FÍSICA GENERAL

ACTIVIDAD TRABAJO COLABORATIVO

PRACTICAS DE LABORATORIO

JENNY CAROLINA WALTEROS MORA CÓDIGO: 1049412977 GRUPO: 100413_224

CARLOS IVAN BUITRAGO

CÓDIGO: 1049412789

GRUPO: 100413_223

TUTOR LUIS CELY BECERRA

UNIVERSIDAD ABIERTA Y A DISTANCIA ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS E INGENIERÍA

DUITAMA 2013

OBJETIVO

El estudiante a través de un grupo colaborativo buscara afianzar los conocimientos

adquiridos compartiendo en él, el desarrollo de las actividades de laboratorio,

documentando lo sucedido, argumentando los datos y despejando dudas del

comportamiento físico de la naturaleza logrando dar criterio a las formulas y leyes de la

unidad 1, 2 y 3, a manera conceptualizar los fenómenos a los que refiere esta actividad.

Conocerá y aplicara elementos y equipos de medición desarrollando habilidades y

destrezas con el comportamiento de estos y el énfasis que en ello implica en el uso de

estos y la obtención de los resultados con los datos esperados.

MEDIDA DE LONGITUD UTILIZANDO CALIBRADOR, MICRÓMETRO Y ESFERÓMETRO

INTRODUCCIÓN

La precisión es uno de los objetivos que se persiguen al realizar mediciones. Los instrumentos de media que vamos a emplear nos permiten realizar medición de pequeñas longitudes con gran precisión y es nuestro objetivo apropiarnos de su manejo para usarlo en nuestro desempeño laboral o estudiantil en +áreas donde la precisión de las medidas es importante.

PARTE I. MEDICIONES CON EL CALIBRADOR

OBJETIVOS

1. Entrenar el alumno con el uso correcto del calibrador.

2. Aplicar correctamente los conceptos estadísticos de medida, rango, frecuencia, moda y desviación estándar a la tabulación de los datos tomados con el calibrador.

3. Emplear adecuadamente cada una de las partes del calibrador en diferentes mediciones.

RECURSOS

1. Modelo del calibrador en madera.

2. Calibrador pie de rey de precisión.

3. Modelos de cuerpos para mediciones.

TEORIA

INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN

Se denomina instrumento o aparato de medida a todo dispositivo destinado a realizar una medición sólo o en unión a otros dispositivos suplementarios.

Los instrumentos de medición se dividen en dos grupos: graduados y no graduados. Los dispositivos de medición graduados incluyen un conjunto de marcadores (llamados graduaciones) sobre una escala lineal o angular, contra la cual puede compararse la característica sujeta a medición del objeto. Los dispositivos de medición no graduados no poseen tal escala y se usan para hacer comparaciones entre dimensiones o para transferir una dimensión y efectuar su medición mediante un dispositivo graduado.

LA REGLA GRADUADA

El más simple de los dispositivos de medición graduados es la regla, disponible en diversas longitudes, que se usa para medir dimensiones lineales. En general están disponibles en 6,12 y 24 pulg. Con apreciaciones de 1/16 y 1/32 de pulg. Las métricas incluyen tamaños de 30, 75,150, 300 y hasta 600 mm con apreciaciones de 1 o 0.5 mm.

REGLA GRADUADA

EL VERNIER, CALIBRADOR O PIE DE REY

Es el instrumento de medida lineal que más se utiliza en un taller. Por medio del vernier se pueden controlar medidas de longitud interna, externa y de profundidad. Pueden venir en apreciaciones de 1/20, 1/50 y 1/100 mm y 1/128 pulg, es decir, las graduaciones al igual que la regla graduada vienen en los dos sistemas de unidades en la parte frontal.

CALIBRADOR Y SUS PARTES

El material con que se construyen es generalmente acero inoxidable INVAR., que posee una gran resistencias a la deformabilidad y al desgaste.

El nonio o reglilla auxiliar representa la característica principal del vernier, ya que es el que efectúa medidas con aproximaciones inferiores al milímetro y al 1/16 de pulgada. La graduación señalada en el cuerpo del calibre, y entre marcas, representa un milímetro, como si se tratara de una regla normal.

La graduación del nonio en milímetros posee 20 divisiones si se trata de un instrumento con apreciación de 0.05 mm, en este caso sólo podemos efectuar mediciones en múltiplos de 5 centésimas de milímetro. En el ejemplo gráfico solo hay diez divisiones.

Cuando el 0 del nonio coinciden con el 0 de la escala del cuerpo, el vernier está cerrado. En esta posición la vigésima marca del nonio coincide con la posición de 39 mm de la escala fija. Ningún otra marca del nonio, comprendida entre el 0 y 10, coinciden con una marca de la escala del cuerpo del calibre.

