INFORME DE LABORATORIO GA3-220201501-AA3-EV01. Presentado por: Diana Shirley Chavez Corzo Ficha: 2758308 Presentado a: Instructora: Milena Quintero Pérez TECNOLOGIA ANALISIS Y DESARROLLO DE SOFTWARE SENA 2023 INTRODUCCION La importancia de la conservación de la energía de un sistema permite hacer de manera eficiente el uso y aprovechamiento de esta, acudiendo a soluciones y alternativas creativas que ayudan a reducir el impacto en el medio ambiente, contando con recursos energéticos por mayor tiempo. La energía de un sistema puede cambiar de forma, pero si la energía se conserva, debe seguir siendo la misma. Es probable que se encuentren sistemas que contienen energía cinética, energía potencial gravitacional, energía potencial elástica y energía térmica (calor). OBJECTIVOS El objetivo general de este laboratorio es reconocer el funcionamiento de la energía cinética en nuestra vida diaria a través de situaciones cotidianas; teniendo en cuenta la fórmula para calcular la energía cinética, la conservación de la energía de un objeto común (en este caso un automóvil), la velocidad, la energía cinética de desplazamiento del objeto y la fuerza que actúa sobre él. De esta manera describir y explicar las manifestaciones de la energía en términos del comportamiento de variables que intervienen en fenómenos físicos en contextos sociales y productivos. MARCO TEORICO Por ley, la conservación de energía en cualquier sistema permanece sin variación en el tiempo, la cual puede transformarse en otras formas de energía, demostrando que la energía no se crea ni se destruye. ENERGIA La energía es la capacidad que poseen los cuerpos para poder efectuar un trabajo a causa de su constitución (energía interna), de su posición (energía potencial) o de su movimiento (energía cinética). Es una magnitud homogénea con el trabajo, por lo que se mide en las mismas unidades, es decir en julios en el Sistema Internacional. Según la forma o el sistema físico en que se manifiesta, se consideran diferentes formas de energía: térmica, mecánica, eléctrica, química, electromagnética, nuclear, luminosa, etc. La energía es la consecuencia de la actuación mediante interacciones o intercambios de los cuatro tipos de fuerzas fundamentales de la naturaleza: gravitatoria, electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil. TIPOS DE ENERGIA De clasificaciones de energía hay varias. En función de sus propiedades, fuente de origen, entre otras. Todos los cuerpos poseen energía debido a su composición, posición, movimiento u otras propiedades. Estas propiedades dan la siguiente clasificación: Energía potencial: energía que acumula un cuerpo debido a su posición Ep = mgh. Energía cinética: la capacidad de realizar trabajo, asociada al movimiento de los cuerpos Ec = ½ mv2 Energía química: energía producida en las reacciones químicas. Energía térmica: la manifestación de energía cinética, suma de las aportaciones microscópicas de las partículas que forman una sustancia y está muy relacionada con la temperatura de la sustancia. Energía eléctrica: movimiento de las cargas eléctricas en el interior de los materiales conductores. Energía nuclear: energía almacenada en el núcleo de los átomos. Energía radiante: es la que poseen las ondas electromagnéticas (rayos UVA, rayos infrarrojos,). Según si la fuente de energía se regenera o no tenemos una nueva clasificación: Energías renovables: provienen de fuentes de recursos ilimitados, fuentes que se regeneran. Entre ellas: Energía eólica (del