MEDICION DE LA ENERGIA POTENCIAL

Energia Potencial, ejemplo: un pesado ladrillo sostenido en alto tiene energia potencial debido a su posición en relación al suelo. Tiene la capacidad de efectuar trabajo porque si se suelta caerá al piso debido a la fuerza de gravedad, pudiendo efectuar trabajo sobre otro objeto que se interponga en su caída.

Un resorte comprimido tiene energia potencial. Por ejemplo, el resorte de un reloj a cuerda transforma su energia efectuando trabajo para mover el horario y el minutero.

Hay varios tipos de energia potencial: gravitacional, elástica, eléctrica, etc.

Energia Potencial Gravitacional

El ejemplo mas cotidiano de energía potencial es la energía potencial gravitacional.

Se define la energía potencial (EP) gravitacional de un objeto de masa m que se encuentra a una altura y de algún nivel de referencia como:

EPG = mgy
g es la aceleración de gravedad

Esta definición es totalmente compatible con la definición de trabajo por cuanto el trabajo necesario para elevar la masa m desde el nivel de referencia hasta la altura y es Fy = Peso•y = mgy. El objeto ha acumulado una energía mgy.

Si dejamos que el objeto de masa m caiga libremente bajo la acción de la gravedad sobre una estaca que sobresale del suelo, efectuará un trabajo sobre la estaca igual a la energía cinética que adquiera llegando a ella.

Esta energía cinética puede calcularse mediante la ecuación cinemática v_f² = v_i² + 2gy. Como v_i = 0,
vf² = 2gy. La energía cinética justo antes de golpear la estaca es ½mv_f². Reemplazando v_f² por 2gy se obtiene ½ m•2gy = mgy.

O sea, para elevar un objeto de masa m a una altura y se necesita una cantidad de trabajo igual a mgy y una vez en la altura y, el objeto tiene la capacidad de efectuar trabajo igual a mgy.

Notemos que la EPG depende de la altura vertical del objeto sobre algún nivel de referencia , en el caso de este ejemplo, el suelo.

El trabajo necesario para elevar un objeto a una altura y no depende de la trayectoria que se siga . O sea, la trayectoria puede ser vertical o en pendiente u otra y el trabajo para subirlo será el mismo. Igualmente, el trabajo que puede efectuar al descender tampoco depende de la trayectoria.

¿Desde qué nivel medir la altura y? Lo que realmente importa es el cambio en energía potencial y escogemos un nivel de referencia que sea cómodo para resolver determinado problema. Una vez escogido el nivel, debemos mantenerlo en todo el problema.

CARACTERISTICAS

Instrumento digital diseñado para medir y presentar en forma
digital una variable tensión de la corriente eléctrica. Es importante
tener la tensión adecuada para la cual fueron diseñados
los diferentes dispositivos conectados al sistema. Salirse de
éste rango de operación puede ser motivo de deterioro de los
mismos.
Cuando la tecnología nos permite saber, cual es la tensión,
con bastante precisión, no se debe seguir con dispositivos
que solo indican que ‘‘hay’’ tensión pero no exactamente

APLICACIONES

El voltímetro es tal vez el instrumento que más aplicaciones
tiene.
Fuera de la función específica de medir un voltaje, existen
muchos parámetros que se miden indirectamente con voltímetros
por ejemplo:
• Velocidad por medio de taco – generadores.
• Frecuencia por medio también de taco – generadores.
• Presión usando sensores cuya resistencia varia con la presión
como es el caso de los indicadores usados por la industria
automotriz.
• Temperatura, un caso similar al anterior.

Electroscopio

Esquema del funcionamiento del electroscopio

El electroscopio es un instrumento que permite determinar la presencia de cargas eléctricas y su signo.