Si abrimos la corredera de modo que la primera marca el nonio o reglilla auxiliar después de cero (entre o y 1mm) coincida con la segunda marca de la escala fija del cuerpo, la medida será 0.05 mm. Si actuamos nuevamente y hacemos coincidir la segunda marca, ahora la medida será 0.10 mm.

En la escala graduada en pulgadas encontramos 16 divisiones por cada pulgada, es decir, cada división representa 1/16 de pulgada. En la escala del nonio superior encontramos 8 divisiones que representa las particiones de cada dieciseisavo de pulgada, es decir, cada división de la escala del nonio representa 1/128 pulgadas.

Si hacemos coincidir la primera división del nonio de la escala superior con la primera división de la escala fija del cuerpo, la medida será 1/128 pulgadas. Si continuamos deslizando la corredera pasando el cero del nonio por ¼ “sin llegar a 5/16” y hacemos coincidir la cuarta marca del nonio, la medida es: 1 /4”+ 1/32” = 9/32”, como se indica en la siguiente figura.

DIBUJO MEDICIONES EN PULGADAS CON EL VERNIER FIG.4

En algunos instrumentos en el reverso se encuentran impresas algunas tablas de utilidad práctica en los talleres con la medida del diámetro del agujero para roscar.

PROCEDIMIENTO

1. Coloque el objeto que desea medir entre la mandíbula del calibrador o pie de rey, si se trata de diámetro exteriores.

Tenga en cuenta que la lectura = parte entera + parte decimal (apreciación).

Antes de realizar la medición, los ceros de la regla y reglilla deben coincidir, de lo contrario hay que determinar el error de cero a tener en cuenta en todas las mediciones.

2. Los diámetros interiores se miden utilizando las orejas del calibrador.

3. Las profundidades se miden usando la sonda del vernier.

4. Practique la medición de acuerdo con el siguiente orden:

a. Pequeñas longitudes

b. Diámetros exteriores

c. Diámetros interiores

d. Profundidades

5. Cada integrante deberá realizar su respectiva lectura. Complete la siguiente tabla.

OBJETO A MEDIR

AS

PE

CT

O A

ME

DIR

LECT 1

LECT 2

LECT 3

LECT 4

LECT 5

_ X

RA

NG

O

RA

NG

O

FR

EC

UE

NC

IA

CM

OD

AL

MODA

σ n

Tapa de esfero

PE

QU

EÑ

AS

LO

NG

ITU

DE

S

38.9 mm 38.9 mm

38.8mm

38,7mm

38,9mm

38,84 0,2 38,9mm 15,85

1” 17/32 1” 17/32

1” 17/32

1” 17/32

1” 17/32

1” 17/32 ᶲ 1” 17/32

Esfero

DIA

ME

TR

OS

EX

TE

RIO

RE

S

8,6 mm 8,8mm 8,8mm 8,7mm 8,8mm 8,74 mm

O,2 mm

8,8mm 3,56

43/128 45/128 45/128 11/32 45/128 111/320” 1/64 45/128

Llavero

DIA

ME

T

RO

S

INT

ER

IO

RE

S

24,15 mm 24,05 mm

24,10 mm

24,15 mm

24,15 mm

24,12 0,1 mm

24,15mm 9,84

61/64 61/64 61/64 61/64 61/64 61/64 ᶲ 61/64

Tapa Marcador

PR

OF

UN

DID

AD

26 mm 26.05 mm

26 mm 25,95 mm

26mm 26mm 0,1 mm

26mm 9,17

1”3/128 1”3/128 1”3/128 1”3/128 1”3/128 1”3/128 ᶲ 1” 3/128

CONCLUSIONES

- La precisión del calibrador es de 0,05 cm y de 1/128 en el nonio de inches.

- Los objetos a medir eran irregulares y tomamos un mismo lado y diferentes compañeros del grupo tomaron una medida que quedo registrada en la tabla.

- El error de paralaje influye en la toma de una medida y si el objeto no es sumamente solido la presión que tenga el medidor sobre la medida también influye.

- Se compara la lectura de pulgadas y mm con el fin de conocer sus relaciones

PARTE II. MEDICIONES CON TORNILLO MICROMÉTRICO O MICRÓMETRO

OBJETIVOS

1. Adquirir habilidad y destreza en el manejo del tornillo micrométrico.

2. Interpretar los resultados de pequeñas cantidades con exactitud.

3. Construir tablas con los datos tomados para cada medida, utilizando estadígrafos.}

MATERIALES

Tornillos micrométricos, papel, vidrios, tornillos, esferas pequeñas, materiales diversos de dimensiones pequeñas para realizar mediciones.

