guia fisica ii 2012b

8/10/2019 Guia Fisica II 2012b

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PROGRAMA DE FORMACIN REGULAR

Fsica IILaboratorio

2 CicloTodos los Programas

2012-2


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i

PRESENTACIN

Actualmente el vertiginoso avance de la tecnologa ha revolucionado losmtodos de experimentacin en todas las reas, la Fsica no es ajena a estos cambios,un computador, una interfase y unos pocos sensores reemplazan a laboratoriosenteros y permiten realizar las experiencias de una forma rpida y con mucha mayorprecisin con respecto a los mtodos tradicionales. La cantidad de datos que se puederegistrar es mucho mayor y en consecuencia se puede describir mejor el fenmeno enestudio.

La presente GUIA DE LABORATORIO DE FSICA I, se ha elaborado con el fin deabordar el estudio de los fundamentos de la fsica a los estudiantes de TECSUP de lasdiversas especialidades, los temas aqu tratados son de importancia para cursosposteriores de su futura carrera profesional.

LOS PROFESORES


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LABORATORIO DE FSICA

Los laboratorios tienen como propsito el reforzamiento de la enseanza terica y la

aplicacin prctica de los conocimientos adquiridos. Las evaluaciones de laboratorio

tienen como propsito verificar el entendimiento de los fenmenos y habilidad pararealizar pruebas (Art. 5, Reglamento de Evaluaciones).

1. El sistema de calificacin del Laboratorio de Fsica representa el 40% de la

nota del curso de Fsica.

2. El laboratorio de Fsica consta de ocho prcticas, ninguna de ellas se elimina.

Adicionalmente se considerar una nota correspondiente al video de la

experiencia (ver Anexo 01). La calificacin de los laboratorios se obtendr de

la siguiente forma (ver Anexo 02).

3. La tolerancia de ingreso es de 10 minutos, despus de los cuales ningn

alumno puede ingresar al aula.

4. El alumno que acumule tres tardanzas se le considera como una inasistencia

y no se le permitir ingresar al Laboratorio.

5. El intento o copia en la prueba de conocimientos y/o informe dar por

resultado la nota de 00 (CERO) en la sesin respectiva.

6. El informe se presentar a la siguiente semana (7 das calendario) de

finalizar la sesin . No se recibe informes fuera de fecha, ni fuera deturno.

7. No es posible la recuperacin de ninguna sesin. Los feriados se recuperan en

coordinacin con el docente


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PROGRAMA SINPTICO

SEMANA TEMA PGINA

01- 02 Esttica. Primera condicin deequilibrio.

01

03 - 04 Esttica. Segunda condicin deequilibrio.

19

05 - 06 Cinemtica. 31

07 - 08 Segunda Ley de Newton. 42

09 Trabajo de campo

10 - 11 Mquina de Atwood fuerzacentrpeta.

50

12 - 13 Rozamiento. Friccin en slidos. 59

14 -15 Teorema del trabajo y la energa. 68

16 - 17 Conservacin de la energa. 76

18 EXAMEN FINAL


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LABORATORIO DE FISICA INro.Pgina 1/3

Tema :Cdigo :Semestre:Grupo :

Nota: Apellidos y Nombres

Lab. N :

1. INTRODUCCIN2. OBJETIVOS3. MATERIAL Y EQUIPO4. INDICACIONES DE SEGURIDAD

Implementos de seguridad de uso obligatorio

Anlisis de Trabajo Seguro (ATS)

N TAREAS RIESGOS IDENTIFICADOS MEDIDAS DE CONTROL DEL RIES

Advertencias

ADVERTENCIA Leer detalladamente el procedimiento y verificar la correcta parametrizacin. Identificar la polaridad de los conectores utilizados para no provocar

sobrecorriente o cortocircuitos. Antes de energizar el sistema, el profesor del curso debe verificar las conexiones

y dar su visto bueno.

5. FUNDAMENTO TEORICA6. PROCEDIMIENTO7. RESULTADOS OBTENIDOS8. OBSERVACIONES

9. CONCLUSIONES10. BIBLIOGRAFA


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LABORATORIO DE FISICA I

OCE- Rev1.0Pgina 2/3


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Alumno (s):

Programa :

Profesor :

Fecha de entrega : Hora:

CURSO: FISICA II

CODIGO: G06113

LABORATORIO N 06


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Tecsup P.F.R. Laboratorio de Fsica II

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GUA DE REFERENCIA: DATA STUDIO

INTRODUCCIN

La realizacin del Laboratorio de Fsica I, requiere de los conocimientos bsicosdel software Data Studio V. 1.9, para este fin se ha preparado la siguiente gua dereferencia que ser de mucha utilidad a la hora de realizar las diferentes prcticas delaboratorio.

Si es necesario, consulta al profesor a cargo sobre las instrucciones dadas enesta seccin. Es importante que llegues a comprender bien el uso de cada cono paramanejar con xito la instrumentacin del Laboratorio de Fsica I.

GENERALIDADES

El Data Studio V. 1.9, es el software de los sensores Pasco los cuales

funcionan a travs de la PC va una interfase que permite tranducir losimpulso elctricos de los sensores en seales detectables por lacomputadora.

El Data Studio funciona bajo Windows y casi todo se hace con ayuda delmouse. Mediante este sistema se adquieren los datos con bastante rapidezy fiabilidad.

En adelante hacer clic o arrastrar , significar que se mantiene el botndel mouse presionado hasta llevar el cursor al lugar deseado.

Al encender la computadora se sugiere que la interfase debe estar yaencendida de lo contrario la PC podra no reconocerla o funcionarincorrectamente, tomando datos errneos.

Es importante no tener demasiadas ventanas abiertas o trabajar condemasiados juegos de datos, pues la PC podra saturarse y colgarse. Borralos datos errneos e innecesarios.

No es necesario abrir un grfico para cada juego de datos.

Al terminar un experimento graba los datos en la carpeta que te asigne tuprofesor.

Los archivos de Data Studio tiene la extensin .ds

Lo archivos de datos tienen la extensin .txt y pueden importarse yexportarse.

Adicionalmente se ha incluido en el anexo 02 pg. 83 el manual deintroduccin de Data Studio.


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Gua de referencia rpida

CONO NOMBRE DESCRIPCIN

Auto escala. Optimiza la escala en proporcin a los datos.

Zoom + y - Magnifica-minimiza la grfica para observacin.

Seleccin de zoom Selecciona parte de la grfica para magnificarla.

Eleccin de escalas Selecciona la escala y el parmetro a graficar.

Puntos coordenados x-y Ubica los valores x-y de un punto de la grfica.

Clculo de pendiente Calcula la pendiente a la regin seleccionada.

Men ajustes Hace ajustes tipo lineal, cuadrtico, polinomial,inverso, etc. a la curva de datos obtenidos.

Calculadora Permite hacer clculos a los datos y entre losdatos y es posible graficarlos.

Editor de datos Permite corregir datos incorrectos.

Men estadsticas Encuentra el mayor valor, menor valor,promedio, desviacin estndar, etc. de losdatos.

Men datos Permite aadir o borrar datos a la grfica.

Delete Eliminacin definitiva de datos.

Men ejes coordenados Aumenta ejes coordenados. Ej posicin-vel vs t.


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1. SEGURIDAD EN EL TRABAJO

REGLAMENTO DE SEGURIDAD

En el laboratorio usted es la persona ms importante, por ello debecumplir el presente Reglamento :

1.1. Despus del ingreso al laboratorio las mochilas debern colocarse en elanaquel respectivo.

1.2. Los estudiantes con cabello largo debern usar una redeca (malla) y,debern abstenerse de traer cadenas, brazaletes y / o alhajas.

1.3. No est permitido el uso de dispositivos musicales (radios personales, mp3)y de telfonos celulares.

1.4. No est permitido fumar ni ingerir alimentos dentro del taller.

1.5. Deber cumplir las normas de seguridad especficas con cada uno de lasmquinas, equipos, herramientas, instrumentos y manejo de materiales

1.6. En caso de emergencias (temblor) la salida ser en forma ordenadasiguiendo las indicaciones de evacuacin sealizadas en el taller.

1.7. En caso de ocurrir accidentes de trabajo deber comunicar de inmediato alprofesor.

2. CUIDADO Y DISTRIBUCIN DE HERRAMIENTAS.

2.1. TECSUP pone a disposicin de los estudiantes del curso un equipo dedispositivos para uso individual y otras para uso comn.

2.2. La responsabilidad sobre el cuidado y control de estos equipos, sesobreentiende al recibir stas o la llave donde se almacenan.

3. SALIDA DEL TALLER

3.1. La salida del laboratorio se realizar slo bajo la indicacin del profesorencargado, quien registra en cada clase el cumplimiento de la limpieza y delcontrol de los equipos.

NINGUN TRABAJO ES TAN IMPORTANTE QUE NO PODAMOSDARNOS TIEMPO PARA HACERLO CON SEGURIDAD


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1

PPR R CCTTIICC A A DDEE LL A ABBOOR R A ATTOOR R IIOO NN 0011

ESTTICA. PRIMERA CONDICIN DE EQUILIBRIO.

1. OBJETIVO1) Comprobar experimentalmente la primera condicin de equilibrio, para fuerzas

coplanares y concurrentes.2) Verificar los resultados obtenidos experimentalmente y contrastarlos con los

procedimientos tericos dados en clase y establecer las diferencias.3) Determinar relaciones matemticas entre las variables fsicas que interviene en

un experimento.

2. MATERIALES

- Computadora personal con programa Data Studio instalado- Interfase Power link - Sensor de fuerza (2)- Pesa de 0,5 N (5)- Varillas (5)- Bases soporte (2)- Nuez doble (4)- Grapas (2)- Cuerda- Transportador- Regla- Calculadora.