El electroscopio sencillo consiste en una varilla metálica vertical que tiene una esfera en la parte superior y en el extremo opuesto dos láminas de aluminio muy delgadas. La varilla está sostenida en la parte superior de una caja de vidrio transparente con un armazón de cobre en contacto con tierra. Al acercar un objeto electrizado a la esfera, la varilla se electrifica y las laminillas cargadas con igual signo que el objeto se repelen, siendo su divergencia una medida de la cantidad de carga que han recibido. La fuerza de repulsión electrostática se equilibra con el peso de las hojas. Si se aleja el objeto de la esfera y las láminas, al perder la polarización, vuelven a su posición normal.

Cuando un electroscopio se carga con un signo conocido, puede determinarse el tipo de carga eléctrica de un objeto aproximándolo a la esfera. Si las laminillas se separan significa que el objeto está cargado con el mismo tipo de carga que el electroscopio. De lo contrario, si se juntan, el objeto y el electroscopio tienen signos opuestos.

Un electroscopio cargado pierde gradualmente su carga debido a la conductividad eléctrica del aire producida por su contenido en iones. Por ello la velocidad con la que se carga un electroscopio en presencia de un campo eléctrico o se descarga puede ser utilizada para medir la densidad de iones en el aire ambiente. Por este motivo, el electroscopio se puede utilizar para medir la radiación de fondo en presencia de materiales radiactivos.

El primer electroscopio fue creado por el médico inglés William Gilbert para realizar sus experimentos con cargas electrostáticas. Actualmente este instrumento no es más que una curiosidad de museo, dando paso a mejores instrumentos electrónicos.

Explicación de su funcionamiento

Un electroscopio es un dispositivo que permite detectar la presencia de un objeto cargado aprovechando el fenómeno de separación de cargas por inducción. Explicaremos su funcionamiento empezando por ver que sucede con las cargas en los materiales conductores.

Si acercamos un cuerpo cargado con carga positiva, por ejemplo una lapicera que ha sido frotada con un paño, las cargas negativas del conductor experimentan una fuerza atractiva hacia la lapicera . Por esta razón se acumulan en la parte más cercana a ésta. Por el contrario las cargas positivas del conductor experimentan una fuerza de repulsión y por esto se acumulan en la parte más lejana a la lapicera.

Lo que ha ocurrido es que las cargas se han desplazado, pero la suma de cargas positivas es igual a la suma de cargas negativas. Por lo tanto la carga neta del conductor sigue siendo nula.

Consideremos ahora que pasa en el electroscopio. Recordemos que un electroscopio está formado esencialmente por un par de hojas metálicas unidas en un extremo. Por ejemplo una tira larga de papel de aluminio doblada al medio.

Si acercamos la lapicera cargada al electroscopio, como se indica en la figura, la carga negativa será atraída hacia el extremo más cercano a la lapicera mientras que la carga positiva se acumulará en el otro extremo, es decir que se distribuirá entre las dos hojas del electroscopio.

La situación se muestra en la figura: los dos extremos libres del electroscopio quedaron cargados positivamente y como las cargas de un mismo signo se rechazan las hojas del electroscopio se separan.

Si ahora alejamos la lapicera, las cargas positivas y negativas del electroscopio vuelven a redistribuirse, la fuerza de repulsión entre las hojas desaparece y se juntan nuevamente.

¿Qué pasa si tocamos con un dedo el extremo del electroscopio mientras esta cerca de la lapicera cargada? La carga negativa acumulada en ese extremo «pasará» a la mano y por lo tanto el electroscopio queda cargado positivamente. Debido a esto las hojas no se juntan cuando alejamos la lapicera.

El profesor nos pidio  llevar una serie de materiales para construir las compuerta logica 555

protoboard

♠ diodos de diferentes colores

♠ un condensador o microfaladio

♠ resistencia de 220 ohmios

♠ alambre telefonico

♠ condensador y potenciometro

Descripción del timer 555:
Se alimenta de una fuente externa conectada entre sus terminales (8) positiva y (1) tierra; el valor de la fuente de alimentación se extiende desde 4.5 Volts hasta 16.0 Volts de corriente continua, la misma fuente exterior se conecta a un circuito pasivo RC exterior, que proporciona por medio de la descarga de su capacitor una señal de voltaje que esta en función del tiempo, esta señal de tensión es de 1/3 de Vcc y se compara contra el voltaje aplicado externamente sobre la terminal (2) que es la entrada de un comparador como se puede apreciar en la gráfica anterior.