TEORÍA

EL TORNILLO MICROMÉTRICO O MICRÓMETRO

El micrómetro para medidas exteriores es un aparato formado por un eje móvil (c) con

un parte roscada (e), al extremo de la cual va montado un tambor graduado (f); haciendo

girar el tambor graduado se obtiene el movimiento del tornillo micrométrico y por

consiguiente el eje móvil, que va a apretar la pieza contra el punto plano. Sobre la parte

fija, que esta solidaria al arco, va marcada la escala lineal graduada en milímetros o

pulgadas. A diferencia del vernier hay un micrómetro para cada sistema de unidades.

Las partes fundamentales de un micrómetro son:

MICRÓMETRO

El micrómetro presenta dos graduaciones para la lectura del milímetro y la centésima de

milímetro. La rosca del tornillo micrométrico tiene un paso de 0,5 mm. Por tanto con un

giro completo del tornillo, el tambor graduado avanza o retrocede 0,5 mm.}

La extremidad cónica del tambor está dividida en 50 partes. Por tanto la apreciación se

hace en este caso dividiendo el paso entre 50 partes; seria o,5 mm ÷ 50= 0,01 mm.

Girando el tambor, el cuerpo graduado en centésimas, el eje móvil y el embrague van

corriendo por la escala graduada fija. El milímetro y el medio milímetro se leen sobre la

graduación lineal fija que está en correspondencia con la graduación de la parte cónica

del tambor graduado.

Cuando los topes fijo y móvil se encuentran en contacto, el centro del tambor se enfrenta

al cero de la escala; girando el tambor por una vuelta completa se descubre una división

de la escala; pero si solo se gira una fracción de vuelta, ésta quedara indicada en las

divisiones del tambor. Si no coinciden los topes y la lectura de 0 es necesario hallar el

error de cero y tenerlo en cuenta en todas las mediciones o hacer el ajuste manual

usando las herramientas adecuadas.

PROCEDIMIENTO

El tornillo micrométrico es un instrumento que sirve para medir espesores y grosores.

1. Tome el tronillo micrométrico cuidando que las escalas coincidan con cero, o de lo contrario calcular el error y tenerlo en cuenta para futuras mediciones.

2. Coloque el objeto a medir entre los topes fijo y móvil de manera que se quede presionado suavemente y proceda a realizar la lectura.

3. Cada integrante debe realizar su respectiva lectura. Complete la siguiente tabla.

LECT 1

LECT 2

LECT 3

LECT 4

LECT 5

_ X

RA

NG

O

RA

NG

O

FR

EC

UE

NC

IA

CM

OD

AL

MODA

0,5463 0,5739 0,5459 0,5481 0,5777 0,5580 0,3180 -

0,0646 0,0636 0,0645 0,0631 0,0639 0,0639 0,005 0,0639 0,0667 0,0649 0,0653 0,0644 0,0622 0,0622 0,0023 0,0622

0,3906 0,3904 0,3907 0,3906 0,3904 0,3905 0,0003 0,3904

4. ¿Cuál es la apreciación en la lectura del tornillo micrométrico que usted empleo?

Es un tornillo de precisión 1/10000 de pulgada y cada división en la regla equivalía 25/1000 de pulgada y cada división del tambor 5/10000 de pulgada y un nonio de precisión 1/10000 de pulgada con una lectura de 1/10000 hasta 10000/10000´´.

5. Consulte y cite algunos tipos de micrómetros

De profundidades, de interiores y de exteriores; de modelos análogos, digitales y de tipo comparativo para verificar rugosidades y planitud.

7. ¿Qué más se puede medir con el tornillo micrométrico?

Tuberías, laminas, profundidades, enfiladores, desviaciones, espesores etc.

PARTE III. PROPORCIONALIDAD DIRECTA: DENSIDAD DE UN LÍQUIDO

Objetivo

Comprobar la relación de proporcionalidad entre diferentes magnitudes

Materiales

Una probeta graduada de 100 ml

Un vaso plástico

Balanza

Agua

Papel milimetrado

Procedimiento

1. Identifique los objetos que utilizara en la practica Balanza: Es un instrumento que sirve para medir la masa.

2. Calibre el cero de la balanza, si es digital puede hacerlo incluyendo la probeta que va a usar en la practica

3. Vierta 10, 20, 30, hasta llegar a 100ml de líquido en la probeta y determine en cada caso la masa del líquido Ml; Determine variable dependiente e independiente.

4. Registre los datos en la siguiente tabla

ML(g) 0 9,7 19,4 29,2 38,9 48,7 58,4 68,2 77,8 88,5 98,4

V(ml) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

D=ML/V (g/ml)

## 0,97 0,97 0,973 0,9725 0,974 0,973 0,974 0,9725 0,983 0,984

CONCLUSIONES

- Idealmente esperábamos que la relación fuera uno pues la masa es un gramo por un ml de contenido, pero la desviación fue constante puede que el valor de error fue tomando por el tipo de medidor comparador o calibración de la balanza.

- La variable dependiente es el peso (g) pues la medida era la esperada a cada variable de volumen expuesta, que sería la independiente.