viento), Energía solar, hidráulica (de la fuerza del agua), geotérmica (del subsuelo), mareomotriz (mareas), biomasa (vegetación). Energías no renovables: provienen de fuentes finitas, agotables. Se pueden distinguir dos tipos energía nuclear y los combustibles fósiles (Carbón, petróleo, gas natural), actualmente muy utilizados en los medios de transporte. COMO SE OBTIENE LA ENERGIA Aquí en la Tierra, la principal fuente de energía es el sol. El 54% de la radiación solar no llega a la superficie terrestre, sino que es reflejada por las capas superiores de la atmósfera. Y de la energía entrante, la mitad es radiación infrarroja, el 41% es luz visible y el resto es otra radiación. Casi toda la energía que utilizamos los humanos proviene del Sol. La gran cantidad de energía que produce llega a nuestro planeta en forma de radiación electromagnética, aportándonos luz y calor, haciendo posible la vida. La energía que nos llega del Sol se puede utilizar de muchas maneras diferentes. El impacto directo de los rayos del Sol sobre la atmósfera crea diferencias de temperatura que provocan viento, olas y lluvia. Todos estos elementos son fuentes directas de energía del Sol y se denominan: Energía eólica (cuando proviene del viento), Energía hidráulica (cuando proviene del agua), solar térmica (cuando utilizamos el calor de los rayos provenientes del Sol) y solar fotovoltaica (cuando la luz del sol se convierte en electricidad). Al mismo tiempo, la radiación solar facilita el crecimiento de las plantas (fotosíntesis) y proporciona alimento a herbívoros y carnívoros (cadena alimentaria). Toda la materia orgánica de estos organismos se acumula bajo tierra y durante millones de años forma depósitos de petróleo, gas natural y carbón (ciclo del carbono). Estos depósitos son esencialmente energía solar acumulada y los elementos que provienen de estos depósitos se denominan combustibles fósiles. INFORME DE LABORATORIO METODOLOGIA Luego de hacer el experimento y tomar las medidas correspondientes con un metro pasare a la presentación de resultados. MATERIALES 1 carrito de juguete. 1 lámina de cartón rígida. 1 base para la altura. INSTRUMENTOS Cronómetro Balanza, gramera Cinta métrica o regla LISTA DE CHEQUEO DE MATERIALES Carro de Juguete 9.7 gramos Lamina de Cartón 60 cm de largo, 30cm de Ancho Piso de Madera de Base Distancia 1 ( Sin fuerza ) 1.61 m Distancia 2 (Con Fuerza) 1.85 m A partir de estos materiales se realizaron experimentos con el objetivo de determinar la energía total del sistema, a partir de un sencillo ejercicio en el que un pequeño automóvil se desplaza a lo largo de una lámina de cartón de una altura determinada (15 cm), provocando que el automóvil avance. por la pendiente creada. Luego, se calcula el tiempo con un cronómetro partiendo de cero, desde que el auto comienza a moverse hasta que se detiene, y finalmente se mide con una regla la distancia recorrida por el objeto. Prueba 1 Prueba 1 Prueba 2 Pasos PROCEDIMIENTO DATOS Carro de Juguete 9.7 gramos Lamina de Cartón 60 cm de largo, 30cm de Ancho Altura de Base 15 cm Distancia 1 ( Sin fuerza ) 1.61 m * 2.31 seg Distancia 2 (Con Fuerza) 1.85 m * 2.86 seg FORMULA 𝐸𝑐 = 1 ∗ 𝑚𝑣 2 2 Se convierte el peso del carrito en Kg 𝑀 = 9.7 𝑔𝑟 1𝐾𝑔 + 𝑘𝑔 100𝑔𝑟 𝑴 = 𝟎. 