3. FUNDAMENTO TERICO

Fuerzas.

El concepto de fuerza se relaciona frecuentemente con esfuerzo muscular, empuje,traccin, etc. Para mover una mesa debemos empujarla haciendo un esfuerzomuscular, aplicado a un punto de la mesa. Adems la mesa la empujamos endeterminado sentido. Recordemos que las magnitudes que se definen con mdulo,direccin y sentido se llaman vectoriales y las magnitudes que se definen con sunmero y su unidad se llaman escalares. Otras fuerzas que podemos mencionarson: tensin, fuerza de rozamiento, peso y normal. Las fuerzas que son ejercidasmediante cuerda se les denomina tensiones. A la fuerza que ejerce la tierra sobrelos objetos sobre su superficie (por la atraccin gravitacional) se le denomina pesoy est verticalmente dirigida hacia abajo y tiene un mdulo W = m g, siendo m lamasa de cuerpo y g el mdulo de la .


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Laboratorio de Fsica II Tecsup P.F.R.

2

3.1.1. Medicin de la fuerza.

Qu hara usted si le solicitaran su colaboracin para mover un equipopesado de un nivel de instalacin industrial a otro?

Seguramente iniciara su investigacin preguntndose:Cun pesado es? Adems observar el lugar donde se encuentra el equipo y donde debequedar instalado. Luego propondr algunas soluciones de cmo y conque hacerlo.

Aqu estudiaremos un sistema a escala diseados para los efectosanteriormente indicados con una rampa (plano inclinado) y una cuerda.Para su uso debemos tener claro cul es el ngulo que debemos dar a larampa, cuanta fuerza deber hacer la cuerda para tirar el equipo ycunto peso soporta la rampa. Resolveremos el problemamatemticamente haciendo uso del conocimiento de fuerzas coplanaresconcurrentes y tomando datos directamente del modelo a escala. Paraesto debemos tener claro el concepto de fuerzas, unidades yrepresentacin grfica de un vector. Para lograr el equilibrio de fuerzasde traslacin se debe cumplir la primera condicin de equilibrio, comoveremos ms adelante.

3.1.2. Diagrama de Cuerpo Libre D.C.L.

Hacer un D.C.L. de un cuerpo es representar grficamente lasfuerzas que actan sobre l. Procedemos de la siguiente manera:

1. Se asla el cuerpo de todo sistema.

2. Se representa al peso del cuerpo mediante un vector dirigidosiempre hacia el centro de la tierra (w).

3. Si existiese superficies en contacto, se representa la reaccinmediante un vector perpendicular a dichas superficies y empujandosiempre al cuerpo (N o R).

4. Si hubiesen cables o cuerdas, se representa la tensin mediante unvector que est siempre jalando al cuerpo, previo corte imaginario(T).

5. Si existiesen barras comprimidas, se representa a la compresinmediante un vector que est siempre empujando al cuerpo, previocorte imaginario (C).

6. Si hubiese rozamiento se representa a la fuerza de roce mediante unvector tangente a las superficies en contacto y oponindose almovimiento o posible movimiento.


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Leyes de Newton.

Primera Ley de Newton. Principio de inerciaNewton en su primera ley explica que un cuerpo en equilibrio seguir enequilibrio hasta que alguna fuerza intervenga.

Tercera Ley de Newton. Principio de accin y reaccin.Newton dijo:

3.2.1. Primera condicin de equilibrio.Diremos que un cuerpo se encuentra en equilibrio de traslacin cuandola resultante de las fuerzas que lo afectan es cero.

0 F R

Cuerpo en equilibrioF2 F3

F1

F4

Polgono vectorial cerrado

3.2.2. Teorema de Lami

Si un cuerpo est en equilibrio debidoa la accin de tres fuerzas, stasdebern ser:1. Coplanares y concurrentes2. Una de ellas ser igual pero opuestaa la resultante de las otras dos.3. El mdulo de cada fuerza serdirectamente proporcional con el seno

del ngulo que se opone a sucorrespondiente direccin.

3 F

2 F

1 F

sen F

sen F

sen F 321


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4. PROCEDIMIENTO

Verificacin del dinammetro.

Ensamblar todas las piezas como se ve en la figura 1.

Pesas

Varilla

GrapaNuez doble

Base

Figura 1. Primer montaje para la verificacin del dinammetro.

Ingrese al programa Data Studio, al ingresar al sistema lo recibir laventana de bienvenida siguiente

Figura 2. Ventana de bienvenida del Data Studio.


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Accin y reaccin.

Haga clic sobre el icono CONFIGURACIN, seleccione la opcin tiro positivoque tiene para el sensor de fuerza 1 y la opcin empuje positivo para elsensor de fuerza 2 , ambos a 50 hz. Ambos deben tener 2 dgitos despus de

la coma decimal. Arrastre el icono GRFICO sobre el sensor de fuerza 1 . Usted ver

aparecer la ventana de un grfico de fuerza en funcin del tiempo. Luegoarrastre el icono GRAFICO 1 sobre el sensor de fuerza 2 . As quedar ungrfico con dos ejes Y coordenados de fuerza (para cada sensor) quecomparten el eje X (tiempo).

Seguidamente mientras usted tira de los dinammetros como semuestra en la figura 4, otro compaero grabar los datos obtenidos.

Figura 4. Segundo montaje.

Los cuales deben quedar similares a los obtenidos en la figura 5,observe que se encuentras los datos de ambos dinammetros.

Figura 5. Resultado del segundo montaje.

4.2.1. Cules son los mximos y mnimos valores obtenidos? Utilice el conoestadsticas.

4.2.2. A qu se debe la forma tan peculiar de la figura? Haga otra grabacin paraobservar si conserva el contorno cerrado.

4.2.3. Finalmente A qu ley de Newton se ajusta los resultados obtenidos? Porqu?


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Paralelogramo de fuerzas concurrentes.

Ensamble las piezas como se muestra en la figura 6, de tal manera que obtenga F1= 0,8 N y F2 = 0,8 N, de las seales digitales de los dinammetros.

Figura 6. Tercer montaje.

Estableciendo una escala a las fuerzas, dibuje un paralelogramo midiendo elvalor de la diagonal (FR ). Anote los valores medidos en la tabla 2.

TABLA 2.

F 1 (N) 0,5 1,3 1,2

F 2 (N) 0,5 1,3 0,6

FR (N)

P (N)

1

2

% error


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DIBUJADO POR: ESCALA

FR = FECHA


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FR = FECHA


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10


FR = FECHA


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Ensamble las piezas tal como se observa en la figura 7, de tal manera que 1 =2 = 20.

Transportador

0

Figura 7. Cuarto montaje

Estableciendo una escala a las fuerzas, dibuje un paralelogramomidiendo el valor de la diagonal. Anote los valores medidos en la tabla 3.

TABLA 3

1 () 10 20 40

2 () 10 20 40

F1 (N)

F2 (N)

FR (N)

P (N)

% Error


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FR = FECHA


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FR = FECHA


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4.4. Aplicacin

Con el empleo de un conjunto de poleas (polipasto) podemos reducir laintensidad de una fuerza, segn se muestra en la figura 8, determinaremos el

valor de esta fuerza y el porcentaje del peso reducido.

Figura 8. Quinto montaje

Emplee el sensor de fuerza lo mas vertical posible y complete la tabla 4

TABLA 4

Peso Fuerza % reducido


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4.4.1. Por qu es importante usar un polipasto?

4.4.2. De que depende la reduccin de la fuerza?

4.4.3. Qu aplicacin tendra estos dispositivos en la vida real?

5. OBSERVACIONES

5.1. _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

5.2. _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

5.3. _____________________________________________________________

_____________________________________________________________


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6. CONCLUSIONES

6.1 _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

6.2 _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

6.3 _____________________________________________________________

_____________________________________________________________


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ESTTICA. SEGUNDA CONDICIN DE EQUILIBRIO.

1. OBJETIVO1) Comprobar experimentalmente la segunda condicin de equilibrio, para fuerzas

coplanares no concurrentes.2) Verificar los resultados obtenidos experimentalmente y contrastarlos con los

procedimientos tericos dados en clase y establecer las diferencias.3) Determinar relaciones matemticas entre las variables fsicas que interviene en

un experimento.

2. MATERIALES

- Computadora personal con programa Data Studio instalado- Interfase USB Link - Sensor de fuerza- Pesa de 0,5 N (6)- Varillas (3)- Bases soporte (3)- Palanca con cursor y manecilla- Nuez doble (1)- Grapas (pin)- Transportador- Regla- Calculadora.


Momento o Torque de una fuerza.

En el equilibrio de los cuerpos cuando estos estn sometidos a la accinde fuerzas no concurrentes, surge una nueva magnitud fsica llamada momentoo torque, que tratar de justificar de un modo directo la capacidad que poseenlas fuerzas para producir rotacin.

Aqu algunos ejemplos de momentos.


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Es fcil comprobar la existencia del momento slo basta mirar las figurasy buena parte de las mquinas y herramientas que usamos a diario paracomprobar su existencia. De este modo depende tanto del valor F de la fuerza,como de la distancia r de la lnea de accin de la fuerza al centro o eje derotacin.

Sabemos que:

r Vectorialmente

F l . Escalarmente

3.1.1. Teorema de Varignon.Este teorema fue enunciado por Pierre Varignon en 1687.

l dijo:

Momento Suma dede la = los momentos

resultante individuales

nnresul resul resul F l F l F l F l M ....... 2211

Segunda condicin de equilibrio.