- Se comprobó que la fórmula es igual a comparar el determinado peso (g) en una cantidad de volumen, lo que nos dice la proporcionalidad directa mientras que se sube una magnitud la otra igual debe subir.

0

20

40

60

80

100

120

10ml 20ml 30ml 40ml 50ml 60ml 70ml 80ml 90ml 100ml

M.liquido(g)

M.liquido(g)

PRACTICA N° 2 CINEMÁTICA Y FUERZAS

Tipo de Practica Presencial x Auto dirigida Remota

Porcentaje de Evaluación 5%

Horas de Practica 2

Temáticas de la Practica Unidad I Capitulo 2 y 3

Intencionalidades Formativas Propósitos: Promover el uso de gráficas para analizar los movimientos. Objetivos: Reconozca las gráficas de los movimientos rectilíneos acelerados. Aplicar los conceptos de descomposición de un vector y sumatoria de fuerzas. Metas: Comprenderá los elementos básicos del diagrama de fuerzas y de los movimientos. Competencias: El estudiante clasificara los diferentes movimientos y fuerzas.

Fundamentación Teórica

La cinemática es el estudio del movimiento pero solamente se remite a la descripción del mismo sin tener en cuenta las causas, estas causas son las fuerzas que actúan sobre el sistema. En esta práctica se utilizaran las lecciones: 9, 12 y 15.

Descripción de la Practica

Esta práctica se dividirá en dos partes, la primera se dedicara sobre la cinemática y el movimiento, en ella el estudiante deberá resolver el siguiente problema: ¿Qué tipo de función existe en el movimiento uniformemente variado entre las variables posición y tempo, velocidad y tiempo? En la segunda el estudiante deberá medir fuerzas y resolver el problema: En ciertas ocasiones necesitamos encontrar las condiciones de equilibrio para encontrar valores para determinados problemas, además de entender la descomposición de un vector en sus componentes. ¿Cómo se puede hallar una fuerza necesaria para que el sistema esté en equilibro?

Recursos a utilizar en la práctica (Equipos / Instrumentos)

- Cinta - Registrador de tiempo - Una polea - Un carrito - Una cuerda - Un juego de pesas - Dos soportes universales - Dos poleas - Juego de pesas - Dos cuerdas - Un transportador

Software a utilizar en la práctica

Ninguno

Metodología

Conocimiento previo para el desarrollo de la práctica: Movimiento rectilíneo, leyes de Newton, fuerzas, Tensión, peso. Forma de Trabajo: Trabajo en grupo. Máximo 3 personas. Procedimiento: Para la primera parte: 1. Pida al tutor instrucciones para utilizar la cinta registradora y el registrador de tiempo. 2. Corte un pedazo de cinta aproximadamente de 1,50 m de largo. 3. Conecte el registrador de tiempo a la pila y suelte el carrito para que éste se deslice libremente por la superficie de la mesa. m1 M2 4. Tome como medida de tiempo el que trascurre entre 11 puntos es decir 10 intervalos. 5. Complete la siguiente tabla.

Orden del intervalo de tiempo

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Velocidad Media ( mm) # puntos x intervalo

15

31

44

59

72

82

94

103

111

112

6. Con base en los datos de la anterior tabla, realicen un gráfico VXt Y determine qué tipo de función es. 7. Con base en los datos de la tabla, calcule la aceleración en cada intervalo, así:

𝛼1 = 𝑉1 − 𝑉2, 𝛼2 = 𝑉3 − 𝑉21, 𝑒𝑡𝑐. 1 1 Y registre los resultados en la siguiente tabla

Orden del intervalo de

tiempo

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Aceleración - 16 13 15 13 10 12 9 8 1

8. Complete la siguiente tabla tomando toda la distancia recorrida incluyendo la de anteriores intervalos de tiempo.

Tiempo trascurrido hasta el n-esimo segundo

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Distancia Recorrida (mm)

-

46

90

149

221

303

397

500

611

723

CONCLUSIONES

- La rapidez pudo ser afectada por el uso de materiales para tomar la medida de intervalo y la fricción de la cuerda. La razón de cambio de distancia con respecto al número de veces en determinado tiempo lo definimos como velocidad(# veces fue tantos puntos en determinada distancia)

- Las fuerzas que actuaron en el sistema ocasionaron los datos anotados, como fue la variación desde que arranco hasta el fin del recorrido, estando en equilibrio recibió una fuerza a través de la cuerda el carro por un objeto sostenido por esta, se hizo bajo sistema nivelado.

- El cuerpo sufre una aceleración incremental positiva.

- El objeto solo se movía si la fuerza que lo hacía reaccionar era mayor que la de

inercia.

- La fuerza que actúo sobre el objeto fue masa multiplicado por la gravedad la cual aumento su rapidez si aumentaba la masa.

