Conservación de la energía mecánica

  • Campos de estudio: Física, conservación de la energía mecánica.
  • Materiales a emplear: Juguete mecánico que simula una montaña rusa 
  • Medidas de seguridad: Una vez ajustado, cuidado de no tocarlo, ya que las bolas caen y se deajusta el montaje con facilidad.
  • ¿Qué está ocurriendo?  
    • En el vídeo del experimento se observa cómo las bolas son subidas a la parte más alta de la montaña rusa mediante una cinta que no para de dar vueltas.
    • Esta cinta está alimentada de un motor eléctrico. 
    • Desde la parte de arriba, las bolas van ganando velocidad mientras que pierden altura. En unas zonas van más rápidas y en otras más lentas. 
    • Al final del recorrido, las bolas se detienen y la cinta, cuando le toca el turno, se encarga de volver a subirlas.
  • ¿Qué preguntas nos podemos hacer?
    1.  ¿Qué tipos de energía tiene la bola en todo momento?
      • Energía potencial
      • Energía cinética
      • Trabajo
      • Calor
      • Energía mecánica
    2.  ¿Qué transformaciones sufre la energía de la bola en todo su recorrido?
      • De energía cinética a potencial
      • De potencial a cinética
      • De potencial a cinética, pero con degradación de la energía
      • De potencial a cinética, pero perdiendo energía.
    3. Si la energía no se pierde, ¿dónde va la energía que pierde la bola?
      • No se pierde realmente, siempre está en la bola, pero no da la cara.
      • En entorno la gana y la bola la pierde
      • Se transforma en forma de calor al entorno
    4. ¿Qué papel desempeña en motor eléctrico?
      • Que la bola suba
      • Realmente no hace falta ya que la bola podría subir al punto de partida sola.
      • Proporcionar la energía disipada en el recorrido
      • Porporcionar la energía potencial suficiente como para volver a comenzar, ya que la bola acaba chocando y quedándose en reposo al final del recorrido.
  •  Intentaremos explicarlo. Teniendo en cuenta la infografía, realmente lo que ocurre es lo siguiente:
    • Inicialmente la bola no tiene energía (está sin energía potencial (altura =0 --> Ep=0, y en reposo v=0 --> Ec=0), pero el motor que alimenta la cinta, realiza un trabajo W que permite que la bola adquiera energía potencial (transferencia de energía desde al motor hasta la bola).
    • Durante el recorrido ocurren dos fenómenos simultáneos:
      • Transformaciones de la Ep en Ec
      • Degradaciones de la energía mecánica, es decir se transfiere  y se transforma la energía mecánica de la bola al entorno de la bola (carriles, aire...) en un tipo de energía que no podemos aprovechar.
Verbos de la energía de Francisco J. Navarro
  •  Aplicaciones en la vida real o en otros experimentos.
    • Medios de transporte
    • Tiro con arco, rifle...
    • Funcionamiento de eñectrodomésticos
    • Caida de una pelota desde cierta altura

Realizado por nombre y apellidos.
Marzo 2018