Aqu la condicin de equilibrio de rotacin.

F1 F2

F3 F4

EQUILIBRIODE

ROTACIN 00 M

04321 0000 F F F F M M M M


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4. PROCEDIMIENTO

Momento de una fuerza o torque.

Ensamblar todas las piezas como se ve en la figura 1.

Figura 1. Primer montaje.

Ingrese al programa Data Studio, haga clic sobre el icono crear experimentoy seguidamente reconocer los sensores de fuerza (dinammetros)previamente insertados a la interfase USB Link.

Haga clic en el icono CONFIGURACION y seleccione tiro positivo a unafrecuencia de 50 Hz. Luego presione el icono del SENSOR DE FUERZA luegoseleccione numrico y cambie a 2 cifras despus de la coma decimal. Segninformacin proporcionada por el fabricante la mnima lectura que proporcionael equipo es de 0.03 N y la mxima 50 N.

Desplaza el cursor de tal modo que la manecilla seale verticalmente haciaabajo.

Hacer el montaje de los casos mostrados en las figuras 2, 3 y 4. Utiliza losvalores de 1 y 2 dados en la tabla 1.


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Figura 2. Primer Caso.

Figura 3. Segundo caso.

Figura 4. Tercer caso.


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Llene la tabla 1, calculando el porcentaje de error (% error). Para esto asumirel producto 1.F1 como valor calculado y el producto F .F como valor medido

TABLA 1

PRIMER CASO SEGUNDO CASO TERCER CASO

F1 N 1,0 1,0 1,0 0,5 1,0 1,5 1,0 1,0 1,0

1 cm 18 9 4,5 18 6 18 7,5 9 9

F cm 18 18 18 18 18 18 18 9 4,5

F N

1.F1 N.cm

F.F N.cm

ErrorM

%

Observacin:

Podemos tomar a % error como%100.

_ exp _ _

tericovalor erimental Valor tericoValor

4.1.1. Qu es momento de una fuerza o torque?

4.1.2. Qu es brazo de palanca?


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4.1.3. El brazo de palanca 1 Est en relacin inversamente proporcional conla fuerza F1? Explique.

4.1.4. A mayor carga F1 entonces mayor fuerza F2? Explique.

4.1.5. Dibujar el D.C.L. de la regla en equilibrio para el tercer caso.

4.1.6. Por qu no se consider el peso de la regla de equilibrio en elexperimento? Justifique su respuesta.

4.1.7. Un cuerpo que no gira est en equilibrio?

4.1.8. Se puede hablar de equilibrio sin antes haber elegido un sistema dereferencia? Justifique su respuesta

Momento de una fuerza con varias fuerzas aplicadas.

Hacer el montaje de los casos mostrados en las figuras 5, 6, 7 y 8.

Figura 5. Primer caso.


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Figura 6. Segundo caso.

Figura 7. Tercer caso.

Figura 8. Cuarto caso.


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Llenar la tabla 2, calculando el porcentaje de error, para esto asumir F del sensorde fuerza como valor medido y FCALCULADO se obtiene de aplicar la segundacondicin de equilibrio.

TABLA 2PRIMER

CASOSEGUNDO

CASOTERCER CASO

CUARTOCASO

F1 N 0,5 0,5 0,5 0,5

F2 N 0,5 1,0 1,0 1,0

F3 N 1,0 1,5

F

1 cm 6,0 7,5 4,5 4,5

2 cm 15,0 18,0 12,0 9,0

3 cm 18,0 15,0

F cm 12,0 15,0 12,0 18,0

i.Fi N.cm

F.F N.cm

ErrorM

%

4.2.1. Dibujar el D.C.L. para el caso 4.

4.2.2. Qu es centro de gravedad?


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4.2.3. La lnea de accin del peso de cualquier cuerpo se aplica necesariamenteen el centro geomtrico del mismo? Justifique su respuesta.

4.2.4. Un cuerpo sin ningn punto de apoyo puede girar aplicndole una fuerzalejos de su centro de gravedad? Justifique su repuesta.

Palanca de un solo brazo.

Ensamble las piezas como se muestra en la figura 9, mide el peso de laregla en equilibrio (P) con el sensor de fuerza y antalo en la tabla 3.

La regla de equilibrio debe permanecer siempre en posicin horizontal.Medir FMEDIDA (sensor de fuerza).

Completar la tabla 3, y determinar el torque resultante respecto al punto O,utilizando la segunda condicin de equilibrio hallar FCALCULADA.

Figura 9. Montaje de palanca de un brazo.


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TABLA 3

F1 F2 F3 P FMEDIDA

Fi N

i cm 9,0 25,5 36,0 18,0 36,0

i.Fi N.cmMMEDIDO

M0 = I .F

%

ERROR M

Reacciones en un pasador.

Hacer el montaje segn se muestra en la figura 10, determinar el ngulo (4060) con la ayuda del transportador.

Seguidamente medir FMEDIDA (sensor de fuerza), completar la tabla 4 ydeterminar el torque resultante con respecto al punto 0.

Utilizando la segunda condicin de equilibrio hallar FCALCULADA.

Figura 10. Montaje reacciones en un pasador.


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TABLA 4

F1 F2 F3 P FMEDIDA FCALCULADA

Fi N

i cm 9,0 25,5 36,0 18,0 36,0

i.Fi N.cmFNETA

=

M0 = I .FMMEDIDO

% ERROR M

Halle la reaccin en el pin 0 (magnitud y direccin)

La reaccin pasa por la lnea de accin de la fuerza? Por qu?

5. OBSERVACIONES

5.1. _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

5.2. _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

5.3. _____________________________________________________________

_____________________________________________________________


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6. CONCLUSIONES

6.1 _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

6.2 _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

6.3 _____________________________________________________________

_____________________________________________________________


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CINEMTICA.

1. OBJETIVO

1) Establecer cules son las caractersticas del movimiento rectilneo conaceleracin constante.

2) Determinar experimentalmente las relaciones matemticas que expresan laposicin, velocidad y aceleracin de un mvil en funcin del tiempo.

3) Calcular la aceleracin de la gravedad usando los sensores y verificar que lacada de un cuerpo no depende de su masa.

2. MATERIALES

- Computadora personal con programa Data Studio instalado- Sensor de movimiento rotacional- Foto puerta con soporte- Mvil PASCAR - Regla obturadora (Cebra)- Varillas (3)- Polea- Pesas con portapesas- Cuerda- Regla.


El movimiento puede definirse como un cambio continuo de posicin. En la mayorparte de los movimientos reales, los diferentes puntos de un cuerpo se mueven alo largo de trayectorias diferentes. Se conoce el movimiento completo si sabemoscomo se mueve cada punto del cuerpo; por ello, para comenzar, consideraremossolamente un punto mvil, o un cuerpo pequeo denominado partcula.

Movimiento Rectilneo Uniforme (MRU).En el equilibrio de los cuerpos cuando stos estn sometidos a la accin de fuerzasno concurrentes, surge una nueva magnitud fsica llamada momento o torque, quetratar de justificar de un modo directo la capacidad que poseen las fuerzas paraproducir rotacin.

3.1.1. Movimiento.Es el cambio continuo de posicin que experimenta un cuerpo con el tiempo,para nosotros esta posicin queda determinada por sus proyecciones sobre lostres ejes de un sistema de coordenadas rectangulares, el cual se denominasistema de referencia; consideremos ahora que el mvil se desplaza en la


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direccin +X de un sistema coordenado lineal, entonces su posicin encualquier instante de tiempo, estar especificada cuando se conozca la funcinx = x(t).

3.1.2. Velocidad media.Se define como la razn del desplazamiento al tiempo transcurrido. Si

denotamos por x = x 2 - x1, al desplazamiento desde la posicin inicial x 1 hastala posicin final x2 y por t = t2 t 1 , al tiempo transcurrido, entonces lavelocidad media estar dada por:

12

12

t t x x

t x

v (1)

La ecuacin (1), puede escribirse de la forma:

)( 1212 t t v x x (2)

Puesto que nuestro dispositivo de medida del tiempo puede ponerse en marchaen cualquier instante, podemos hacer t 1 = 0 y t2 igual a un tiempo cualquierat. Entonces, si x 0 es la abscisa cuando t = 0 (x 0 se denomina posicin inicial) y xes la abscisa en el instante t, la ecuacin (2) se convierte en:

t v x x0

(3)

3.1.3. Velocidad instantnea.Es la velocidad de un cuerpo en un instante dado, en un punto de sutrayectoria. Si el intervalo de tiempo de la ecuacin (1) se toma cada vez mscorto, la posicin final x2 estar cada vez ms prxima a la posicin inicial x 1,es decir x se ir acortando y la velocidad media tender a tomar magnitud,direccin y sentido de la velocidad del cuerpo en x 1 . La velocidad instantnea

v es:

12

12

00limlim

t t t v

t t

(4)

En un movimiento uniforme el valor de la velocidad media ser igual enmagnitud al valor de la velocidad instantnea.

Movimiento Rectilneo Uniformemente Variado (MRUV).Excepto en ciertos casos especiales, la velocidad de un cuerpo mvil varacontinuamente durante el movimiento. Cuando esto ocurre, se dice que el cuerpose mueve con un movimiento acelerado o que tiene una aceleracin.

3.2.1. Aceleracin media.La aceleracin media de la partcula o mvil cuando se mueve de un punto Phasta un punto Q (ver figura 1) se define como la razn de cambio develocidad al tiempo transcurrido:

t v

t t vv

a12

12(5)


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d t2 (8)

Para analizar los datos recolectados en la medicin de la cada de un cuerpo,ser necesario utilizar las siguientes relaciones cinemticas de posicin yvelocidad:

2

2

00

at t v x x (9)

v = v0 + at (10)

Donde: x0 , es la posicin inicial de medicin para la cada (desde donde se liberael cuerpo).v0 , es la velocidad inicial de cada que en nuestro experimento valdr cero(parte del reposo).

a , es el valor de la gravedad y es el que debemos calcular.t , es el tiempo total de cada (medido).