Para la segunda parte:

Monte los soportes y las poleas como se indica

1. Tome varias pesitas y asígneles el valor M3

2. Como se indica en el dibujo, encuentre dos masas M1 y M2 que equilibren el sistema

está determinado por los ángulos de las cuerdas con la horizontal y la vertical. Tome

tres posiciones diferentes para la misma masa M3 y dibuje los diagramas de fuerza

sobre el papel milimetrado.

3. Repita los pasos 2 y 3 con diferentes valores para M1,M2 y M3.

m1

m3 m2

F1

F2 F3

PARTE IV. SISTEMAS EN EQUILIBRIO

TITULO: EQUILIBRIO DE FUERZA CONCURRENTES

OBJETIVO: Aplicar los conceptos de descomposición de un vector y sumatoria de fuerzas.

PROBLEMA

En ciertas ocasiones necesitamos encontrar las condiciones de equilibrio para encontrar valores para determinados problemas, además de entender la descomposición de un vector en sus componentes.

MATERIALES

- Dos soportes universales - Dos poleas - Juego de Pesitas - Dos cuerdas - Un transportador

PROCEDIMIENTO

Monte los soportes y las poleas como se indica en la gráfica.

1. Tome varias pesitas y asígneles el valor M3.

2. Como se indica en el dibujo, encuentre dos masas M1 y M2 que equilibren el sistema. El equilibrio del sistema está determinado por los ángulos de las cuerdas con la horizontal y la vertical. Tome tres posiciones diferentes para la misma masa M3 y dibuje los diagramas de fuerzas sobre papel milimetrado.

3. Repita los pasos 2 y 3 con diferentes valores para M1, M2 y M3.

T1 = T3 = T2

cos 𝜃 sin 𝛼 + 𝛽 cos 𝛼

T1= 250g T2= 250 g T3= 200g

135° 270° 25°

ƩFx= 250 Cos135+ 200 Cos25+ 0(250. Cos270)

= 4,49 g

ƩFy= 250 Sen 135 + 200 Sen25+ 250 Sen270

= 11,3 g

CONCLUSIONES

- El sistema debe estar en sumatoria cero, nos puede decir que la lectura tomada de los ángulos fue variada y que el rozamiento que presenta en poleas puede afectar la exactitud del sistema.

- El sistema en equilibrio puede funcionar con diferentes masas a diferentes ángulos.

- El sistema mientras ejerce fuerzas están ejercidas en un sistema vectorial a través de las cuerdas que son tensiones de fuerza.

- El cuerpo que se ejerce en equilibrio sus fuerzas solo actúan en eje y, es decir que vectorialmente sus fuerzas en x serán también sus sumatorias a 0

INTRODUCCIÓN

Un movimiento se llama periódico cuando a intervalos regulares de tiempo se repiten

los valores de las magnitudes que lo caracteriza. Un movimiento periódico es oscilatorio

si la trayectoria se recorre en ambas direcciones. Un movimiento oscilatorio es vibratorio

si su trayectoria es rectilínea y su origen se encuentra en el centro de la misma.

El movimiento armónico es un movimiento vibratorio en el la posición, velocidad y

aceleración se pueden describir mediante funciones senoidales o cosenoidales. De todos

los movimientos armónicos, el más sencillo es el Movimiento Armónico Simple.

El Movimiento Armónico Simple es aquel en el que la posición del cuerpo viene dada

por una función de tipo

x=A·sen (ωt+φ)

Donde

Elongación (x). Distancia del móvil de origen del movimiento en cada instante.

Amplitud (A). Elongación máxima que se alcanza.

Periodo (t). Tiempo en que tarda en realizarse una vibración completa.

Frecuencia (f). Número de vibraciones completas realizadas en la unidad de tiempo,

es inversa del periodo: 𝑓 =1

𝑡

Frecuencia angular (ω). 𝜔 = 2𝜋𝑓 = 2𝜋

𝑡

fase inicial o corrección de fase (φ). Valor determina la posición del cuerpo en el

instante inicial.

3. Determine el tipo de funciones a la que corresponde.

En el ejercicio realizado en el laboratorio, el Movimiento Armónico Simple que se

presenta, está dado por la función de tiempo y longitud.

Presentándose así mismo la función del seno.

TITULO:

SISTEMA MASA RESORTE

OBJETIVO:

Comprobar las leyes del movimiento armónico simple M.A.S. y aplicarlas para resolver

un problema concreto

TEORÍA

Cuando se suspende el extremo superior de un resorte de un punto fijo y del extremo

inferior se cuelga una masa m, el resorte se puede inducir a moverse en un movimiento

armónico simple (MAS), si se le proporciona la energía adecuada.

El periodo de cada oscilación está dada por:

T= 2𝜋√𝑚

𝑘

Donde m es la masa suspendida de la parte inferior del resorte y k es la constante de

elasticidad del resorte, la misma a la que nos referimos en una práctica anterior.

