alcance máximo del fluido depende de la altura sobre la cual se encuentre a partir del orificio, por lo tanto a mayor altura es mayor el alcance máximo.

OBJETIVOS

GENERAL Usar adecuadamente algunos instrumentos peso, volumen comprobando leyes de la conservación de energía mecánica, energía potencial y cinética verificando equivalencias entre trabajo y energía.

ESPECIFICOS 

A partir de un experimento sencillo observar que hay diferentes tipos de velocidades con el péndulo arrojado.

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Realizar las medidas en una gráfica en un documento en Excel.

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Determinar la variación de la energía cinética en función de la energía potencial gravitacional de una partícula.

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Aplicar la ecuación de continuidad y la ecuación de Bernoulli para resolver los problemas propuestos.

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Determinar por medio del teorema de Torricelli la velocidad con la que sale el fluido (agua) de los orificios a medida que cambia la altura del fluido dentro del balde.

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Hallar el alcance del fluido (agua) a medida que la altura este dentro del balde cambia y analizarlo físicamente.

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Relacionar a partir del uso del teorema de Torricelli la velocidad de un fluido de acuerdo a la altura y el orificio por el cual sale

MARCO TEORICO

TEOREMA DE LA CONSERVACIÓN DE ENERGIA Y MECANICA "la energía ni se crea ni se destruye, solo se transforma". En realidad, tal afirmación es uno de los principios más importantes de la Física y se denomina Principio de Conservación de la Energía. Vamos a particularizarlo para el caso de la energía mecánica. Para entender mejor este concepto vamos a ilustrarlo con un ejemplo. Imagina una pelota colgada del techo que cae sobre un muelle. Según el principio de conservación de la energía mecánica, la energía mecánica de la bola es siempre la misma y por tanto durante todo el proceso dicha energía permanecerá constante, tan solo cambiarán las aportaciones de los distintos tipos de energía que conforman la energía mecánica.

ENERGIA POTENCIAL Es la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo de acuerdo a la configuración que ostente en el sistema de cuerpos que ejercen fuerzas entre sí, es decir, la energía potencial es la energía que es capaz de generar un trabajo como consecuencia de la posición de un cuerpo. A la misma puede considerársela como la energía almacenada en el sistema o la medida de un trabajo que el sistema puede ofrecer. Entonces, se supone que cuando un cuerpo se moviliza con relación a un cierto nivel de referencia estará en condiciones de acumular energía. ENERGIA CINETICA La energía cinética es una expresión del hecho de que un objeto en movimiento, puede realizar un trabajo sobre cualquier cosa que golpee; cuantifica la cantidad de trabajo que el objeto podría realizar como resultado de su movimiento. La energía mecánica total de un objeto es la suma de su energía cinética y su energía potencial. Para un objeto de tamaño finito, esta energía cinética se llama la energía cinética de traslación de la masa, para distinguirlo de cualquier energía cinética rotacional que puede poseer. La energía cinética total de una masa, se puede expresar como la suma de la energía cinética de traslación de su centro de masa, más la energía cinética de rotación alrededor de su centro de masa. FUERZAS DE FRICCIÓN

La fuerza de fricción es realmente la oposición al movimiento de los cuerpos y se da en todos los medios conocidos (sólidos, líquidos y gaseosos). Atendiendo a que las superficies de los cuerpos en contacto no son idealmente lisas es imposible desaparecer esta fuerza, que en unos casos resulta necesaria reducir y en otros aumentar, ya que la fricción es una fuerza con sentido contrario a la fuerza aplicada. De no ser por la existencia de esta fuerza, no podríamos detenernos una vez puestos en marcha: los vehículos no avanzarían, pues la fricción sirve de apoyo a las ruedas para impulsarse y en su ausencia solo girarían sin avanzar. CONSERVACIÓN EN LA CANTIDAD DE FLUJO En mecánica de fluidos, caudal es la cantidad de fluido que circula a través de una sección de una conducción por unidad de tiempo. Normalmente se identifica con el flujo volumétrico o volumen que pasa por un área dada en la unidad de tiempo. A veces también se identifica con el flujo másico o masa que pasa por un área dada en la unidad de tiempo. Ecuación de Bernoulli La ecuación de Bernoulli, se puede considerar como una apropiada declaración del principio de la conservación de la energía, para el flujo de fluidos. El comportamiento cualitativo que normalmente evocamos con el término "efecto de Bernoulli", es el descenso de la presión del líquido en las regiones donde la velocidad del flujo es mayor. Este descenso de presión por un estrechamiento de una vía de flujo puede parecer contradictorio, pero no tanto cuando se considera la presión como una densidad de energía. En el flujo de alta velocidad a través de un estrechamiento, se debe incrementar la energía cinética, a expensas de la energía de presión.

CONCLUSIONES 

Gracias a este trabajo averiguamos por medio de experimentos que la energía no se crea ni se destruye solo se transforma

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Por medio de la práctica en laboratorio observamos la conservación de la energía en los diferentes experimentos que realizamos ya que la energía pasa de potencial a cinética

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Se puede concluir a partir de la práctica desarrolla inicialmente que la altura a la cual se encuentre el fluido hará que la velocidad del fluido cambie, es decir que la velocidad de salida del fluido depende directamente de la altura a la cual se encuentre el fluido por lo tanto la velocidad del fluido será mayor conforme aumenta la altura.

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Se puede mencionar que existe una presión barométrica positiva que hace que un fluido salga más rápido por un orificio. Si se llegara a disminuir el área del orificio se tendría que la presión también disminuiría.