laboratorios de física grado 11°

JENUAR PALACIOS FLOREZLic. Matemáticas y Física

[email protected] – [email protected]

TEMA: termodinámica

OBJETIVO:

1. Medir experimentalmente el aumento de temperatura de un fluido y la temperatura del cuerpo

¿YA SABES…?

¿Cuál es la diferencia entre temperatura y calor? ¿Cuándo un objeto o fluido se encuentra en equilibrio térmico? ¿Cómo podemos medir la temperatura? ¿Cuáles son las escalas termométricas?

MATERIALES:

Mechero de alcohol Soporte para recipiente Beaker de 50 ml Termómetro de laboratorio Termómetro humano

PROCEDIMIENTO

Agrega agua al Beaker hasta la mitad Pon a calentar el Beaker sobre el mechero de alcohol Cuando ya halla calentado (sin hervir) introduce el termómetro del laboratorio durante un

momento. Observa qué sucede Sacude el termómetro humano hasta que observes que el nivel del mercurio se encuentra

en cero Pon el termómetro a uno de tus compañeros debajo de la axila del extremo de mercurio

durante 5 minutos aproximadamente. Observa cuanto dilató el mercurio.

AVERIGUAR Y/O REALIZAR EXTRACLASE

En cartón paja dibuja las escalas de temperatura existentes especificando su medida y mostrando las conversiones para pasar de una a otra escala.

Averigua por qué cada escala lleva ese nombre y cuales fueros los aportes más significativos de sus creadores a la física.

Laboratorio de Física – Experiencia Nº 1Medición de la Temperatura

mailto:[email protected]



[email protected] – [email protected] OBSERVACIONES DE ALUMNOS (ANOMALÍAS, AUSENCIA DE COMPAÑEROS ETC.)…

PARA LA PRÓXIMA…

¿Qué cambios en las propiedades físicas puede generar la temperatura? ¿Cómo se da la dilatación lineal, superficial y volumétrica? ¿Cuáles son los coeficientes de dilatación volumétrica más conocidos?

VAS A NECESITAR…

Dos frascos no retornables de tutifruti o hit con sus respectivas tapas agujeradas de modo que quepa exactamente un pitillo.

Dos pitillos plásticos transparentes Plastilina Una fuente de calor (estufa o mechero) Un termómetro de laboratorio Alcohol Balanza Regla Agua Marcador de punta delgada Una vasija en la que se puedan colocar las botellas (resistente al calor)





TEMA: termodinámica

OBJETIVO:

1. Determinar el coeficiente de dilatación de algunos líquidos

¿YA SABES…?

¿Qué cambios en las propiedades físicas puede generar la temperatura? ¿Cómo se da la dilatación lineal, superficial y volumétrica? ¿Cuáles son los coeficientes de dilatación volumétrica más conocidos?

MATERIALES:

Dos frascos no retornables de tutifruti o hit con sus respectivas tapas agujeradas de modo que quepa exactamente un pitillo.

Dos pitillos plásticos transparentes Plastilina Una fuente de calor (estufa o mechero) Un termómetro de laboratorio Alcohol Balanza Regla Agua Marcador de punta delgada Una vasija en la que se puedan colocar las botellas (resistente al calor)

PROCEDIMIENTO

Rodea con plastilina el pitillo en la parte superior e inferior de la tapa de modo que no haya escape de aire.

Llena completamente las botellas, una con agua y la otra con alcohol. Tápalas de manera que no quede burbuja dentro de los recipientes

Con el termómetro registra la temperatura ambiente Coloca los dos frascos dentro de la vasija que previamente se ha llenado con agua a una

temperatura no mayor a 35° (revísalo con el termómetro) Al cabo de cierto tiempo observarás cómo el agua y el alcohol empiezan a ascender por

los pitillos; ¿los líquidos lo hacen al mismo tiempo? Explica lo que sucede Traza marcas sobre los pitillos hasta donde ha llegado el líquido. Te darás cuenta que el

fluido empieza a descender

Laboratorio de Física – Experiencia Nº 20Dilatación de líquidos





Luego destapa rápidamente las botellas y sumerge el termómetro para registrar la temperatura final (o de equilibrio)

Es posible que necesites conocer el diámetro del pitillo y el volumen inicial de cada uno de los líquidos ¿cómo lo determinas?