Como se ve para el resorte el periodo de oscilación en este caso si depende de la masa

oscilante m.

Despejando k de la expresión del periodo, tenemos:

k= 4𝜋²𝑚

𝑡²

MATERIALES

Un soporte universal

Un resorte

Un juego de pesitas

Un cronómetro

PROCEDIMIENTO

Establezca previamente el valor de la masa de cada una de las cinco pesitas de esta

práctica.

Fije el extremo superior del resorte del soporte universal y del extremo inferior

cuelgue una pesita.

Ponga a oscilar el sistema resorte-masa. Mida el periodo de oscilación con el mismo

método que se utilizó para el péndulo. Realice como mínimo tres mediciones y tome

el valor promedio.

Repita el paso 3 para 5 diferentes pesos.

Escriba los datos en la tabla 4 y calcule en cada caso k.

Establezca la k promediando los valores obtenidos. Determine las unidades de k.

RESULTADOS

Tabla 4 (datos para la determinación de la constante de elasticidad de un resorte.

Numero de oscilaciones = 10

Long cm t(sg) T(sg) 𝑇2𝑠𝑔2 gravedad Promedio T Pro T 3 A

100 20.20 2.02 4.084 966.6 T1=20.20 T1=1.51

90 18.95 1.89 3.572 994.4 T2=19.90 T2=1.52

80 18.01 1.80 3.24 974.5 T3=19.68 T3=1.49

70 16.76 1.67 2.788 990.9 T4=19.36

60 15.79 1.57 2.464 961.1

50 14.25 1.42 2.016 978.9

40 13.18 1.31 1.716 920.0

30 11.09 1.10 1.21 978.5

20 09.22 0.922 0.846 933.0

10 06.63 0.63 0.396 9.96

CONCLUSIONES

El cuadrado del periodo es directamente proporcional a la longitud del péndulo pues la

medida es en proporción directa a medida que disminuimos la distancia el periodo iba

disminuyendo.

SEGUNDA PARTE.

MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE

El movimiento de un cuerpo sometido la acción de una fuerza elástica da lugar a un

movimiento conocido como movimiento armónico simple. Esta fuerza se manifiesta

cuando un cuerpo oscila unido a un resorte ideal. Un resorte ideal tiene dos

características, su longitud natural que es su longitud sin estar sometido a fuerzas y su

constante elástica.

Tabla 1

M 100g 150g 200g 250g 300g

T 0.085 0.972 1.115 1.23.1 1.352

T2 0.648 0.944 1.243 1.515 1.827

K1 6.09 6.27 6.35 6.51 6.48

F= m.a

X= cos (w.y)

V=𝑑𝑥𝑑𝑡⁄ =-Wa sen (wt)

a= 𝑑𝑣𝑑𝑡⁄ = 𝑑𝑥2

𝑑𝑡2⁄ = 𝑤2𝐴 𝐶𝑜𝑠(𝑤𝑡)

F = m.a = - m𝑤2x =-Kx

M= (2𝛱𝑇2⁄ ) =

k = 4𝛱2. 𝑚𝑇2⁄

W =2𝛱𝑇⁄

T = 𝑡 𝑛⁄

Tabla 2

M 100g 150g 200g 250g 300g

T 1.435 1.727 1.982 2.209 2.397

T2 2.059 2.982 3.928 4.879 5.745

K1 1.916 1.985 2.009 2.022 2.61

CONCLUSIONES

La acción de la gravedad actúo sobre el resorte y este a su vez contrarrestaba el peso

evitándose deformar, lo que lo iba venciendo era el aumento de masa y su constante

de elasticidad iba aumentando por eso el signo negativo.

La recuperación del resorte es proporcional a la masa e inversamente proporcional al

periodo.

TERCERA PARTE. CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA OBJETIVO: A partir de un experimento sencillo observar que hay diferentes tipos de energía y que se conserva la energía total. MATERIALES

erpo (péndulo).

PROCEDIMIENTO: 1. Realice el montaje mostrado en la figura, que consiste en un péndulo que se encuentra en su recorrido con una varilla o vástago y puede empezar a dar vueltas o tener otro movimiento pendular, lo cual depende de la altura H a la que se suelta el cuerpo. 2. Mida la altura “mínima” H a la que se suelta el cuerpo, para que dicho cuerpo pueda realizar la vuelta completa en un movimiento circular de radio R. Esto repítalo tres veces. Recuerde que si la altura es un poco menor a la que midió el movimiento deja de ser circular.

3. Cambie el valor del radio cinco veces y vuelva a medir dicha altura mínima. Los resultados escríbalos en la siguiente tabla. RESULTADOS

H

33

48

60

54

68

R

13

20

26

23

31

Al ser suspendido un cuerpo a una distancia de hilo y otra de la base este adquiere un potencial donde su energía adquirió una velocidad y genero un trabajo en movimiento circular volviéndose cinética.