La terminal (6) se ofrece como la entrada de otro comparador, en la cual se compara a 2/3 de la Vcc contra la amplitud de señal externa que le sirve de disparo.

La terminal (5) se dispone para producir (PAM) modulación por anchura de pulsos, la descarga del condensador exterior se hace por medio de la terminal (7), se descarga cuando el transistor (NPN) T1, se encuentra en saturación, se puede descargar prematuramente el capacitor por medio de la polarización del transistor (PNP) T2.

Se dispone de la base de T2 en la terminal (4) del circuito integrado 555, si no se desea descargar antes de que se termine el periodo, esta terminal debe conectarse directamente a Vcc, con esto se logra mantener cortado al transistor T2 de otro modo se puede poner a cero la salida involuntariamente, aun cuando no se desee.

La salida esta provista en la terminal (3) del microcircuito y es además la salida de un amplificador de corriente (buffer), este hecho le da más versatilidad al circuito de tiempo 555, ya que la corriente máxima que se puede obtener cuando la terminal (3) sea conecta directamente al nivel de tierra es de 200 mA.

La salida del comparador «A» y la salida del comparador «B» están conectadas al Reset y Set del FF tipo SR respectivamente, la salida del FF-SR actúa como señal de entrada para el amplificador de corriente (Buffer), mientras que en la terminal (6) el nivel de tensión sea más pequeño que el nivel de voltaje contra el que se compara la entrada reset del FF-SR no se activará, por otra parte mientras que el nivel de tensión presente en la terminal 2 sea más grande que el nivel de tensión contra el que se compara la entrada set del FF-SR no se activará.

El microcircuito 555 es un circuito de tiempo que tiene las siguientes características:

· La corriente máxima de salida es de 200 mA cuando la terminal (3) de salida se encuentra conectada directamente a tierra.

· Los retardos de tiempo de ascenso y descenso son idénticos y tienen un valor de 100 nseg.

· La fuente de alimentación puede tener un rango que va desde 4.5 Volts hasta 16 Volts de CD.

· Los valores de las resistencias R1 y R2 conectadas exteriormente van desde 1 ohms hasta 100 kohms para obtener una corrimiento de temperatura de 0.5% a 1% de error en la precisión, el valor máximo a utilizarse en la suma de las dos resistencias es de 20 Mohms.

· El valor del capacitor externo contiene únicamente las limitaciones proporcionadas por su fabricante.

· La temperatura máxima que soporta cuando se están soldando sus terminales es de 330 centígrados durante 19 segundos.

· La disipación de potencia o transferencia de energía que se pierde en la terminal de salida por medio de calor es de 600 mW.

Se alimenta de una fuente externa conectada entre sus terminales (8) positiva y (1) tierra; el valor de la fuente de alimentación se extiende desde 4.5 Volts hasta 16.0 Volts de corriente continua, la misma fuente exterior se conecta a un circuito pasivo RC exterior, que proporciona por medio de la descarga de su capacitor una señal de voltaje que esta en función del tiempo, esta señal de tensión es de 1/3 de Vcc y se compara contra el voltaje aplicado externamente sobre la terminal (2) que es la entrada de un comparador como se puede apreciar en la gráfica anterior.

La terminal (6) se ofrece como la entrada de otro comparador, en la cual se compara a 2/3 de la Vcc contra la amplitud de señal externa que le sirve de disparo.