ANÁLISIS DE DATOS

A partir de la altura a la cual llegan el agua y el alcohol en cada recipiente, y de conocer la temperatura inicial (ambiente) y la temperatura para la altura final alcanzada para cada líquido, determina el coeficiente de expansión volumétrica del alcohol y el agua.

¿a qué otros líquidos se le puede determinar la expansión volumétrica? Realiza la experiencia.


Averigua cómo se realiza la expansión lineal y superficial y realiza los gráficos de temperatura (T) vs longitud (x), T vs superficie (A) y T vs Volumen (V).

El agua presenta un comportamiento extraño. Al calentar agua entre 0°C y 4°C su volumen en vez de dilatarse se contrae. Por encima de los 4°C se presenta un comportamiento normal. Explica por qué sucede este fenómeno natural y cuál sería la gráfica que mostraría este fenómeno.

OBSERVACIONES DE ALUMNOS (ANOMALÍAS, AUSENCIA DE COMPAÑEROS ETC.)…

PARA LA PRÓXIMA…

¿De cuáles factores depende la longitud de un péndulo? ¿Cómo se generan vibraciones en un péndulo?

VAS A NECESITAR…

Dos tuercas de igual diámetro Una tuerca de un diámetro distinto a las anteriores Hilo de coser Soporte universal





TEMA: Movimiento armónico simple

OBJETIVO:

1. Determinar el periodo de oscilación de un péndulo.

¿YA SABES…?

¿De cuáles factores depende la longitud de un péndulo? ¿Cómo se generan vibraciones en un péndulo?

MATERIALES:

Dos tuercas de igual diámetro Una tuerca de un diámetro distinto a las anteriores Hilo de coser Soporte universal

PROCEDIMIENTO Y ANÁLISIS DE DATOS

Ata las dos tuercas de igual diámetro al soporte a una misma altura (40 cm aproximadamente)

Hazlas oscilar a una amplitud distinta ¿qué sucede al realizar oscilaciones completas? Ahora, ata dos tuercas de diferente diámetro e igual amplitud y hazlas oscilar ¿qué sucede

al realizar oscilaciones completas? Luego, pon las dos tuercas de igual diámetro, pero esta vez reduce a la mitad el largo de

una de las cuerdas ¿qué sucede al realizar oscilaciones completas? Según lo anterior deduce de qué factor depende el periodo de oscilación de un péndulo


Realiza una experiencia similar a la del péndulo para determinar de qué factores depende el periodo de oscilación de un resorte.

OBSERVACIONES DE ALUMNOS (ANOMALÍAS, AUSENCIA DE COMPAÑEROS ETC.)…PARA LA PRÓXIMA…

¿Qué es un movimiento ondulatorio? ¿Cómo se propagan las ondas según su medio? ¿Cómo se propagan las ondas transversales y longitudinales?

Laboratorio de Física – Experiencia Nº 21Péndulo Simple





¿Cómo se calcula la velocidad en una onda transversal? ¿Qué fenómenos ondulatorios se presentan en la naturaleza? ¿Cómo se producen las ondas estacionarias?

VAS A NECESITAR…

Muelle elástico (plástico) de unos 50 cm de longitud y 5 cm de diámetro aproximadamente 30 palillos de paleta Cinta de enmascarar Dos soportes

Laboratorio de Física – Experiencia Nº 22Ondas





TEMA: eventos ondulatorios

OBJETIVOS:

1. Mostrar el comportamiento de una onda transversal y una longitudinal.2. Mostrar la propagación de ondas3. Demostrar el comportamiento de las ondas estacionarias.

¿YA SABES?

¿Qué es un movimiento ondulatorio? ¿Cómo se propagan las ondas según su medio? ¿Cómo se propagan las ondas transversales y longitudinales? ¿Cómo se calcula la velocidad en una onda transversal? ¿Qué fenómenos ondulatorios se presentan en la naturaleza? ¿Cómo se producen las ondas estacionarias?