LABORATORIO No. 3

PRIMERA PARTE. DENSIDAD DE LOS LÍQUIDOS

La densidad de un fluido viene determinada por la masa y el volumen de dicho fluido

según la relación d = M/V.

Cuando se aumenta la temperatura de un fluido, los átomos que lo componen comienzan

a vibrar (el fluido se expande) ocupando más espacio y, por tanto, aumentando su

volumen.

Conocida la masa del cuerpo y el volumen de la parte sumergida, podemos determinar

la densidad del líquido.

OBJETIVO.

Observar que los líquidos tienen diferentes densidades.

MATERIALES

Balanza

Picnómetro

Agua

Alcohol

Leche

PROCEDIMIENTO.

1. Agregue agua al picnómetro hasta que este se encuentre lleno 50ml registre la masa

del agua.

2. Realice el mismo procedimiento para 3 tipos de líquidos diferentes. Manteniendo

siempre las mismas condiciones experimentales

INFORME

1. Realice un análisis de la prueba y sus resultados.

2. Determine la densidad de los diferentes líquidos.

RESULTADOS DENSIDAD DE LOS LÍQUIDOS.

Llenado del picnómetro para calcular la densidad de los líquidos.

Datos obtenidos.

AGUA ALCOHOL VINAGRE

Picnómetro vacío 11.55 gr Vaso 250

vacío=110.16 gr 11.2 gr

Picnómetro lleno 21.5 gr Vaso 250

lleno=152.08 gr 21.3 gr

Masa gr 10 gr 41.92 gr 10.1 gr

Volumen ml 10 50 10

Densidad gr/ml = 10g/10ml = 41.92 gr/50ml = 10.1 gr/10 ml

= 1 gr/ml = 0.83 = 1.01gr/ml

CONCLUSIONES

De los resultados de la práctica desarrollada se puede concluir que la densidad siendo

una propiedad física de la materia, es directamente proporcional al peso del líquido a su

volumen.

Los líquidos se vierten en un picnómetro para observar sus densidades. Primero se vertió

agua, luego el alcohol y después el vinagre, de donde se obtuvo que el alcohol es más

denso el agua, y esta menos densa que el vinagre.

SEGUNDA PARTE

DENSIDAD DE CUERPOS IRREGULARES

OBJETIVO.

Determinar la densidad de cuerpos irregulares midiendo indirectamente su volumen.

MATERIALES

Balanza

Cuerpo irregular con densidad mayor que la del agua sujeto con una cuerda para

poderlo suspender.

Agua (densidad δ = 1 ∗ 103 𝑘𝑔

𝑚3)

Vaso de precipitados o recipiente.

PROCEDIMIENTO

1. Agregue agua al vaso de precipitados o al recipiente. Registre el valor de su masa. La

cantidad de agua debe ser suficiente para poder sumergir el cuerpo completamente pero

sin que llegue a tocar el fondo.

2. Nuevamente coloque el vaso con agua y el cuerpo sumergido completamente, pero

sin tocar el fondo encima de la balanza y tome su marcación.

3. Mida la masa del cuerpo.

Repita lo anteriores pasos tres veces.

INFORME

Realice la diferencia entre el resultado del paso 2 y del paso 1. Aplique el principio de

Arquímedes y concluya.

Determine la densidad del cuerpo.

La balanza sirve para determinar la masa de un objeto. El objeto a medir se coloca en el

platillo y se mide viendo que el brazo de la balanza quede a la altura del cero calibrador.

El vaso de precipitado es un aparato para colocar líquidos u otros objetos. El vaso

precipitado es utilizado para verter líquidos y en el laboratorio se utilizó para verter más

precisamente 100.0 ml de agua.

DENSIDAD DE LOS CUERPOS IRREGULARES

BORRADOR ROCA PESA

Peso: 12 Peso: 28.6 Peso: 49.9

Volumen: 8 volumen: 12.7 volumen: 6

Densidad: 1.5gr/ml densidad: 2.25gr/ml densidad: 8.31gr/ml

Toma de pesos de los cuerpos irregulares.

Para determinar la densidad de la roca, el borrador y la pesa, no se tomó en cuenta la

temperatura del laboratorio. La masa de la roca, el corcho y la pesa, se determinó con

una balanza. Se colocó la roca, el corcho y la pesa, en la balanza y se determinó que su

masa es de 8.2 g, 28.6 g, 49.9 g, respectivamente. Luego se vertió 100.0 ml de agua en

un vaso precipitado para determinar el volumen. Después de colocar la roca, el borrador

y la pesa, en el vaso precipitado el agua subió a 5.6 ml, 12.7 ml y 6.0 ml, se determinó

que el volumen respectivamente.

Con los datos obtenidos de masa y volumen se determinaron los valores de la densidad

de la roca, el borrador y la pesa de 1.46 gr/ml, 2.25 gr/ml y 8.31 gr/ml respectivamente.

