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TECNICA DE MEDICION DE VARIABLES FISICAS 2
UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA – NEIVA
Contenido
Introducción ...................................................................................................... 3
Indicadores de Competencias………………………………………………………………………………………4
Marco Teórico………………………………………………………………………………………………………………5
Actividad Motivadora………………………………………………………………………………..……………………6
Materiales……………………………………………………………………………………………………………….…………7
Procedimiento…………………………………………………………………………………………………….…….……10
Análisis de los Resultados ................................................................................ 13
Aplicaciones ..................................................................................................... 15
Enlaces de Apoyo ............................................................................................. 16
Bibliografía ....................................................................................................... 17
Webgrafía ......................................................................................................... 18
Para Reflexionar……………………………………………………………..…19
GUÍA DE LABORATORIO # 1 – TRATAMIENTO DE DATOS
EXPERIMENTALES – EXCEL - USO DE SIMULADORES
Tratamiento de Datos Experimentales – Uso de
Excel - Simuladores
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Introducción
Excel es un software, o lo que es lo mismo un programa informático, que sirve
para realizar cálculos numéricos o matemáticos.
Es una hoja de cálculo para el registro de números, datos y texto. Si bien sus
utilidades y funciones son muy amplias, ya que con Excel puedes realizar
desde una simple suma, hasta resolver integrales, pasando por crear gráficos,
ordenar y agregar información no numérica, resolver programas matemáticos
y un largo etcétera.
En la presente guía se utilizará Excel para realizar el tratamiento de datos
experimentales obtenidos a partir de un simulador los cuales permitirán la
elaboración de tablas, gráficas y la obtención de la ecuación matemática que
rige el fenómeno en estudio.
"Un simulador es quizá la aplicación que más aprovecha las especificaciones
de la computadora como recurso de aprendizaje y que cada día se extiende
más en áreas de la educación".
El simulador permite al estudiante aprender de manera práctica, a través del
descubrimiento y la construcción de situaciones hipotéticas. Un simulador
tiene la ventaja de permitirle al estudiante desarrollar la destreza mental o
física a través de su uso y ponerlo en contacto con situaciones que pueden ser
utilizadas de manera práctica. Si son usados en trabajo colaborativo,
estimulan el trabajo en equipo al estimular la discusión del tema.
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Indicadores de Competencia
Adquirir habilidades y destrezas en el manejo de datos experimentales
haciendo uso de Excel – tablas, gráficas y ecuaciones.
Reconocer la relación existente entre dos variables físicas a partir de la curva
obtenida al graficarlas y deducir la expresión matemática que las relaciona.
Valorar la importancia de las herramientas disponibles en la web –
simuladores – para apoyar procesos de enseñanza – aprendizaje.
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Marco Teórico
Consulte los temas dados a continuación para la buena realización de la
práctica de laboratorio:
• ¿Qué es Excel?
• Dibuje la ventana de Excel, en ella identifique sus principales partes,
menús y explique para que sirven.
• ¿Para qué sirve Excel?
• ¿Qué es un simulador y cuáles son sus ventajas y desventajas en
educación?
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Actividad Motivadora
Explore los siguientes portales web.
https://phet.colorado.edu/es/simulations/category/physics
http://www.walter-fendt.de/ph14s/
http://lascienciasenmivida.blogspot.com.co/2012/02/simuladores-de-
fisica.html
http://www.educaplus.org/games/fisica
http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/animac
iones.html
http://www.fismec.com/ovas/pendulo.html
http://www.fismec.com/ovas/masa_resorte.html
Después de explorar los portales web, escriba aquí su comentario acerca de
la importancia del uso de simuladores para el estudio de fenómenos reales a
través de simulaciones.
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Materiales
Para desarrollar este laboratorio solamente necesitas una computadora que
tenga instalado Excel y con acceso a internet.
Para la toma de datos experimentales se va a hacer uso de tres simuladores
disponibles en la web a saber – Explórelos para poder tomar datos mas
adelante.
Para el estudio de la relación lineal se usará el simulador de circuito de
corriente electrica desarrollado por la universidad de colorados estados
unidos en el proyecto Phet, en el cual podrás observar de manera didáctica e
interactiva el comportamiento del voltaje, la intensidad de corriente y la
resistencia electrica.