𝟎𝟗𝟕 𝒌𝒈 Masa= peso * gravedad (9.8m/sg2) M= 0.097 Kg *9.8m/sg2 M= 0.9506 Kg Se Convierte la altura de la base 15 Cm 100cm – M H= 15cm * 0.01 𝑚 1 𝑐𝑚 H= 0.15 M Se calcula la Energía potencial U= m*g*h U= 0.097 𝑘𝑔*0.9506 Kg*0.15 M U= 0.1383123 J Según los resultados se encontró la energía del sistema. Pero nos demuestra que no tiene una velocidad, por lo cual procedemos vamos a despejar: V= distancia / tiempo V= 1.61 m /2.31 seg V= 0.69 m/seg De esta manera se procedió a hallar la energía cinética del sistema: 𝐸𝑐 = 𝐸𝑐 = 1 ∗ 𝑚𝑣 2 2 1 ∗ (0.9506) ∗ (0.69)2 2 Ec = 0.4753*0.4761 Ec= 0.22629033 N Hallamos la Energía Total E= Ec + U E= 0.22629033+0.1383123 E= 0.36460263 hallar la velocidad del objeto por cinemática trasnacional: Tiempo: 2.31 seg Distancia: 1.61m D= v*t 𝑉= 𝑑 𝑡 V= 0.6969 m/seg 𝑉= 1.61 𝑚 2.31 𝑠𝑒𝑔 Para finalizar, se realiza el mismo ejercicio, pero esta vez se le aplicará fuerza, la cual se halló teniendo en cuenta los siguientes datos: Tiempo: 2.86 seg Distancia: 1.85 M D= v*t 𝑑 𝑉= 𝑡 𝑉= 1.85 𝑚 2.86𝑠𝑒𝑔 V= 0.6468 m/seg Se halla la aceleración: 𝐴= 0.6468 m/seg 2.86𝑠𝑒𝑔 A= 0.2261m/𝒔𝒆𝒈𝟐 Concluyendo con el cálculo de la fuerza ejercida: F= m*a F= 0.9506 Kg*0.2261m/𝑠𝑒𝑔2 F= 0.21493066 N ANALISIS La energía cinética del carro en la superficie de cartón fue 0.22629033 N La velocidad tomada como medida de cambio en la posición la cual depende del desplazamiento, es decir la distancia que recorre el carrito y el tiempo que se toma el sistema en terminar (Petrucci et al., 2014) la aceleración está dada por la velocidad del sistema divido el tiempo la cual dio como resultado 0.2261m/𝒔𝒆𝒈𝟐 La aceleración es el cambio de la velocidad de acuerdo al tiempo en el sistema (Petrucci et al.,2014). El coeficiente de fricción no es importante en este caso ya que el carrito posee ruedas y también la superficie notablemente es lisa, aunque se considere “pulido” se va a presentar de todas formas una rugosidad microscópica (Espitia L., 2013) CONCLUSIONES La energía cinética se debe a la fuerza de reacción que actúa sobre un objeto en relación a su movimiento, esta energía viene dada por la ecuación que relaciona la masa del objeto con el cuadrado de su velocidad dividido por 2, mostrándonos tanto M Variables (masa) como V ( velocidad) están relacionadas en este sistema, una variación de cualquiera de ellas implicará un cambio en su energía cinética, otras variables que se pueden tener en cuenta es que la fricción superficial y la resistencia del viento actúan como fuerza opuesta, ya que el cartón es una superficie lisa, La fricción del material no se tendrá en cuenta, ni es relevante ya que los carritos de juguete no se necesitan fricción con el suelo para crear movimiento porque la altura generada crea una pendiente, y el coeficiente de fricción del cartón en este caso es bastante bajo. BIBLIOGRAFIA https://www.foronuclear.org/descubre-la-energia-nuclear/preguntas-y-respuestas/sobre-distintasfuentes-de-energia/que-es-la-energia/ https://energia.jcyl.es/web/es/biblioteca/tiposenergia.html#:~:text=Estas%20propiedades%20dan%20la%20siguiente,los%20cuerpos%20Ec% 20%3D%20%C2%BD%20mv&text=Energ%C3%ADa%20qu%C3%ADmica%3A%20energ%C 3%ADa%20producida%20en%20las%20reacciones%20qu%C3%ADmicas. https://energia.jcyl.es/web/es/biblioteca/donde-proviene-energia.html https://co.pinterest.com/pin/657244139363163939/ Petrucci, D., Cruz, J. (2014). Parte II. La descripción del Movimiento: Velocidad. En Cruz, J., Petrucci, D. Cinemática Trasnacional. La descripción del Movimiento. Argentina, La Plata. UNLP. Espitia, L. (2013). Determinación del coeficiente de fricción de deslizamiento para algunos materiales de uso común en ingeniería mediante el método de las oscilaciones armónicas. Universidad Tecnológica de Pereira. Colombia, Pereira –Risaralda.