CONCLUSIONES

Como el volumen es irregular y sin poder hacer uso de datos geométricos el uso de

inmersión y sustracción de valores nos dio el dato de los volúmenes aquí medidos; como

siguiente medida sin que tocara el fondo se comprobó que la relatividad del agua la

tomamos como referencia para hallar el volumen de los objetos.

TERCERA PARTE

CALOR ESPECÍFICO DE LOS SOLIDOS

OBJETIVO

Determinar el valor del calor específico de un objeto metálico por el método de mezclas.

MATERIALES

Un calorímetro.

Un vaso de precipitados.

Una balanza.

Un termómetro.

Una pesita metálica.

Hilo de nylon.

Un reverbero.

PROCEDIMIENTO

1. Ponga a calentar el vaso de precipitados.

2. Mida la masa de la pesita.

3. Introduzca la pesita en el vaso de precipitados, atada al hilo de nylon.

4. Mida la masa del calorímetro.

5. Agregue una cantidad conocida de agua al calorímetro a temperatura ambiente.

6. Mida la temperatura del calorímetro y del agua.

7. De acuerdo con el material del que está hecho el calorímetro, determine el calor

específico del calorímetro (Por ejemplo, aluminio).

8. Cuando el agua del vaso de precipitados hierva, determine el valor de la temperatura

de ebullición. Mantenga la ebullición.

9. Después de cierto tiempo (un minuto) saque la pesita del vaso de precipitados y

sumérjala en el agua del calorímetro, tape herméticamente y agite suavemente con el

agitador al interior del calorímetro, hasta que el sistema llegue al equilibrio térmico.

10. Tome la temperatura final al interior del calorímetro.

11. Determine una ecuación para la energía inicial del sistema: calorímetro, agua del

calorímetro y pesita (antes de sumergirla).

12. Determine una ecuación para la energía final del sistema (después de agitar).

13. Las dos ecuaciones contienen una incógnita, calor específico de la pesita.

14. Aplicando el principio de la conservación de la energía, las dos ecuaciones se deben

igualar. Despeje la incógnita.

15. Determine el calor específico de la pesita.

INFORME

Debe registrar los siguientes datos para la realización del informe

Masa de la pesita

Masa del calorímetro

Masa del agua del calorímetro

Temperatura inicial del calorímetro y del agua del mismo.

Temperatura inicial de la pesita (la misma de ebullición)

Temperatura final del sistema.

Calor específico del agua.

Calor específico del calorímetro.

Calor que recibe el calorímetro.

Calor que recibe el agua del calorímetro.

Calor que da la pesita.

Calor específico de la pesita.

Determine a qué material (cercano) corresponde el calor específico de la pesita con

ayuda de una tabla de calores específicos.

Comente brevemente los factores de los que depende el calor específico de un cuerpo.

Toma de datos de calor y temperatura.

DATOS RECOPILADOS DEL INFORME

ELEMENTO MASA(g) C cal/g Tº

equilibrio

Tº inicial Calor (cal)

Calorímetro 60.6 0.22 24.1 18,0 81,3

Agua 200 1 24.1 18,0 1220.0

pesa 201,2 0.0932 24.1 93.5 -1301,3

CONCLUSIÓN

La densidad es una propiedad característica de los cuerpos y de las sustancias.

A mayor masa, mayor densidad, por lo tanto, a menor masa, menor densidad.

Cuanto a mayor es el volumen, menor es la densidad, por lo tanto, a menor

volumen, mayor densidad.

En el calor latente varia el calor en una determinada área, el calor de un objeto

respecto al otro a través de un medio transfieren calor ocasionando que uno gane

y el otro ceda y fue medido con magnitudes de temperatura

BIBLIOGRAFÍA

[1] Murray R., Spiegel. Manual de fórmulas y tablas matemáticas, Serie Schaum, McGraw-Hill, 1968.

[2] D. C. Baird. Experimentación. Una introducción a la teoría de mediciones y al diseño de experimentos. Prentice-Hall Hispanoamérica, S. A., 1991.

[3] W. Leo. Techniques for nuclear and particle physics experiments. Spring-Verlag. 1987.

[4] J. P. Holman. Experimental methods for engineers. McGraw-Hill, 6th edition, 1994.

[5] Phillip R. Bevington. Data reduction and Error Analysis for the Physical Sciences. McGraw-Hill Book Company, 1969.

[6] PASCO Scientific. Instruction Manual and Experiment Guide for the PASCO Scientific Models ME-9279A and ME-9280, Rotational Dynamics Apparatus, 1990.

[7] ALONSO, M. y FINN, E. J. “Física”. Editorial Addison-Wesley Iberoamericana. Wilmington, 1995.

[8] TIPLER, P. A. “Física” (2 volúmenes). Editorial Reverté (Barcelona). 1999.