La terminal (5) se dispone para producir (PAM) modulación por anchura de pulsos, la descarga del condensador exterior se hace por medio de la terminal (7), se descarga cuando el transistor (NPN) T1, se encuentra en saturación, se puede descargar prematuramente el capacitor por medio de la polarización del transistor (PNP) T2.

Se dispone de la base de T2 en la terminal (4) del circuito integrado 555, si no se desea descargar antes de que se termine el periodo, esta terminal debe conectarse directamente a Vcc, con esto se logra mantener cortado al transistor T2 de otro modo se puede poner a cero la salida involuntariamente, aun cuando no se desee.

La salida esta provista en la terminal (3) del microcircuito y es además la salida de un amplificador de corriente (buffer), este hecho le da más versatilidad al circuito de tiempo 555, ya que la corriente máxima que se puede obtener cuando la terminal (3) sea conecta directamente al nivel de tierra es de 200 mA.

La salida del comparador «A» y la salida del comparador «B» están conectadas al Reset y Set del FF tipo SR respectivamente, la salida del FF-SR actúa como señal de entrada para el amplificador de corriente (Buffer), mientras que en la terminal (6) el nivel de tensión sea más pequeño que el nivel de voltaje contra el que se compara la entrada reset del FF-SR no se activará, por otra parte mientras que el nivel de tensión presente en la terminal 2 sea más grande que el nivel de tensión contra el que se compara la entrada set del FF-SR no se activará.

El microcircuito 555 es un circuito de tiempo que tiene las siguientes características:

· La corriente máxima de salida es de 200 mA cuando la terminal (3) de salida se encuentra conectada directamente a tierra.

· Los retardos de tiempo de ascenso y descenso son idénticos y tienen un valor de 100 nseg.

· La fuente de alimentación puede tener un rango que va desde 4.5 Volts hasta 16 Volts de CD.

· Los valores de las resistencias R1 y R2 conectadas exteriormente van desde 1 ohms hasta 100 kohms para obtener una corrimiento de temperatura de 0.5% a 1% de error en la precisión, el valor máximo a utilizarse en la suma de las dos resistencias es de 20 Mohms.

· El valor del capacitor externo contiene únicamente las limitaciones proporcionadas por su fabricante.

· La temperatura máxima que soporta cuando se están soldando sus terminales es de 330 centígrados durante 19 segundos.

· La disipación de potencia o transferencia de energía que se pierde en la terminal de salida por medio de calor es de 600 mW.

Aplicaciones de espejos esféricos cóncavos

Para reflejar los rayos luminosos y concentrarlos en un punto y, con la ayuda de un espejo secundario, desviarlos para que la imagen real se forme fuera.

LENTES

Las lentes son medios transparentes limitados por dos superficies, siendo curva al menos una de ellas.

Lente convexa. Una lente convexa es más gruesa en el centro que en los extremos. La luz que atraviesa una lente convexa se desvía hacia dentro (converge). Esto hace que se forme una imagen del objeto en una pantalla situada al otro lado de la lente. La imagen está enfocada si la pantalla se coloca a una distancia determinada, que depende de la distancia del objeto y del foco de la lente. La lente del ojo humano es convexa, y además puede cambiar de forma para enfocar objetos a distintas distancias. La lente se hace más gruesa al mirar objetos cercanos y más delgada al mirar objetos lejanos. A veces, los músculos del ojo no pueden enfocar la luz sobre la retina, la pantalla del globo ocular. Si la imagen de los objetos cercanos se forma detrás de la retina, se dice que existe hipermetropía.

Tipo de lentes Existen lentes convergentes y divergentes:

Tipos de lentes convergentes

Las lentes convergentes son más gruesas por el centro que por el borde, y concentran (hacen converger) en un punto los rayos de luz que las atraviesan.

A este punto se le llama foco (F) y la separación entre él y la lente se conoce como distancia focal (f).

 


Observa que la lente 2 tiene menor distancia focal que la 1. Decimos, entonces, que la lente 2 tiene mayor potencia que la 1.