Como el valor total de la longitud x se conoce en Teora (desde x 0 hasta el finaldel recorrido), podemos expresar la ecuacin (8) como:

2

2t x

a (11)

Esta relacin nos permitir calcular el valor experimental de la gravedad, aldeterminar el tiempo total de recorrido.

Es posible tambin medir el valor de la velocidad final de cada usando laecuacin (9) para valores ya determinados de v 0 y a.

v = at (12)

Considerando el tiempo total de cada t.

Para determinar el grado de error correspondiente en nuestras mediciones,

utilizaremos el valor de la gravedad establecida a nivel del mar y sobre elEcuador (980 cm/s 2).


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35

4. PROCEDIMIENTO

Movimiento Rectilneo Uniformemente Variado MRUV.

Ingrese al programa Data Studio, haga clic sobre el cono crear experimento

y seguidamente reconocer el sensor de movimiento rotacional previamenteinsertado a la interfase Power Link.

El sensor de movimiento rotacional es un dispositivo que me permite calcularlas variables del movimiento lineal y rotacional.

Figura 1. Sensor de movimiento rotacional.

Seguidamente procedemos a configurar dicho sensor, para lo cual hacemosdoble clic sobre el cono CONFIGURACIN, seleccionamos posicin lineal,velocidad lineal y aceleracin lineal, adems modificamos la frecuencia de

registro y la llevamos hasta 50 Hz (50 lecturas por segundo). Seguidamentearrastramos el icono GRFICO 1, sobre los iconos de velocidad y aceleracin yobtendremos un grafico de posicin, velocidad y aceleracin vs tiempo, luegohacemos el montaje de la figura 2.

Figura 2. Montaje del MRUV.


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Ahora coloque el mvil en la posicin inicial (a 1 m de la polea), empiece lasmediciones con la masa de 30 gramos suspendida del hilo.

Inicie la toma de datos soltando el mvil y oprimiendo el botn INICIO en labarra de configuracin principal de Data Studio. Utilice las herramientas deanlisis del programa para determinar la velocidad media y aceleracin media.

Repita el proceso hasta completar 10 mediciones, luego trabaje con masas de50 y 70 gramos. Borre las mediciones incorrectas, no almacene datosinnecesarios.

No permita que el mvil golpee la polea.

Llene las tablas 1, 2 y 3, calculando el error absoluto y el error porcentual.

Masa del mvil: ________ kg. Masa del portapesa: ________ kg.

TABLA 1Con la masa de 15 g

Numero de medicin 1 2 3 4 5 Prom. Total

Velocidad final (m/s)

Aceleracin experimentalpromedio (m/s 2)

Anlisis


Aceleracin (m/s 2)

TABLA 2Con la masa de 30 g

Numero de medicin 1 2 3 4 5 Prom. Total


Aceleracin experimental

promedio (m/s2

) Anlisis


Aceleracin (m/s 2)


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TABLA 3

Con la masa de 60 gNumero de medicin 1 2 3 4 5 Prom. Total


Aceleracin experimentalpromedio (m/s 2)

Anlisis


Aceleracin (m/s 2)

4.1.1. En cada caso Cul es el la diferencia entre el valor terico y el valorexperimental de la aceleracin? A que se debe dicha diferencia?

4.1.2. Usando los datos del montaje y la aceleracin experimental encontrada,exprese su ecuacin de posicin y su primera derivada.

4.1.3. Describa las caractersticas del montaje que permite justificar suclasificacin como movimiento rectilneo con aceleracin constante.

4.1.4. En que medida la fuerza de friccin con la mesa afecta al modeloexperimental? Justifique.

Cada libre.Ingrese al programa Data Studio, haga clic sobre el cono crear experimentoy seguidamente reconocer el sensor fotopuerta previamente insertado a lainterfase Power Link.

El sensor fotopuerta es un dispositivo que lleva en su interior un diodo Ledemisor y otro receptor, lo cual le permite que durante la interrupcin de la luzhacer mediciones de las variables de movimiento.


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Figura. 3. Sensor fotopuerta.

Seguidamente procedemos a seleccionar sensor Fotopuerta + lminaobturadora , luego configuramos el sensor a fin de que sea capaz de registrarel tiempo entre bandas, la longitud de recorrido y la velocidad de cada. Indiquecomo constante la distancia promedio de separacin entre bandas, la cual debemedirse previamente (ver figura 4).

Figura 4. Lmina obturadora (Cebra).

Una vez calibrado el sensor arrastramos el cono Grfico sobre el cono de lafotopuerta y seleccionamos la grafica velocidad de cada vs tiempo, luegohacemos el montaje de la figura 5.


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Figura 5. Montaje para cada libre.

Colocamos la lmina segn observamos en el montaje, oprima el botn de inicio ysuelte la cebra, cuando sta pase completamente por la fotopuerta tmela evitando

que impacte contra el suelo, en todos los casos la longitud ser la misma.Llenar la tabla 4, calculando el porcentaje de error, para esto asumimos el valorterico de g = 9,8 m/s 2 y el valor terico de la velocidad final lo calculamos usandolas ecuaciones de la cada libre.

TABLA 42.1Numero de medicin 1 2 3 4 5 Promedio


Aceleracin (m/s 2)

Longitud recorrida (m)

Tiempo (s)

Masa Total (kg)

Anlisis Valor terico Valor experimental % error

Aceleracin (m/s 2) 9,78


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En siguiente caso debe adicionar una masa de 50g en el orificio de la zebra.De modo similar al caso anterior debe llenar la tabla 5,

4. TABLA 55.

Numero de medicin 1 2 3 4 5 Promedio


Aceleracin (m/s 2)

Longitud recorrida (m)

Tiempo (s)

Masa Total (kg)

Anlisis Valor terico Valor experimental % error

Aceleracin (m/s 2) 9,78

5.2.1. Segn lo obtenido en la Tabla 4 y Tabla 5 represente las ecuaciones deposicin y velocidad de cada experiencia.

5.2.2. Explique segn los datos obtenidos en el experimento Cul es la evidenciaque verifica que la cada de los cuerpos no depende de su masa?

5.2.3. Despreciando las dimensiones de la regla en el experimento, pronostique suposicin y velocidad en los instantes 5 y 6 segundos de su cada


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5.2.4. Para el experimento Son despreciables los efectos de la fuerza de friccincon el aire? Fundamente.

5.2.5. Que causas se puede atribuir al porcentaje de error?

6. OBSERVACIONES

5.1. _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

5.2. _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

5.3. _____________________________________________________________

_____________________________________________________________


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7. CONCLUSIONES

6.1 _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

6.2 _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

6.3 _____________________________________________________________

_____________________________________________________________


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SEGUNDA LEY DE NEWTON.

1. OBJETIVO

1) Verificar que cuando la fuerza resultante sobre un cuerpo no es nula, ste semueve con un movimiento acelerado.

2) Comprobar que la aceleracin para una fuerza dada, depende de una propiedaddel cuerpo llamada masa.

3) Verificar que la aceleracin de un cuerpo bajo la accin de una fuerza netaconstante, es inversamente proporcional a su masa.

2. MATERIALES

- Computadora personal con programa Data Studio instalado- Sensor de movimiento rotacional- Mvil PASCAR - Polea- Pesas con portapesas- Cuerda- Regla.


Se denomina dinmica a la parte de la Fsica que estudia conjuntamente elmovimiento y las fuerzas que lo originan. En su sentido ms amplio, la dinmicaabarca casi toda la mecnica.

Sabemos por experiencia que un objeto en reposo jams comenzar a moversepor s mismo, sino que ser necesario que otro cuerpo ejerza sobre l una traccino un empuje; es tambin familiar el hecho que para retardar el movimiento de uncuerpo o para detenerlo es necesaria una fuerza y que cuando la trayectoria esrectilnea, es preciso que esta fuerza sea lateral para desviarla. Todos los procesosanteriores (aceleracin, retardo o cambio de direccin) implican un cambio de valoro en la direccin de la velocidad del cuerpo, en otras palabras, en todos los casosel cuerpo es acelerado y ha de actuar una fuerza exterior para producir estaaceleracin. Considerando esto se realizaron diversos experimentos a lo largo deltiempo cuyos resultados fueron:

La direccin de la aceleracin es la misma que la de la fuerza neta; estoes cierto, bien se encuentre el cuerpo inicialmente en reposo o bienmovindose en cualquier direccin y con cualquier velocidad.

Para un cuerpo dado, la razn del valor de la fuerza al de la aceleracines siempre la misma, es decir, es constante.


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F / a = constante (para un cuerpo dado) (1)

A esta razn constante de la fuerza a la aceleracin puede considerarse comouna propiedad del cuerpo denominada masa y denotada con la letra (m),donde:

a F m (2)

La masa de un cuerpo es la magnitud escalar, numricamente igual a la fuerzanecesaria para comunicarle la unidad de aceleracin.

En conclusin diremos que la segunda Ley de Newton, expresada por laecuacin (2), es la ms importante en cuanto nos permite establecer unarelacin numrica entre las magnitudes fuerza y aceleracin, se podra enunciarcomo:

La aceleracin que toma un cuerpo es proporcional a la fuerza netaexterna que se le aplica, pero inversamente proporcional a su masa.

m F

a (3)

Donde: a, es la aceleracinF, es la fuerza neta externa,m, masa del cuerpo.