MATERIALES: (ondas transversales y longitudinales)

Muelle elástico (plástico) de unos 50 cm de longitud y 5 cm de diámetro aproximadamente

PROCEDIMIENTO

Estira el muelle hasta su máxima elongación Haz un movimiento enérgico transversal a tu cuerpo ¿qué sucede? Ahora, recoge unos diez aros del muelle y suéltalo ¿qué sucede?

MATERIALES: (propagación de ondas)

30 palillos de paleta Cinta de enmascarar Dos soportes

PROCEDIMIENTO

En 1 metro de cinta pega los 30 palitos paralelamente y equidistantes Ata los extremos de la cinta a los soportes Haz oscilar uno de los palillos del extremo ¿qué sucede?

MATERIALES: (ondas estacionarias)

Hilo





Vibrador eléctrico Soporte universal

PROCEDIMIENTO

Ata al soporte y al vibrador el hilo en los dos extremos Varía la tensión de cuerda y haz oscilar el vibrador ¿qué sucede?

ANÁLISIS DE DATOS

¿Qué sucede cuando se genera un movimiento ondulatorio? ¿Por qué al variar la tensión el número de ondas estacionarias varían y cambia su

amplitud? Explica ampliamente. ¿cómo se presentan las ondas en un líquido?


Realza la experiencia en un líquido y analiza cuál es el sentido de propagación de las ondas.

¿Qué fenómenos de la naturaleza presenta eventos ondulatorios?


PARA LA PRÓXIMA…

¿De qué factores depende la velocidad del sonido? ¿Cómo se propaga el sonido en un tubo abierto y uno cerrado? ¿De qué depende la variación de la frecuencia del sonido? ¿Cómo se calcula la velocidad del sonido matemáticamente según la frecuencia o según el

periodo?

VAS A NECESITAR…

Tubo de ensayo Diapasón de 256 Hz Botella de dos litros vacía Bisturí Tubo de PVC de aproximadamente 50 cm de largo y 2 pulgadas de diámetro Una regla de más de 50cm de larga Un martillo pequeño Cinta negra

Laboratorio de Física – Experiencia Nº 23Onda (Sonido)





Temas: Velocidad del sonido

Objetivos:

Calcular experimentalmente la velocidad del sonido en un tubo sonoro cerrado

¿YA SABES…?

¿De qué factores depende la velocidad del sonido? ¿Cómo se propaga el sonido en un tubo abierto y uno cerrado? ¿De qué depende la variación de la frecuencia del sonido? ¿Cómo se calcula la velocidad del sonido matemáticamente según la frecuencia o según el

periodo?

MATERIALES:

Tubo de ensayo Diapasón de 256 Hz Botella de dos litros vacía Bisturí Tubo de PVC de aproximadamente 50 cm de largo y 2 pulgadas de diámetro Una regla de más de 50cm de larga Un martillo pequeño Cinta negra

PROCEDIMIENTO

Se sopla el tubo de ensayo por la boquilla ¿qué sucede con la frecuencia cuando se sopla fuerte o débil?

Ahora, se llena el tubo de ensayo hasta la mitad con agua y se vuelve a soplar ¿qué pasó con la frecuencia? ¿por qué sucede esto?

Atamos la regla al tubo de modo que el cero coincida con el extremo superior del tubo Abrimos el botellón de 2 litros en su extremo superior creando una abertura mayor que la

que trae normalmente (lo suficientemente amplia para que quepa el tubo con la regla) Llenamos el botellón de agua un poco abajo del tope introducimos la regla con el tubo en el botellón golpeamos el diapasón y lo acercamos en el extremo superior del tubo subiendo y bajando

este dentro del agua hasta encontrar la mayor intensidad y anotamos la medida. Calculamos la longitud de onda y luego la velocidad del sonido.

NOTA: Según la longitud de la columna de aire que anotamos (mayor intensidad) esta se encontraba en su modo fundamental, es decir, en el extremo inferior tenemos un nodo y en el extremo superior un antinodo (tubo sonoro cerrado) y esto corresponde a ¼ de la longitud de ondas.





ANÁLISIS DE DATOS

¿cuál sería la velocidad de ese sonido si se produjera un segundo y tercer armónico? ¿Cuál sería la velocidad de ese sonido si fuese en un tubo abierto?