La potencia de una lente es la inversa de su distancia focal y se mide en dioptrías si la distancia focal la medimos en metros.

Las lentes convergentes se utilizan en muchos instrumentos ópticos y también para la corrección de la hipermetropía.
Las personas hipermétropes no ven bien de cerca y tienen que alejarse los objetos.
Una posible causa de la hipermetropía es el achatamiento anteroposterior del ojo que supone que las imágenes
se formarían con nitidez por detrás de la retina.

definicion

la onda es una propagacion de una perturvacion de alguna propiedadde un medio

elementos de una onda

cresta

la cresta es el punto mas ancho de alto de dicha  amplitud o punto maximo de saturacion de una onda

periodo

El periodo es el tiempo que tarda la onda de ir de un punto de máxima amplitud al siguiente.

amplitud

La amplitud es la distancia vertical entre una cresta y el punto medio de la onda

clases de ondas

PALABRAS:

• -ONDA                                                                AMPLITUD       
• ONDULATORIO                                                DESPLAZAMIENTO
• PENDULO                                                          POSICION     
• SOPORTE UNIVERSAL                                     PERIODO
• CAIDA LIBRE                                                     FRECUENCIA
• VALLE                                                                VIBRACION
• LONGITUD                                                        TIEMPO
• OSCILACION                                                      VERTICAL
• ELONGACION                                                   EQUILIBRIO
• VELOCIDAD

los fisicos la definen como la cantidad de trabajo que un sistema fisico es capaz de producir, esta no puede ser creada ni consumida ni destruida, esta tambien se define como la capacidad de realizar un trabajo.

ley universal de conservación de la energía, que es la base para el primer principio de la termodinámica, indica que la energía ligada a un sistema aislado permanece en el tiempo. No obstante, la teoría de la relatividad especial establece una equivalencia entre masa y energía por la cual todos los cuerpos, por el hecho de estar formados de materia, contienen energía; además, pueden poseer energía adicional que se divide conceptualmente en varios tipos según las propiedades del sistema que se consideren. Por ejemplo, la energía cinética se cuantifica según el movimiento de la materia, la energía química según la composición química, la energía potencial según propiedades como el estado de deformación o a la posición de la materia en relación con las fuerzas que actúan sobre ella.

La energía cinética de un cuerpo es una energía que surge en el fenómeno del movimiento. Está definida como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa dada desde el reposo hasta la velocidad que posee. Una vez conseguida esta energía durante la aceleración, el cuerpo mantiene su energía cinética salvo que cambie su rapidez. Para que el cuerpo regrese a su estado de reposo se requiere un trabajo negativo de la misma magnitud que su energía cinética

concepto de trabajo y energia

trabajo

en fisica se le llama trabajo al recorrido que hace una fuerza en una dirección determinada 

energia

la palabra energia proviene de las palabras griegas energeia que significa actividad y energos que significa fuerza trabajando por eso en la mayoria de definiciones se relaciona la energia conla capacidad de transformar o poner en movimiento pero en fisica la energia es la capacidad para realizar un trabajo

  energia cinetica: la energia cinetica es aquella que posee un cuerpo cuando esta en movimiento y que al chocar contra otro objeto puede moverlo yasí realizar un trabajo. Esta energia esta definida como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo en reposo

la energia cinetica del boliche sirve para mover los bolos

energia potencial gravitacional: esta energia esta relacionada con el grado de separación entre dos cuerpos que se atraen entre si mediante la fuerza de gravedad. esta energia se calcula multiplicando el peso por la altura

la fuerza de gravedad mantiene a los planetas en orbita alrededor del sol

energia potencial elastica: es la energia que se acumula en un cuerpo elastico como por ejemplo un resorte

relación entre trabajo y energtia: el ingles Ronkine mostro en 1850 que la energia es la capacidad de producir trabajo así que para realizar un trabajo necesariamente debemos usar energia

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