La consecuencia de (3) es que el resultado que produce una fuerza o unacombinacin de ellas sobre un cuerpo es que se acelera en la misma direccin ysentido que la fuerza resultante (suma de fuerzas) o la fuerza neta.

4. PROCEDIMIENTO

Masa del mvil constante.

Ingrese al programa Data Studio, haga clic sobre el cono crear experimentoy seguidamente reconocer el sensor de movimiento rotacional previamenteinsertado a la interfase Power Link.

Seguidamente procedemos a configurar dicho sensor, para lo cual hacemosdoble clic sobre el cono respectivo, ya seleccionado e instalado, y y loconfiguramos para que registre 50 lecturas por segundo.

Una vez calibrado el sensor arrastramos el cono Grfico sobre el cono sensorde movimiento y seleccionamos la grfica velocidad - aceleracin vs tiempo,luego hacemos el montaje de la figura 1.


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Ahora coloque el mvil en la posicin inicial (a 1 m de la polea), empiece lasmediciones con la masa de 30 gramos suspendida del hilo.

Inicie la toma de datos soltando el mvil y oprimiendo el botn INICIO en labarra de configuracin principal de Data Studio. Utilice las herramientas deanlisis del programa para determinar la velocidad media y aceleracin media.


Repita el proceso hasta completar 10 mediciones, luego trabaje con masas de50 y 70 gramos. Borre las mediciones incorrectas, no almacene datosinnecesarios.

Llene las tablas 1, 2 y 3, calculando el error absoluto, el error porcentual, ladesviacin media y la desviacin estndar.

Para hacer el clculo de la fuerza experimental, calcule la masa con la balanza ycon el valor de g hallado en la prctica anterior calcule el valor de masaexperimental.


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TABLA 1 Con la masa de 30 gr.de 30 gr.Masa del mvil (kg): 1 2 3 4 5 Promedio Aceleracin exp. (m/s

2)

Fuerza exp (N)

Anlisis Valor Terico Valor Experimental Error Porcentual

Fuerza promedio (N)

Aceleracin promedio (m/s 2)

Masa del portapesa: ________ kg.

TABLA 2 Con la masa de 50 gr.Masa del mvil (kg): 1 2 3 4 5 Promedio Aceleracin exp. (m/s

2)

Fuerza exp (N)


Fuerza promedio (N)

Aceleracin promedio (m/s2

)

TABLA 3 Con la masa de 90 gr.

Masa del mvil (kg): 1 2 3 4 5 Promedio Aceleracin exp. (m/s

2)

Fuerza exp (N)


Fuerza promedio (N)

Aceleracin promedio (m/s )

4.1.1. Proponga ms tres fuerzas localizadas en modelo experimental, cuyosefectos se han despreciado con fines de simplificar los clculos.

4.1.2. Evaluar el error porcentual en las tablas 1, 2 y 3. Proponga una justificacin sobre el porqu difiere el valor de la fuerza experimentalrespecto a la fuerza terica.


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4.1.3. Suponiendo que el error porcentual se debe exclusivamente a fuerzas defriccin, calcule un valor de una fuerza equivalente y su coeficiente defriccin para cada caso. Asuma los valores conocidos del modeloexperimental.

4.1.4. Segn los resultados obtenidos, exprese y justifique el tipo deproporcionalidad entre la fuerza resultante y la aceleracin del sistema.

Masa del mvil variable.Conserve el montaje anterior solo que ahora mantenga la masa suspendido del hilocon un valor de 50 gr y vare ahora el valor de la masa del mvil (ver figura 2),empiece con una masa aadida de 100 gr y luego cambie la masa a 250 y 500gramos y complete las tablas 4, 5 y 6.


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I. TABLA 4 Mvil con carga de 100 gr.Masa del mvil (kg): 1 2 3 4 5 Prom. total Aceleracin exp. (m/s

2)

Fuerza exp (N)


Fuerza promedio (N)


II. TABLA 5 Mvil con carga de 300 gr.Masa del mvil (kg): 1 2 3 4 5 Prom. total Aceleracin exp. (m/s 2)

Fuerza exp (N)


Fuerza promedio (N)


TABLA 6 Mvil con carga de 600 gr.Masa del mvil (kg) 1 2 3 4 5 Prom. total Aceleracin exp. (m/s

2)

Fuerza exp (N)


Fuerza promedio (N)



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4.2.1. Segn el modelo, se agrega sucesivamente masas al mvil Cmoafecta a la aceleracin del sistema? Qu tipo de proporcionalidad existeentre la masa y la aceleracin? Justifique con ayuda de los datos medidos.

4.2.2. Segn los datos medidos Cul es la diferencia entre la aceleracin terica yla aceleracin experimental? Exprese para cada caso en trminos del errorporcentual.

4.2.3. Con los datos del montaje, realice un DCL para cada caso suponiendo lapresencia de una fuerza de friccin. Es sta relevante?

4.2.4. De que depende la fuerza de friccin? Cul es la evidencia de que lafuerza de friccin es relevante en el modelo? Justifique con los datos delmontaje.

5. OBSERVACIONES

5.1. _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

5.2. _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

5.3. _____________________________________________________________ _____________________________________________________________


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6. CONCLUSIONES

6.1 _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

6.2 _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

6.3 _____________________________________________________________

_____________________________________________________________


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MQUINA DE ATWOOD FUERZA CENTRIPETA.

1. OBJETIVO

1) Estudiar la relacin entre fuerza, masa y aceleracin empleando una mquinade Atwood.

2) Determinar experimentalmente la aceleracin del sistema.3) Determinacin de la fuerza centrpeta en un pndulo.

2. MATERIALES

- Una computadora con software DataStudio- Una interfase POWER Link - 01 sensor de movimiento rotacional- 01 Sensor de fuerza- Un Photogate Port PS-2123- Un Photogate Head ME-9498A, con cable de conexin a Photogate Port- 2 bases- 1 soporte- 1 grapa- 3 varillas de 25 cm- Una nuez invertida- Hilo- 1 masa pendular

- Pesa de 0,5 N (6)- Una regla graduada.


3.1. La maquina de Atwood.

En la mquina de Atwood, la diferencia de peso entre dos masas colgantesdetermina la fuerza que acta sobre el sistema formado por ambas masas.Esta fuerza neta acelera ambas masas, la ms pesada acelera hacia abajo yla ms ligera hacia arriba.


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Polea

Masa 2

Masa 1

M1 M2

T T

M1g M2g

Figura 1. Diagramas de cuerpo libre.

Basndose en el diagrama anterior, T es la tensin del hilo, M2 > M1, y g esla aceleracin de la gravedad. Si consideramos el movimiento ascendentecomo positivo y el movimiento descendente como negativo, las ecuacionesde la fuerza neta para M1 y M2 son:

T1 M1 g = Fneta = M1 aT2 M2 g = Fneta = M2 (-a)

Considerando que la polea no tiene masa, que no existe friccin y que elhilo no tiene masa y no se estira, se cumple que: T 1 = T 2. Despejando a,la aceleracin del sistema formado por ambas masas, se tiene que, laaceleracin terica es igual a g veces la diferencia de las masas divididapor la masa total del sistema:

21

12 )( M M

M M g a

21 M M F

a neta

3.2. Fuerza centrpeta en un pndulo.

La lenteja de un pndulo describe una trayectoria circular, por lo que, sobreella acta una fuerza centrpeta. En el pndulo, la tensin en el hilo originamovimiento circular de la lenteja. La fuerza neta sobre la lenteja es laresultante de la tensin del hilo y la fuerza de la gravedad.

Figura 2. Diagrama de cuerpo libre.

T = tensin

mg = peso


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De la segunda Ley de Newton,

F T mg ma F c

donde es la tensin del hilo, es la masa del pndulo, es la

aceleracin de la gravedad y es la fuerza centrpeta.

Se pondr a cero el Sensor de fuerza cuando el pndulo est situado en suposicin de equilibrio (cuando = ). Esto supone que la fuerza medidapor el Sensor de fuerza cuando el pndulo pasa por el punto ms bajo de surecorrido es igual a la fuerza centrpeta .

F c m v 2

r

donde es el radio de la trayectoria circular, que en este caso, es igual a lalongitud del pndulo.

4. PROCEDIMIENTO

Determinacin de la aceleracin.

Ingrese al programa Data Studio, haga clic sobre el icono crear experimentoy seguidamente reconocer el sensor de movimiento rotacional, previamenteinsertado a la interfase POWER Link.Seguidamente configure el sensor a aceleracin lineal a 50 Hz y arrastre elicono GRFICO sobre dicha aceleracin (configrelo a 2 decimales).

Haga el montaje de la figura 3, ponga el sensor rotacional perfectamentevertical a fin de que no reporte lecturas errneas y utilice la polea de mayortamao.

Con el montaje de la figura slo hace falta que suelte las pesas que se irincrementando gradualmente de velocidad hacia abajo, mientras se hace estaoperacin, su compaero grabar dicho proceso.

Verifique el radio de la polea al configurar el sensor, no trabaje con datoserrneos.

No permita que las pesas golpeen la polea del sensor rotacional, lapesa M1 debe tocar ligeramente el piso al iniciar el experimento.


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Sensor rotacional

Varilla

Nuez doble

Base

Pesa M 1

Pesa M 2

Figura 3. Montaje experimental.

Inicie la toma de datos soltando el mvil y oprimiendo el botn INICIO en labarra de configuracin principal de Data Studio. Utilice las herramientas deanlisis del programa para determinar la aceleracin lineal.

