F́ısica General I Amanda Girón, Leorely Reyes

Universidad Nacional Autónoma de Honduras

Facultad de CienciasEscuela de F́ısica

Lineamientos de Informe: Velocidad TerminalDe Una Gota De Agua

Instrucciones:

Los reportes serán presentados de manera manuscrita en un cuaderno de hojas en blanco tamaño carta,utilizadas por ambos lados de la página.

Se presentará en grupos de máximo cuatro (4) personas, de acuerdo a los grupos en que tomaron los datos.

Deberá utilizar únicamente color negro y azul para escribir. Cualquier otro color deberá ser utilizadosolamente para subrayar.

Cada sección deberá estar debidamente nombrada.

Deberán presentar todo el procedimiento para llegar al resultado de manera clara y ordenada con larespuesta final encerrada en un recuadro.

Cualquier sección de un reporte que tenga parecido en su redacción con otro informe, se considerará comocopia y no se evaluará, al igual que cualquier sección que sea fotocopia, fotograf́ıa o impresión.

Introducción (3 %)

Realizar en tres párrafos o menos:

1er párrafo (1 %): hablar de manera general delprincipal objetivos (¿qué se está midiendo? ¿porqué es importante medir lo que se está midien-do?).

2ndo párrafo (1 %): porqué existe un problemaal tratar de cumplir el objetivo principal.

3er párrafo (1 %): cómo se planea resolver esteúltimo problema (es decir, cómo podemos medirlo que queremos medir).

Cuerpo del informe

Sección ValorIntroducción 3 %Objetivos 3 %Marco Teórico 6 %Procedimiento Experimental 2 %Tabla de Datos Experimentales 5 %Tratamiento de Datos Experimentales 20 %Análisis de Resultados 8 %Conclusiones 12 %Referencias 1 %Total 60 %

Si creen que el segundo párrafo es muy corto, pueden escribir los contenidos del segundo y tercer párrafo enuno sólo.

Objetivos (3 %)

Redactar tres objetivos no copiar de la gúıa textualmente, sino que redactarlos en sus propias palabras, enrelación con las actividades realizadas en el laboratorio y lo planteado en la introducción.

Marco Teórico (6 %)

De acuerdo a lo explicado en laboratorio y basándose en bibliograf́ıas consultadas, redactar un escrito procurandocubrir los siguientes aspectos:

1. (1 %) ¿Cómo se comportan la aceleración y la velocidad de la gota de agua durante la cáıda a través delaire?Haga representaciones gráficas a mano alzada de cada una de estas cantidades. Debe incluir las dos gráficasy una explicación de la interpretación f́ısicia de ese comportamiento. Cada gráfica debe tener su t́ıtulorespectivo y los ejes debidamente rotulados. No es necesario utilizar papel milimetrado, y puede realizarlasa mano alzada.

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2. (1 %) ¿Si la gota de agua se moviera en cáıda vertical a através de aceite vegetal, cambiaŕıan las carac-teŕısticas de su movimiento respecto al de su cáıda a través del aire?Debe incluir las dos gráficas, análogas a las del inciso anterior, pero esta vez considerando que el medioes el aceite vegetal. Siga los mismo lineamientos del inciso anterior.

3. (1 %) ¿Qué cantidades f́ısicas necesitamos medir para registrar este movimiento?

4. (1 %) Haga un listado de las ecuaciones cinemáticas básicas que disponemos para analizar los datosexperimentales obtenidos mediante el registro del movimiento.Solamente liste las ecuaciones que sean necesarias, no todas las vistas en la clase. De un breve textoexplicativo de por qué son aplicables.

5. (1 %) ¿Qué es regresión lineal y en qué consiste este proceso?

Procedimiento Experimental (2 %)

1. Realizar un diagrama del montaje experimental.

2. Dar una descripción del procedimiento experimental y los cuidados que se deben tomar al realizar elexperimento. No copiar de la gúıa.

Tabla de Datos Experimentales (5 %)

Deben indicar las incertidumbres instrumentales y las incertidumbres consideradas debido al criterio del inves-tigador, junto con una justificación de por qué las escogieron.

Datos método ajuste lineal

No. 1 2 3 4 5 6 7 8 8 8

y pcmqt1 psq

δy � δt �

Tabla 1: datos del método regresión linealRecuerde que los valores de distancia y tiempo utilizados son los acumulados.

Datos método estad́ıstico

No. 1 2 3 4 5 6 7 8 8 8

y2 pcmqt2 psq

δy2 � δt �

Tabla 2: datos del método estad́ısticoRecuerde que los valores de distancia y tiempo utilizados son los de cada intervalo.

