INTRODUCCIÓN
- La práctica de la rueda de Maxwell consiste en encontrar la relación existente entre: velocidad, radio, fuerza centrípeta y masa de un cuerpo utilizando algunas de las fórmulas de movimiento traslacional y rotacional, y de esta forma hallar la conservación de la energía cinética de la rueda, y su inercia.
Tema
Proyecto sobre conservación de la energía
Conservación de la energía : Afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema físico aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía. En resumen, la ley de la conservación de la energía afirma que la energía no puede crearse ni destruirse, sólo se puede cambiar de una forma a otra, por ejemplo, cuando la energía eléctrica se transforma en energía calorífica en un calefactor.
En mecánica analítica, puede demostrarse que el principio de conservación de la energía es una consecuencia de que la dinámica de evolución de los sistemas está regida por las mismas características en cada instante del tiempo. Eso conduce a que la "traslación" temporal sea una simetría que deja invariante las ecuaciones de evolución del sistema, por lo que el teorema de Noether lleva a que existe una magnitud conservada, la energía.
Rueda de maxwell : Una cuerda está enrollada a un disco de masa y radio. Se sujeta la cuerda por su extremo y se suelta el disco. Veremos como el disco cae a la vez que va girando sobre su eje. El movimiento del disco es similar al de un juguete popular hace años denominado "yo-yo", o a la denominada rueda de Maxwell, que se usa en una práctica de laboratorio para comprobar la conservación de la energía.
Objetivos
- Determinar el momento de inercia de la rueda de Maxwell.
- Verificar el principio de la conservación de la energía mecánica
Ejercicios de observaciòn
- La rueda de maxwell consiste en una rueda con un eje que pasa por el centro y que se puede colgar mediante un hilo.
- El movimiento del disco es similar al de un yo-yo
- Al caer el disco se pierde energía potencial gravitatoria
- Al perder altura que se transforma en energía cinética de traslación y energía cinética de rotación alrededor del eje.
- Al llegar el disco final del hilo de energía cinética de traslación se transforma en energía potencial elástica al deformarse el hilo una longitud inapreciable
- luego esta energìa elàstica se transforma en energìa de translaciòn hacia arriba al recuperar el hilo la longitud normal y el disco comienza a ascender.
- En la subida la energìa cinètica de traslaciòn y de rotaciòn del disco se transforman en energìa potencial gravitatoria.
- La pérdida de energía por rozamiento impide que el disco recupere la altura inicial.
¿Qué aprendiste?
Aprendimos la conservación de la energía y que cada movimiento tiene una función especifica.
¿Qué utilidad tiene lo aprendido?
Se utiliza para investigar el momento de inercia de un disco y sirve para verificar el principio de la conservación de la energía mecánica.
¿Cómo puedes aplicar lo aprendido?
Podemos aplicarlo cuando jugamos con un yo-yo.
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