Repita el proceso hasta completar 5 mediciones. Borre las mediciones

incorrectas, no almacene datos innecesarios.Llene las tablas 1, 2, 3 y 4, calculando el error porcentual, para lo cual halleadems la aceleracin terica.

Tabla N 1

M1 + M2 = 100 gM1 = 40 g y M 2 = 60 g 1 2 3 4 5 Prom. Total Aceleracin lineal(m/s 2)

Fuerza neta (N)

AnlisisValor

Terico

Valor

PromedioError porcentual

Aceleracin (m/s 2)


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Tabla N 2

M1 + M2 = 150 gM1 = 70 g y M 2 = 80 g 1 2 3 4 5 Prom. Total Aceleracin lineal(m/s 2)

Fuerza neta (N)

Anlisis Valor Valor Error porcentual

Aceleracin (m/s 2)

Tabla N 3

M2 - M1 = 40 gM1 = 80 g y M 2 = 40 g 1 2 3 4 5 Prom. Total

Aceleracin lineal(m/s 2)

Fuerza neta (N)


Aceleracin (m/s 2)

Tabla N 4

M2 - M1 = 20 gM1 = 100 g y M 2 = 80 g 1 2 3 4 5 Prom. Total Aceleracin lineal(m/s 2)

Fuerza neta (N)


Aceleracin (m/s 2)

4.1.1. Compare la diferencia entre el valor de la aceleracin terica y laexperimental Qu razones justificaran esta diferencia?


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4.1.2. Compare los resultados de las tablas 1 y 2 A que relacin llega? Explique

4.1.3. Compare los resultados de las tablas 1 y 2 A que relacin llega? Explique.

4.1.4. Qu aplicacin tendra la mquina de Atwood en la vida real?

Determinacin de la fuerza centrpeta en un pndulo.

Ingrese nuevamente al programa Data Studio, haga clic sobre el icono crearexperimento y seguidamente reconocer el sensor de fotopuerta y de fuerza,previamente insertado a la interfase POWER Link.


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Seguidamente configure el sensor de fotopuerta a la opcin fotopuerta ypndulo, introduzca el ancho de la masa pendular. Arrastre el icono GRAFICOsobre la velocidad del pndulo.

Haga clic en el icono CONFIGURACION y seleccione tiro positivo a unafrecuencia de 50 Hz. Luego presione el icono del SENSOR DE FUERZA 1

luego seleccione numrico y cambie a 2 cifras despus de la coma decimal. Arrastre el icono GRAFICO sobre el sensor de fuerza tiro positivo.

Haga el montaje de la figura 4, ponga el sensor de fuerza perfectamentevertical a fin de que no reporte lecturas errneas y una vez colocado de estamanera y sin ninguna fuerza adicional apriete el botn Zero colocado sobre elmismo sensor.

Haga oscilar el pndulo, mientras se hace esta operacin, su compaerograbar dicho proceso, la longitud del pndulo se mide desde el punto doscilacin hasta el centro de masa del cuerpo, que debe estar a la altura deldiodo LED del sensor (ver figura 4).

No permita que el pndulo golpee el sensor fotopuerta.

Figura 4. Montaje experimental.


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Inicie la toma de datos alejando la masa pendular 15 centmetros y soltando elmvil y oprimiendo el botn INICIO en la barra de configuracin principal deData Studio. Utilice las herramientas de anlisis del programa para determinarla aceleracin lineal.

Repita el proceso hasta completar 5 mediciones. Borre las mediciones

incorrectas, no almacene datos innecesarios.Llene las tablas 5 y 6 en base a mediciones registradas durante 20 segundos,calculando el error porcentual, para lo cual halle adems la aceleracincentrpeta terica.

Tabla N 6

Longitud 20 cmMasa = kg 1 2 3 4 5 Prom. Total

velocidad (m/s)

Fuerza centrpetamedida (N)Anlisis Valor Valor Error porcentual

Aceleracin centrpeta(m/s 2)

Tabla N 7

Longitud 30 cmMasa = kg 1 2 3 4 5 Prom. Total

velocidad (m/s)

Fuerza centrpetamedida (N)


Aceleracin centrpeta(m/s 2)

Compare la diferencia entre el valor de la fuerza centrpeta terica y la experimentalQu razones justificaran esta diferencia?

Compare los resultados de las tablas 1 y 2 A que relacin llega? Explique


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Qu factores afectan a la fuerza centrpeta de un pndulo en su movimientopendular?

Depende la fuerza centrpeta de la velocidad del pndulo?

5. OBSERVACIONES

5.1. _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

5.2. _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

5.3. _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

6. CONCLUSIONES

6.1 _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

6.2 _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

6.3 _____________________________________________________________

_____________________________________________________________


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TECSUP P.F.R. Laboratorio de Fsica II

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ROZAMIENTO. FRICCIN EN SLIDOS.

1. OBJETIVO

1) Calcular el coeficiente de friccin esttico y cintico para deslizamiento ensuperficies arbitrarias.

2) Verificar la relacin entre el coeficiente de friccin y la fuerza de rozamiento.3) Determinar experimentalmente que el coeficiente de friccin esttico es

siempre mayor que el cintico.

2. MATERIALES

- Computadora personal con programa Data Studio instalado- Sensor de fuerza- Cuerpo a estudiar- Plano inclinado con transportador- Lijas de diferentes calibres- Cuerda- Regla.


Cuando se deslizan dos superficies en contacto, aparece una fuerza quese opone al movimiento, esto podemos verificarlo con nuestras experienciasdiarias, por ejemplo si empujamos un libro a lo largo de una mesa, dndolecierta velocidad. Despus de soltarlo, disminuye su velocidad hasta que sedetiene.

Fsicamente la explicacin a lo experimentado en nuestro ejemplo, esque aparece una fuerza opuesta al movimiento, a la cual se denomina fuerzade friccin (por deslizamiento), y se debe a la interaccin entre las molculas delos dos cuerpos.

La magnitud de esta fuerza opuesta al movimiento depende de muchosfactores tales como la condicin y naturaleza de las superficies, la velocidadrelativa, etc. Se verifica experimentalmente que la fuerza de friccin r tieneuna magnitud proporcional a la fuerza normal N de presin de un cuerpo sobreotro.

La constante de proporcionalidad es llamada coeficiente de friccin y lodesignamos con la letra griega .


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Laboratorio de Fsica II TECSUP P.F.R.

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3.1. Rozamiento Esttico.En este caso existe tendencia al deslizamiento, la fuerza de friccin

se denomina esttica ( s), se opone al inicio del deslizamiento y su valorest comprendido entre cero y la friccin esttica mxima, la cual la

adquiere cuando el deslizamiento es inminente siendo el valor de stadirectamente proporcional a la fuerza de reaccin normal.

Reposorelativo

F

)()( mx s smn s f f f 0

)( mn s f

donde: s = coeficiente de

rozamiento esttico

N smx s F f .

)(

P F

s f

N F

r F :Fuerza de

reaccin oblicua

Friccin estticamxima

3.2. Rozamiento Cintico.En este caso existe deslizamiento relativo entre las superficies

speras en contacto, la fuerza de friccin se denomina cintica ( k ), seopone al deslizamiento de una superficie sobre la otra y su valor esconstante, siempre y cuando, la velocidad no sea muy elevada siendo elvalor de esta friccin directamente proporcional a la fuerza de reaccinnormal.

Deslizamientorelativo

1 F

k f

N k k F f .

P 1 F

k f

N F r F :Fuerza

de

reaccin oblicua

donde:

k = coeficiente de

rozamiento cintico


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Observaciones

La fuerza de friccin ( ) es independiente del rea de contacto de lassuperficies speras.Experimentalmente se verifica que para dos superficies speras encontacto se cumple que:

k sk mx s f f

)(

4. PROCEDIMIENTO

Determinacin del s

mediante la determinacin del ngulo crtico.

Haga el montaje de la figura 1, ponga el bloque sobre el plano inclinado ylentamente aumente la inclinacin. Tome nota del ngulo de inclinacininstantes antes de que el bloque empiece a moverse.


Repita el proceso hasta completar 10 mediciones, luego trabaje con 3diferentes superficies, sujtelos con ayuda cinta adhesiva. Anote el valor de lalija.

Llene las tablas 1, 2 y 3, calculando la desviacin estndar.


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TABLA 1 Sin lija.Masadel

mvil(kg)

1 2 3 4 5Prom.total

ngulo deinclinacin

Fuerza (N)

s

TABLA 2 Con la lija N:

Masadelmvil(kg)

1 2 3 4 5 Prom.total

ngulo deinclinacin

Fuerza (N)

s

TABLA 3 Con la lija N:Masadel

mvil(kg)

1 2 3 4 5Prom.total

ngulo deinclinacin

Fuerza (N)

s


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4.1.1. Haga el D.C.L. para el montaje. Cul es el valor terico de laaceleracin en cada caso? Por qu?

4.1.2. Existe alguna evidencia de error experimental? Sugiera las posiblescausas.

4.1.3. Si vara las caras del bloque en contacto Vara el coeficiente defriccin? Explique (De ser necesario comprubelo experimentalmente.

Determinacin del s

yk

con el sensor de fuerza.

Ingrese al programa Data Studio, haga clic sobre el cono crearexperimento y seguidamente reconocer el sensor de fuerza previamenteinsertado a la interfase Power Link.

Haga clic en el icono CONFIGURACION y seleccione tiro positivo a unafrecuencia de 50 Hz. Luego presione el icono del SENSOR DE FUERZA luegoseleccione numrico y cambie a 2 cifras despus de la coma decimal.Seguidamente arrastre el cono GRFICO sobre el sensor de fuerza, elaboreuna grfica fuerza vs tiempo.