Tratamiento de Datos Experimentales (20 %)

Parte 1

1. (1 %) En una hoja de papel milimetrado construya una gráfica de la posición de la gota de agua en funcióndel tiempo, es decir, y=y(t) (suponga que las distancias verticales medidas hacia abajo son positivas). Notrace ĺıneas uniendo los puntos que ha graficado.Recuerde que debe utilizar papel milimetrado en la gráfica. Las distancias (y) irán colocadas en el ejey y los tiempos (t) en el eje x. Además, la gráfica debe tener t́ıtulo y sus ejes deben estar debidamenterotulados.

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2. (6 %) Si los puntos graficados se ordenan de manera aproximada siguiendo una ĺınea recta, aplique regresiónlineal para calcular la pendiente y el intercepto de dicha recta, completando la siguiente tabla para obtenerlos valores centrales de la pendiente a y el intercepto b

j Xj Yj Xj � Yj Xj � Xj1 � � � �2 � � � �...

......

......

N � � � �Sumas

°Xj

°Yj

°Xj � Yj

°pXjq

2

ā �N°XjYj �

°Xj°Yj

N°pXjq2 � p

°Xiq2

b̄ �

°pXq2j

°Yj �

°Xj°XjYj

N°pXjq2 � p

°Xiq2

3. (2 %) Graficar la ecuación del ajuste (Y � aX � b) obtenida en el mismo gráfico que realizó en el primerpaso que sirva para calcular la posición de la gota que cae a través del aceite vegetal en función del tiempo..

4. (6 %) Completar la siguiente tabla y determinar los valores de los errores asociados a la pendiente y elintercepto, además calcular también el valor de la correlación (r)

j xj yj axj � b� yj paxj � b� yjq2

1 � � � �2 � � � �...

......

......

N � � � �

Sumas°xj

°yj Ésta no

°paxj � b� yjq

2

Sy �

d°paxj � b� yjq

2

N � 2∆a � Sy

dN

N°pxjq2 � p

°xjq2

∆b � Sy

d °pxjq

2

N°pxjq2 � p

°xjq2

y

r �N°xjyj �

°xj°yja

N°pxq2 � p

°xjq2

aN°pyjq2 � p

°yjq2

5. (1 %) Presentar el valor de la pendiente y el intercepto(con el número correcto de cifras significativas)como:

a � pā�∆aqunidades

b � pb̄�∆bqunidades

6. (1 %) Determinar el valor de la velocidad terminal de la gota de agua

v̄ter �∆vter � ā�∆a

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Parte 2

1. Usando todos los datos de la tabla 2 calcule la velocidad media para cada par de puntos consecutivos.

vi �yi � yi�1ti � ti�1

2. Obtenga el promedio de las velocidades medias que calculó.

v̄ �

°viN

3. Encuentre el error absoluto del promedio v obtenido en la medición de los valores de la velocidad delprimer inciso por medio de propagación de errores.

∆v̄ � 2v̄

�∆y12

¯y12�

∆tprom¯tprom

4. Exprese su resultado de la velocidad promedio y su incertidumbre en la forma estándar con sus unidadescorrespondientes.

Análisis de Resultados (8 %)

Considere los siguientes puntos al redactar su análisis de resultados:

1. (1 %) Compare los resultados de velocidad obtenidos en las Partes I y II del tratamiento de datos.¿Puedeconsiderarlos consistentes? Para determinar la consistencia de los resultados, realice un gráfico de discre-pancia y determine si ésta es significativa o no significativa. Explique sus resultados.

2. (1 %) ¿Qué tan buena es la precisión de su experimento? Determine la incertidumbre procentual de lavelocidad para la Parte I y para la Parte II. Analice sus resultados.

3. (2 %) ¿Qué factores considera que introdujeron error en los procedimientos utilizados? Analice sus resul-tados de los dos incisos anteriores. Si una medición tiene una incertidumbre porcentual alta, piense a quépudo haberse debido y cómo podŕıa corregirlo.

Conclusiones (12 %)

1. ¿Cuál es la ecuación que describe la posición en función del tiempo de la gota de agua en cáıda vertical através del aceite? Proporcione los valores numéricos de las constantes. Al expresar los valores numéricosde las constantes, recuerden hacerlo en el formato adecuado y redondeados de acuerdo a las reglas vistas.¡No olviden las unidades!

2. ¿Qué relación existe entre la pendiente de la recta y el promedio de velocidades medias? Explique yfundamente bien su respuesta.

3. Tomando en cuenta los resultados ¿cómo calificaŕıa el movimiento de la gota de agua en cáıda a travésde aceite vegetal? Investigue el concepto de movimiento rectiĺıneo uniforme. Explique detalladamente porqué la gota tiene o no tiene este movimiento.

4. ¿Qué aspectos cualitativos, descritos teóricamente para el movimiento de una gota de agua en cáıdavertical a través de aire en reposo, se observaron en el laboratorio para el movimiento de una gota de aguacayendo a través de aceite vegetal?

5. ¿Qué puede concluir con respecto al problema planteado? Explique detalladamente.

Referencias (1 %)

Referencias de todas las fuentes externas usadas en el informe.

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