¿cómo se presenta el sonido en un instrumento de viento? Averigua los más comunes.


Laboratorio de Física – Experiencia Nº 24Onda (Sonido)





Temas: Tono, Timbre e Intensidad

Objetivos:

¿YA SABES…?

MATERIALES:




PARA LA PROXIMA…

¿Qué enuncia y en qué consiste la ley de Coulomb? ¿Cómo es la interacción entre cargas de igual signo y de diferente signo? ¿Qué es un conductor y un aislante? ¿Cómo se carga un objeto por fricción, por contacto o por inducción?

VAS A NECESITAR…

Par de guantes quirúrgicos Cinta de teflón Tijeras Una bomba inflada Llave de agua

Laboratorio de Física – Experiencia Nº 25Fuerza de Atracción





Temas: electrostática

Objetivos:

1. Demostrar la interacción entre dos cuerpos cargados y el traspaso de carga

¿YA SABES…?

¿Qué enuncia y en qué consiste la ley de Coulomb? ¿Cómo es la interacción entre cargas de igual signo y de diferente signo? ¿Qué es un conductor y un aislante? ¿Cómo se carga un objeto por fricción, por contacto o por inducción?

MATERIALES:

Par de guantes quirúrgicos Cinta de teflón Tijeras Una bomba inflada Llave de agua


Partimos un trozo de teflón (60 cm aproximadamente) nos ponemos los guantes quirúrgicos tomamos la cinta por la mitad y frotamos la cinta (de arriba hacia abajo) con los dedos

¿qué sucede? Ahora, tomamos el globo, lo frotamos contra el cabello y lo acercamos a la cinta ¿qué

sucede? Luego, abrimos la llave de agua a un chorro muy delgado y acercamos el globo cargado

(sin tocarla) ¿qué sucede? Explica físicamente por qué se presentan estos fenómenos


¿Quién fue Charles-Augustin de Coulomb y cuáles fueron sus aportes a la física?


PARA LA PRÓXIMA…

¿Cómo se genera un campo eléctrico? ¿Cuál es el sentido de las líneas de campo según el signo de la carga?





¿Cuándo una carga adquiere mayor energía potencial eléctrica? ¿Cuál es la relación entre energía potencial eléctrica y potencial eléctrico?

VAS A NECESITAR…

Recipiente plástico Voltímetro Batería 12 voltios Cables 2 placas de cobres Un palillo de cobre de 15 cm Hoja de block (rallada horizontalmente a distancia de 5 cm)

Laboratorio de Física – Experiencia Nº 26Potencial Eléctrico y Campo Eléctrico





TEMA: electrodinámica

OBJETIVO: Determinar el potencial eléctrico de un sistema y a partir de allí encontrar el campo eléctrico

¿YA SABES…?

¿Cómo se genera un campo eléctrico? ¿Cuál es el sentido de las líneas de campo según el signo de la carga? ¿Cuándo una carga adquiere mayor energía potencial eléctrica? ¿Cuál es la relación entre energía potencial eléctrica y potencial eléctrico?

MATERIALES:

Recipiente plástico Voltímetro Batería 12 voltios Cables 2 placas de cobres Un palillo de cobre de 15 cm Hoja de block (rallada horizontalmente a distancia de 5 cm)

PROCEDIMIENTO

Realizar el siguiente montaje

Placa (+)

Batería + agua

Placa (-)

Debajo del recipiente ubica la hoja de block rallada Sumerge el polo positivo que sale del voltímetro en el recipiente y toca su superficie en

varios puntos. Esto es para observar que si hay cambio en el voltímetro, es decir que hay un voltaje asociado a una parte de la superficie.

Ahora, mueve el palillo paralelo a las placas dibujadas (rayas) ¿qué sucede con el voltímetro?

Haz lo mismo en todas que se vean abajo del recipiente. Observa que sucede. Ahora mueve el palillo perpendicular a las placas ¿qué sucede? Ubica el palillo en una de las placas cerca del polo positivo del sistema y luego en una de

las placas cerca del polo negativo del sistema. Registra ambos voltajes

V





Ahora, supón que las placas en sentido paralelo representan un eje (x) y en sentido perpendicular representan el eje (y).