Ahora teniendo cuidado de que la cuerda no haga ningn ngulo con lasuperficie, arrastre la masa como se ve en la figura 1, mientras hace estaoperacin su compaero grabar los datos resultantes en la computadora.



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Para obtener una grfica similar a la observada en la figura 2, se deberejercer una fuerza poco intensa que aumentar gradualmente hasta conseguirque el mvil se mueva con velocidad constante.

Fuerzamxima

Fuerzapromedio

Figura 2. Ejemplo de medicin.

La fuerza mxima a la que hace referencia la figura 2, es la fuerzanecesaria para sacar al mvil del reposo, por lo tanto con ayuda del conopuntos coordenados ubique aquel valor de fuerza mxima con el cual hallarel coeficiente de rozamiento esttico.

La fuerza promedio, es entonces, aquel rango de fuerzas donde laaceleracin permanece constante y el mvil s encuentra fuera del reposo,seleccione dicha regin manteniendo presionado el mouse y con ayuda delcono estadsticas calcule el valor promedio de la fuerza con el cual hallar elcoeficiente de rozamiento cintico.

Repita la operacin para cada superficie y complete las tablas 4, 5 y 6.

Borre los datos errneos, no acumule informacin innecesaria.


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TABLA 4. Mvil sin lija.Masadel

mvil(kg)

1 2 3 4 5Prom.total

Fuerza

mxima (N)

s

Fuerzapromedio (N)

k

TABLA 5. Mvil con lija N:

Masadelmvil(kg)

1 2 3 4 5 Prom.total

Fuerzamxima (N)

s

Fuerzapromedio (N)

k

TABLA 6. Mvil con lija N:Masadel

mvil(kg)

1 2 3 4 5Prom.total

Fuerzamxima (N)

sFuerza

promedio (N)

k


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4.2.1. El coeficiente de rozamiento esttico es siempre mayor que el cintico?Por qu?

4.2.2. Puedes pensar algunas situaciones en donde la existencia del rozamientoes beneficiosa e incluso necesaria?

4.2.3. Teniendo en cuenta la fuerza de rozamiento. Es mejor jalar o empujar uncuerpo? Justifique su respuesta.

Dependencia del s y k y la masa del movil.Repita la operacin anterior, pero esta vez coloque una pesa de 200 gr sobre el bloque

TABLA 7. Mvil sin lija + 200 gr.Masadel

mvil(k g)

1 2 3 4 5Prom.total

Fuerzamxima (N)

s

Fuerzapromedio (N)

k


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TABLA 8. Mvil con lija N:+ 200 gr.Masadel

mvil(kg)

1 2 3 4 5Prom.total

Fuerzamxima (N)

s

Fuerzapromedio (N)

k

TABLA 9. Mvil con lija N: + 200 gr.Masadel

mvil(kg)

1 2 3 4 5Prom.total

Fuerzamxima (N)

s

Fuerzapromedio (N)

k

4.3.1. Existe dependencia entre la masa del cuerpo y su coeficiente derozamiento? Justifique su respuesta.


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5. OBSERVACIONES

5.1. _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

5.2. _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

5.3. _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

6. CONCLUSIONES

6.1 _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

6.2 _____________________________________________________________

_____________________________________________________________

6.3 _____________________________________________________________

_____________________________________________________________


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TEOREMA DEL TRABAJO Y ENERGA.

1. OBJETIVO

1) Comprobar la relacin entre el trabajo aplicado sobre un objeto y la variacinen su energa cintica.

2) Realizar clculos cinemticos basndose en consideraciones dinmicas ymecnicas para los materiales y accesorios usados.

2. MATERIALES

- Computadora personal con programa Data Studio instalado- Sensor de fuerza (Dinammetro)- Sensor de movimiento- Mvil PASCAR - Polea- Pesas con portapesas- Cuerda- Regla.


3.1. Trabajo.

Cuando se ejerce sobre un cuerpo una fuerza constante F que forma un ngulocon la direccin del movimiento, el trabajo realizado por este agente

mientras el cuerpo efecta un desplazamiento x, se define como el productodel desplazamiento por la componente de la fuerza en la direccin delmovimiento, as:

W = (F. Cos ) . x (1)

Donde W, denota el trabajo realizado por la fuerza F que acta sobre ciertongulo respecto a la direccin del desplazamiento.

La ecuacin (1), nos muestra que el trabajo debe ser expresado en trminosdel producto de la unidad de fuerza por la unidad de distancia.

En el sistema MKS, el trabajo se expresa en Newton metro y recibe el nombrede Joule (J), de modo que un J, es el trabajo efectuado por una fuerza de unNewton actuando sobre un cuerpo que se mueve un metro en la direccin dedicha fuerza, ahora como N = m.Kg.s-2, tenemos que J = N.m = m2.Kg.s-2.


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En el sistema cgs, el trabajo queda expresado en dina - centmetro, y la unidadse denomina ergio, as: 1 ergio = dina.cm, luego como 1N = 105 dinas y 1m =102 cm, tenemos que 1 J = 107 Ergios.

3.2. Energa

Se considera tcitamente la energa como la capacidad para hacer un trabajo,o bien el trabajo acumulado por un cuerpo. El concepto de energa es uno delos ms fructferos de toda la fsica, y adems de la qumica y biologa.

3.3. Energa Cintica (Ec)

Es la energa que tiene un cuerpo por desplazarse a determinada velocidad y suvalor est dada por la relacin:

Ec = (1/2) m v 2 (2)Donde:

m, es la masa del mvil y v es la velocidad.

Se puede demostrar la existencia de la energa cintica de varias formas. Unamanera es suponer que se est aplicando una fuerza constante sobre un cuerpoy que, por tanto, utilizando la ley de Newton F = ma , tendremos un cuerposometido a una aceleracin constante.

3.4. Energa Potencial (EP)

Es aquella relacionada con la posicin de un cuerpo, existen varios tipos comola energa potencial gravitatoria y la energa potencial elstica, con respecto altipo gravitatorio, podemos iniciar el anlisis suponiendo lo siguiente:

Sea un cuerpo de masa m, que es levantado verticalmente con un movimientouniforme, desde una posicin en la cual el centro de gravedad se encuentra auna altura y1, por encima del plano elegido arbitrariamente, hasta una altura y2,y si se supone que no hay rozamiento, la fuerza necesaria para levantar elcuerpo sera constante e igual en magnitud al peso mg, y deber estar dirigidaverticalmente hacia arriba.

Ahora, dado que conocemos la relacin entre el trabajo realizado, la fuerzaempleada y la distancia recorrida, es posible, definir lo siguiente:

W = mg (y2 y1) (3)Donde el nico efecto del agente exterior F, ha sido aumentar la magnitudmgy desde su valor inicial mgy1 al valor final mgy2

En conclusin definimos la energa potencial gravitatoria EPg , de un cuerpocomo el producto del peso mg por la altura y, de su centro de gravedadrespecto a un plano de referencia elegido arbitrariamente, as:


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EPg = mgy (4)

La energa potencial est asociada siempre a una fuerza, as para lasfuerzas de tipo conservativas, se cumple que:

dr dE

F P

2

1

2

1

2

1 . P dE r d F dW (5)

Una fuerza es conservativa si el trabajo que realiza no depende delrecorrido sino de los puntos inicial y final.

3.5. Potencia (P)

Se define como el trabajo realizado por unidad de tiempo, es decir:

dt

dW P

2

1

2

1

)( dt t P dW (6)

Para fuerzas conservativas, donde la fuerza es constante, la potenciadesarrollada se puede calcular de la siguiente relacin:

P = F.v (7)

3.6. Teorema Trabajo-Energa

Para un objeto de masa m, que experimenta una fuerza neta F, a lolargo de una distancia x, paralela a la fuerza neta, el trabajo realizado es igual

a:2

1 FdxW (8)

Si el trabajo modifica la posicin vertical del objeto, la energa potencialgravitatoria cambia segn:

2

1mgdyW W = mgy2 mgy1 (9)

Ahora, si el trabajo modifica solo la velocidad del objeto, la energacintica del objeto cambia segn:

2

1

2

2

2

1

2

1

2

1

v 2

m v

2

m v d v m d x

d t

d v m Fd x W (10)

Donde:W, es el trabajo,v2 es la velocidad final del objetov1 es la velocidad inicial.


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4. PROCEDIMIENTO

Teorema trabajo energa.

Ingrese al programa Data Studio, haga clic sobre el icono crear

experimento y seguidamente reconocer el sensor de movimientopreviamente insertado a la interfase Power Link.

El sensor de movimiento es un dispositivo como un sonar que emitepulsos de sonido y luego los recoge, mediante este procedimiento calcula lasvariables del movimiento.

Figura 1. Sensor de movimiento.

Seguidamente procedemos a configurar dicho sensor, para lo cual hacemosdoble clic sobre el icono CONFIGURACIN, seleccionamos posicin, velocidady aceleracin, adems modificamos la frecuencia de registro y la llevamos hasta50 Hz ( 50 lecturas por segundo).

Una vez calibrado el sensor arrastramos el cono Grfico sobre el iconosensor de movimiento y seleccionamos la grfica velocidad - aceleracin vstiempo, luego hacemos el montaje de la figura 2.




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Ahora coloque el mvil en la posicin inicial (a 0,15 m del sensor),realice las mediciones con la masa de 50 gramos suspendida del hilo.

Inicie la toma de datos soltando el mvil y oprimiendo el botn inicio enla barra de configuracin principal de Data Studio. Utilice las herramientas de

anlisis del programa para determinar la velocidad media y aceleracin media.Repita el proceso hasta completar 10 mediciones, llenando la tabla 1.