Figura 1 – Simulador Ley de OHM
Derechos de Autor: https://phet.colorado.edu/es/simulations
Proyecto: Phet – Universidad de Colorado
Haz clic sobre la palabra simulador para acceder a él.
SIMULADOR CIRCUITO DE CORRIENTE SENCILLO
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Para el estudio de la relación cuadrática se usará el simulador Ovas de un
péndulo simple – ley longitud y periodo desarrollado por la universidad
cooperativa de Colombia en el proyecto OVAs, en el cual podrás observar
como varia el periodo de oscilación de un péndulo a medida que cambia su
longitud.
Figura 2 – Simulador Péndulo Simple
Derechos de Autor: http://www.labvirfis.com.com/ovas/pendulo.html
Proyecto: Ovas – Universidad Cooperativa de Colombia
Haz clic sobre la palabra simulador para acceder a él.
SIMULADOR PENDULO SIMPLE – OVAS
Para el estudio de la relación inversa se usará el simulador Ovas de un
oscilador armónico simple – ley periodo y constante elástica de un resorte,
desarrollado por la universidad cooperativa de Colombia en el proyecto OVAs,
en el cual podrás observar como varia el periodo de oscilación de un oscilador
armónico simple a medida que cambia la constante elástica del resorte.
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Figura 2 – Simulador Oscilador Armónico Simple
Derechos de Autor: http://www.labvirfis.com/ovas/masa_resorte.html
Proyecto: Ovas – Universidad Cooperativa de Colombia
Haz clic sobre la palabra simulador para acceder a él.
SIMULADOR OSCILADOR ARMONICO SIMPLE – OVAS
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Procedimiento
Relación lineal:
1. Entre al simulador por medio del link otorgado anteriormente.
2. Relaciónese con los controles para variar voltaje y resistencia, así como
de los botones para reiniciar y sonido.
3. Fije el valor de una resistencia de trabajo con la ayuda de la barra de
desplazamiento.
4. Una vez fija la resistencia comience a variar los voltajes suministrados al
circuito, observe como cambia la corriente electrica.
5. Registre los datos obtenidos en la simulación en la Tabla 1.
Tabla 1. Voltaje e intensidad de corriente: R = ____________
Voltaje v (v)
Intensidad de corriente
electrica I (mA)
Relación cuadrática:
1. Entre al simulador por medio del link otorgado anteriormente. Haz clic
en la ley Periodo y Longitud.
2. Relaciónese con los controles para variar longitud, masa, gravedad,
ángulo, inicio, pausa, reinicio, así como con los controles para cambiar
número de oscilaciones, planeta, y masa de oscilación.
3. Fije los valores de masa, oscilación, ángulo, elija un planeta donde
realizar el experimento.
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4. Una vez fija las variables indicadas en el paso anterior, comience a variar
la longitud del péndulo, observe como cambia el periodo de oscilación
(recuerde que el periodo de oscilación se define como el tiempo que le
toma al péndulo en realizar una oscilación). Registre los datos
obtenidos en la simulación en la Tabla 2.
Tabla 2. Longitud y periodo de un péndulo simple
Longitud L (cm)
Periodo T (s)
Periodo al cuadrado
T2(s2)
Relación inversa:
1. Entre al simulador por medio del link otorgado anteriormente. Haz clic
en la ley Periodo y constante elástica.
2. Relaciónese con los controles para variar resorte, masa, amplitud, así
como con los controles para cambiar número de oscilaciones, resortes,
y masa de oscilación.
3. Fije los valores de masa de oscilación, amplitud del movimiento elija un
planeta donde realizar el experimento. Realice el proceso anterior
variando el resorte.
4. Una vez fija las variables indicadas en el paso anterior, comience a variar
los resortes, observe como cambia el periodo de oscilación (recuerde
que el periodo de oscilación se define como el tiempo que le toma al
oscilador armónico simple en realizar una oscilación).. Registre los
datos obtenidos en la simulación en la Tabla 3.
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Tabla 3. Periodo y constante elástica de un resorte
Constante elástica K
(N/m)
Periodo T (s)
Inverso de K (m/N)
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Análisis de los Resultados
Relación lineal
1. Identifique las variables dependiente e independiente del experimento.
2. Realice la gráfica de Voltaje contra intensidad de corriente – primero en
papel milimetrado y luego haciendo uso de Excel. ¿Compárelas, que concluye?