Ubícate en un punto (y₁) y mide el voltaje, luego ubícate en un punto (y₂) y también mide el voltaje. Esto nos representa la variación en la altura

Tomando como x₁ y x₂ la variación del voltaje (diferencia de potencial) tenemos que el campo eléctrico medio (E) está determinado por:

A partir de la anterior formula calcula la magnitud del campo eléctrico

ANÁLISIS DE DATOS

Al pasar el palillo paralelo a las placas el cambio en el voltaje no es significativo, pero al pasarlo perpendicularmente sí. ¿cómo podrías explicar eso físicamente?

Según la diferencia de potencial ¿en qué sentido se mueve el campo eléctrico? Determina el por qué del signo negativo en la fórmula. ¿Cómo cambia ese campo si se acercan o se alejan las placas? ¿cómo cambia el campo si se varía el voltaje de la batería?


Averiguar acerca de la ley de Gauss. Quien fue y cuáles fueron sus aportes a la física. Quien fue Alessandro volta y cuáles fueron sus aportes a la física ¿Cuáles son los dispositivos más comunes de almacenamiento de energía? ¿en qué consiste el generador de Van de Graaff?

OBSERVACIONES DE ALUMNOS (ANOMALÍAS, AUSENCIA DE COMPAÑEROS ETC.)…PARA LA PRÓXIMA…

¿Cómo fluyen las cargas por un conductor? ¿En qué consiste la corriente eléctrica? ¿Cuáles son las fuentes de voltaje más conocidas? ¿Qué es y cómo actúa una resistencia eléctrica? ¿En qué consiste la ley de ohm? ¿Cuándo un corriente es directa o continua y cuando es alterna? ¿Cómo se construye un circuito en paralelo y cómo se construye en serie?

VAS A NECESITAR…

Una batería de 1.5 voltios (linterna) 3 bombillas de 0.5 ohmios (linterna) 3 metros de alambre Tijera Cinta negra

Laboratorio de Física – Experiencia Nº 27Circuitos

E = - ΔV / ΔY





Temas: Electrodinámica

Objetivos:

Medir experimentalmente el aumento de temperatura de un fluido Construcción de escalas térmicas con diferentes materiales.

¿YA SABES…?

¿Cómo fluyen las cargas por un conductor? ¿En qué consiste la corriente eléctrica? ¿Cuáles son las fuentes de voltaje más conocidas? ¿Qué es y cómo actúa una resistencia eléctrica? ¿En qué consiste la ley de ohm? ¿Cuándo un corriente es directa o continua y cuando es alterna? ¿Cómo se construye un circuito en paralelo y cómo se construye en serie?

MATERIALES:

Una batería de 1.5 voltios (linterna) 3 bombillas de 0.5 ohmios (linterna) 3 metros de alambre Tijera Cinta negra

PROCEDIMIENTO (circuito serie)

Realiza el siguiente montaje

Quita una de las tres bombillas ¿qué sucede?

PROCEDIMIENTO (circuito paralelo)










ANÁLISIS DE DATOS

¿Por qué al quitar el bombillo en el circuito en serie los demás se apagan y al hacerlo en el circuito en paralelo no sucede esto? Explica ampliamente.

Determina matemáticamente la resistencia total en el circuito en serie y en el paralelo Determina matemáticamente la corriente que fluye por los dos circuitos Determinar matemáticamente la diferencia de potencial en los dos circuitos


Averiguar quiénes fueron James Clerk Maxwell, Michael Faraday, Georg Simon Ohm y cuáles fueron los aportes que ellos hicieron a la física


Laboratorio de Física – Experiencia Nº 28Fenómenos Ópticos





Temas: Luz-óptica

Objetivos:


MATERIALES: (Densidad de un Fluido)

PROCEDIMIENTO

MATERIALES: (trabajo de diversas fuerzas)

PROCEDIMIENTO


Laboratorio de Física – Experiencia Nº 29Lentes





Temas: termodinámica

Objetivos:



PROCEDIMIENTO


PROCEDIMIENTO


Laboratorio de Física – Experiencia Nº 30Colores





Temas: termodinámica

Objetivos:



PROCEDIMIENTO


PROCEDIMIENTO




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