Borre las mediciones incorrectas, no almacene datos innecesarios.

TABLA 1

Masa total del conjunto mvil (kg):

Medicin 1 2 3 4 5

Velocidad mxima(m/s)Distancia recorrido(m) Aceleracin media(m/s 2)Tiempo empleado(s)

Fuerza aplicada(N)

PROM (J)

Trabajo Total(J)

EK (J)

Variacin de la energa cintica del mvil al ir de la posicin (a) hasta la posicin (b) (J)

Trabajo total realizado sobre el mvil paralograr el desplazamiento desde (a) hasta (b).(J)

4.1.1. Con los resultados mostrados en la tabla 1, determine la relacin entrela variacin de la Ec y el trabajo total realizado, en su opinin secumple el teorema trabajo-energa?, por qu?


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4.1.2. Utilice los datos posicin-tiempo y realice una grfica fuerza-posicin,qu determina el rea bajo la curva?

4.1.3. En el experimento realizado, dira usted que la fuerza ejercida por lamasa colgante es conservativa o disipativa?, explique su respuesta.

Verificacin del teorema del trabajo y la E k .

Ingrese al programa Data Studio, haga clic sobre el icono crearexperimento y seguidamente reconocer el sensor de fuerza (Tiro positivo,con 2 decimales) y el sensor de movimiento previamente insertado a lainterfase Power Link.

Ahora teniendo cuidado de que la cuerda no haga ningn ngulo con lasuperficie, arrastre la masa como se ve en la figura 3, mientras hace estaoperacin su compaero grabar los datos en la computadora.

Se sugiere colocar una masa de 0.5 Kg. sobre el mvil y usar un alambre(no usar cuerda) para una mejor toma de datos.

0,15 m

Mesa de trabajo

Sensor de

movimiento

Masa adicional

Dinamometro


Con los datos proporcionados por los sensores de fuerza y movimientopuede calcular tanto la energa cintica del mvil, as como la potenciadesarrollada por la fuerza como funciones del tiempo. Para tal fin abra unagrafica Fuerza vs posicin y trate que la fuerza aplicada sea constante y halle elpromedio.


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TABLA 2

Masa total del conjunto mvil (kg):

Medicin 1 2 3 4 5

Velocidad mxima(m/s)Distancia recorrido(m)

Fuerza aplicada(N)

PROM (J)

Trabajo Total(J)

EK (J)

Variacin de la energa cintica del mvil al ir de la posicin (a) hasta la posicin (b) (J)

Trabajo (Fxd) realizado sobre el mvil paralograr el desplazamiento desde (a) hasta (b).(J)

4.2.1. El trabajo calculado como integral de la fuerza respecto de la distancia esigual a aquel calculado como la integral de la potencia respecto al tiempo?Entregue los valores y el error porcentual.

4.2.2. Cmo pueden presentarse los resultados para demostrar el teorema deltrabajo y la energa cintica?

4.2.3. Las fuerzas de rozamiento juegan un papel importante en esta

experiencia? Justifique su respuesta.


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CONSERVACIN DE LA ENERGA.

1. OBJETIVO

1) Demostrar el teorema de conservacin de la energa mecnica para el sistemamasa-resorte.

2) Demostrar que el teorema de conservacin de la energa mecnica es vlidotambin para sistemas sometidos a un campo exterior constante.

3) Determinar la constante de elasticidad del resorte empleado.

2. MATERIALES

- Computadora personal con programa Data Studio instalado- Sensor de fuerza (Dinammetro)- Sensor de movimiento- Resortes- Pesas- Cuerda- Regla.


Hay muchos casos en los cuales el trabajo es realizado por fuerzas queactan sobre el cuerpo, cuyo valor cambia durante el desplazamiento; por ejemplopara estirar un resorte, ha de aplicarse una fuerza cada vez mayor conformeaumenta el alargamiento. Para calcular el trabajo realizado en tales casos, espreciso utilizar el clculo integral, basndonos en que cuando un cuerpo esdeformado tal como es el caso de un resorte, ste ejerce una fuerza directamenteproporcional a dicha deformacin, siempre que esta ltima no sea demasiadogrande. Esta propiedad de la materia fue una de las primeras estudiadascuantitativamente, y el enunciado publicado por Robert Hooke en 1678, el cual esconocido hoy como La Ley de Hooke, que en trminos matemticos predice larelacin directa entre la fuerza aplicada al cuerpo y la deformacin producida.

F x (1)

3.1. Sistema Masa-Resorte

En el sistema masa-resorte, la fuerza conservativa es la fuerzarestauradora, es decir:

F = - k x (2)

Donde: k, es la constante de elasticidad del resorte


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Usando ahora la segunda ley de Newton, podemos escribir (2), como:

- k x = m a (3)luego si consideramos que:

2

2

dt xd

a (3)

entonces:

02

2

xmk

d t d (4)

En este punto introduciremos la variable , tal que:

mk (5)

Por lo cual la ecuacin (5), se re-escribe como:

022

2

xdt d (6)

Donde: , es la frecuencia angular.

La solucin de (6), es una funcin sinusoidal conocida, y se escribe de lasiguiente manera:

x = A sen ( t - ) (7)

Donde: A, es la amplitud

, representa al desfasajex, es la posicint, el tiempo

La energa potencial elstica en este caso est asociada a una fuerza de tipoconservativa, por lo cual se cumple que:

dr dE

F P 2

1

2

1

2

1.

P dE r d F dW (8)

Entonces, utilizando la relacin (2) y la expresin (7) en la ecuacin (8),tendremos:

)(21

)(21 222

0 t senkA x xk E P (9)

Para la energa cintica del sistema, usaremos la expresin (7), y la relacin yaconocida para Ec, as:


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)(cos21

21 222 t kAmv E

k (10)

Finalmente la energa total del sistema es:

2

21 kA E E E K P T (11)

La cual es constante (no depende del tiempo).

3.2. Teorema Trabajo-Energa

Para un objeto de masa m, que experimenta una fuerza neta F, a lolargo de una distancia x, paralela a la fuerza neta, el trabajo realizado es iguala:

2

1 FdxW (12)

Si el trabajo modifica la posicin vertical del objeto, la energa potencialgravitatoria cambia segn:

2

1mgdyW W = mgy2 mgy1 (13)

Ahora, si el trabajo modifica solo la velocidad del objeto, la energacintica del objeto cambia segn:

2

1

2

2

2

1

2

1

2

1 22v

mv

mvdvmdx

dxdv

m FdxW (14)

Donde:W, es el trabajov2 es la velocidad final del objetov1 es la velocidad inicial.

3.3. Teorema de conservacin de la energa mecnica

Si en el sistema slo hay fuerzas conservativas, entonces el trabajorealizado para modificar la energa potencial estar dado por la ecuacin (13), yel requerido para modificar la energa cintica por la ecuacin (14), si secombina ambas ecuaciones, tenemos que la energa total en el sistema es unaconstante y quedar definida como:


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La relacin de la grfica fuerza vs desplazamiento es obviamente lineal,de la pendiente de esta grfica obtenga el valor de k.

Repita el proceso para los otros 2 resortes. Anote el valor de laconstante k en la tabla 1.

TABLA 1 Coeficientes de elasticidad k.

Resorte N 1 AZUL

2 VERDE

3ROJO

Longitud en reposo(m)

Constante k (N/m)

4.1.1. La grfica en este experimento es lineal? Por qu?


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4.1.2. Existe alguna evidencia de error experimental? Sugiera las posiblescausas.

4.1.3. Si no hubiese tenido los sensores, mediante qu otro procedimientohubiese medido el valor de la constante k del resorte? Grafquelo.

Determinacin de las energas del sistema.

Ingrese al programa Data Studio, haga clic sobre el cono crearexperimento y seguidamente reconocer el sensor de movimientopreviamente insertado a la interfase Power Link.

Seguidamente arrastre el cono GRFICO sobre el sensor de movimiento,elabore una grfica posicin vs tiempo.


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TABLA 2. Resorte AZUL

Masa(kg)

Distancia d(m)

Amplitud A (m) E. cinticamx. (J)

E. potencialmx. (J)

E. Total(J)

X(t)=

V(t)=

TABLA 3.Resorte VERDE

Masa(kg)

Distancia d(m)


E. potencialmx. (J)

E. Total(J)

X(t)=

V(t)=

TABLA 4.Resorte ROJO

Masa(kg)

Distancia d(m)


E. potencialmx. (J)

E. Total(J)

X(t)=

V(t)=

Grafique EC versus tiempo, calcule la ECmx.

Grafique EP versus tiempo, calcule EPmx.

Grafique EC y EP versus posicin, luego superponga ambas grficas.


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Para realizar estas graficas defina los valores de E C y EP mediante laherramienta calculadora, con la cual podemos definir variables en base avalores tomados.

4.2.1. Por qu es importante que la masa no oscile de un lado a otro durante lasmediciones?, qu efecto producira en la experiencia?

4.2.2. Cul es la energa total del sistema? Es constante en el tiempo? Explique.

4.2.3. En el experimento realizado, cul dira usted que es la fuerza ejercida sobreel resorte, conservativa o disipativa? Explique.

4.2.4. Normalmente consideramos que los resortes no tiene masa. Cul sera elefecto de un resorte con masa en el experimento?

4.2.5. Las centrales trmicas para la generacin de electricidad son eficientes enaproximadamente 35%. Es decir, la energa elctrica producida es el 35%de la energa liberada por la quema de combustible. Cmo explica eso entrminos de la conservacin de la energa?

5. OBSERVACIONES

5.1. _____________________________________________________________

_____________________________________

guia fisica ii 2012b

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