3. Halle la ecuación que relaciona a las variables.
4. De acuerdo a las unidades de la constante de proporcionalidad que nombre
recibe dicha constante.
5. Escriba la ecuación que relaciona al voltaje con la corriente eléctrica.
6. Utilice la ecuación hallada y determine:
• El voltaje que hay que suministrarle a una resistencia para que circulen
sobre ella 4,2 mA
• La corriente que circula por una resistencia 120 KΩ cuando se le
suministran 20 voltios.
Relación cuadrática.
1. Identifique las variables dependiente e independiente del experimento.
2. Realice la gráfica de Longitud contra periodo y la gráfica de longitud contra
periodo al cuadrado. Primero en papel milimetrado y luego en Excel.
¿Compárelas, que concluye?
3. Halle la ecuación que relaciona a las variables.
4. De acuerdo a las unidades de la constante de proporcionalidad que nombre
recibe dicha constante.
5. Escriba la ecuación que relaciona a la longitud con el periodo de oscilación.
6. Utilice la ecuación hallada y determine:
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• El periodo de oscilación para una longitud de 120 cm.
• La longitud que debería tener un cuerpo para que el periodo de un
péndulo de lenteja sea de 1,2 min.
Relación Inversa
1. Identifique las variables dependiente e independiente del experimento.
2. Realice la gráfica de periodo contra constante elástica y el grafico de
periodo contra el inverso de la constante del resorte – primero en papel
milimetrado y luego haciendo uso de Excel. ¿Compárelas, que concluye?
3. Halle la ecuación que relaciona a las variables.
4. De acuerdo a las unidades de la constante de proporcionalidad que nombre
recibe dicha constante.
5. Escriba la ecuación que relaciona al periodo con la constante elástica de un
resorte.
6. Utilice la ecuación hallada y determine:
• El periodo de oscilación de un oscilador armónico simple cuando se
conecta a una masa de 20 kg.
• La constante elástica de un resorte que mueve una masa de 300 kg,
emplea 25 s en completar 10 oscilaciones.
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Aplicaciones
Utilice Excel y resuelva:
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Enlaces de Apoyo
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Bibliografía
Bauer, W., & Westfall, G. (2014). Física para Ingeniería y Ciencias con Física
Moderna (Segunda ed., Vol. 1). México D.F.: McGraw Hill Education.
M., A., & Finn, E. J. (1995). Física. México D.F.: Addison-Wesley Iberoamericana.
Resnick, R., Halliday, D., & Krane, K. S. (2001). Física (Cuarta ed., Vol. 1). México
D.F.: Grupo Patria Cultural.
Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2014). FÍSICA para ciencias e ingeniería (Novena
ed., Vol. 1). México D.F.: Cengage Learning Editores.
Tipler, P. A., & Mosca, G. (2006). Física para la ciencia y la tecnología (Quinta
ed., Vol. 1). Barcelona: Reverté.
Toledo López, P. H. (2010). Experimentos Virtuales de Física. Bogotá: Ediciones
Fundación Universidad Central.
Young, H. D., & Freedman, R. A. (2013). Física Universitaria (Décimo Tercera
ed., Vol. 1). México D.F.: Pearson Educación de México.
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Webgrafía
• https://phet.colorado.edu/es/simulations/category/physics
• http://www.fisicaconordenador.com
• www.fismec.com/ovas
• http://www.fismec.com/ovas/pendulo.html
• http://www.fismec.com/ovas/masa_resorte.html
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Para Reflexionar…
“la belleza intelectual se basta a sí misma y es por ella, más quizás que por el bien
futuro de la humanidad, que el científico consagra su vida a un trabajo largo y
difícil”
Henri Poincaré (1854 – 1912)
Jules Henri Poincaré, generalmente conocido como Henri Poincaré, fue un
prestigioso polímata: matemático, físico, científico teórico y filósofo de la
ciencia, primo del presidente de Francia Raymond Poincaré.
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Curso: Técnicas de Medición de
Variables Físicas
Semillero de investigación: Fisvir “Física Virtual al Alcance de Todos – Neiva 2017