LABORATORIO FISICA GENERAL Practica 1, 2, 3,4

Presentado por:

Grupo: General

Profesor:JORGE ESTRADA

Asignatura:FISICA GENERAL

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIAESCUELA DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGIA E INGENIERIA

MEDELLIN COLOMBIA 2015

Objetivos

GENERAL

Promover el uso de gráficas y el adecuado manejo de error en las medidas

Comprobar la relación de proporcionalidad entre diferentes magnitudes.

Aprender a manejar los instrumentos de medición que se utilizan en el laboratorio y en algunas

empresas para la medida de longitudes.

PRACTICA 1- Proporcionalidad Directa Y Medición1. Marco Teórico

Medir es comparar con un patrón de medida. En la medida está siempre presente el error, los cuales se clasifican de diferentes formas y están relacionados con los aparatos de medida. Los resultados de las medidas se presentan en forma de gráficas y estas se deben interpretar.

En los estudios que usted ha tenido sobre proporcionalidad, se encuentra con una variable dependiente y otras independientes. En la medición de un líquido ¿Cuáles serían éstas? ¿Cuál sería la constante de proporcionalidad?

Es claro afirmar que una estudio de proporcionalidad siempre habrá una variable dependiente y otra independiente, donde una depende de la otra u independiente, en la medición de un líquido la variable dependiente es el peso y l masa y la variable independiente es el líquido, y la constante de proporcionalidad es el valor que se obtiene al dividir los datos delas variables.

¿En todos los laboratorios de física se utilizan instrumentos para realizar mediciones, en qué consiste la medición de longitudes?

La medición es un proceso básico de la ciencia que consiste en comparar un patrón seleccionado con el objeto o fenómeno cuya magnitud física se desea medir para ver cuántas veces el patrón está contenido en esa magnitud, la medición de longitud es medir objetos para desarrollar resultados que conlleven a tomar las mejores decisiones y conclusiones.

¿Qué grado de precisión tienen estos instrumentos? ¿En qué área se utilizan?

Cinta Métrica

La cinta métrica utilizada en medición de distancias se construye en una delgada lámina de acero al cromo, o de aluminio, o de un tramado de fibras de carbono unidas mediante un polímero de teflón (las más modernas). Las cintas métricas más usadas son las de 10, 15, 20, 25, 30, 50 y 100 metros. Son utilizadas en cualquier área donde se necesite una medida de distancia

Calibrador o Pie de Rey

El calibrador, también denominado pie de rey, es un instrumento para medir dimensiones de

objetos relativamente pequeños, desde centímetros hasta fracciones de milímetros (1/10 de

milímetro, 1/20 de milímetro, 1/50 de milímetro) o medidas en pulgadas.

En la escala de las pulgadas tiene divisiones equivalentes a 1/16 de pulgada, y, en su nonio, de

1/128 de pulgadas.

Primera Parte:

1) Identifique los objetos que usará en la práctica. Defina que es una balanza.

La balanza es un instrumento que sirve para medir la masa de los objetos.

2) Calibre el cero de la balanza.

3) Determine la masa de la probeta y tome este valor como m0.

mo= 69 g

4) Vierta 10 ml, 20 ml, 30 ml, hasta llegar a 100 ml, de líquido en la probeta y determine en

cada caso la masa de la probeta más el líquido MT

1) Determine correctamente cuál es la variable independiente. Determine la variable

dependiente

5) Calcule la masa del líquido ML sin la probeta para cada medición.

6) Registre estos resultados en la siguiente tabla

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

MT(g)78 89 96,8 107 116 129,7 138,5 148 160 169,5

ML(g)9 20 27,8 38 47 60,5 69,5 79 91 100,5

7) Trace una gráfica masa-líquido Vs Volumen.

0 20 40 60 80 100 1200

20

40

60

80

100

120

M-L vs VOLUMEN

VOLUMEN (ml)

M-L

(g)

8) Calcule la constante de proporcionalidad.

k= 100−10100,5−9

=0,98 1

Segunda parte:

PROCEDIMIENTO CON CALIBRADOR

1) Identifique los objetos que usará en la práctica.

Se utilizara un calibrador.

2) Determine y registre cual es la precisión del aparato.Error instrumental en modelos de:

0 - 4pulg ±.0010 pulg

3) Haga un dibujo de la pieza problema (prisma, lámina, etc.) e indique sobre el dibujo los resultados de las medidas de sus dimensiones (cada medida debe realizarse al menos tres veces y se tomará el valor medio de todas ellas).

4) Calcule el volumen de la pieza, con todas sus cifras.

Volumen pieza 1vol=π ( 4,52 )∗(40 )=2544mm3

Volumen pieza 2

vol=π (10,1¿¿2)∗(0,9 )=288,42mm3¿

5) Complete la siguiente tabla:

Medidas 1 2 3 Promedio(milímetro)

Pieza 140 40,004 40,09 40,003

Pieza 218,6 18,61 18,6 18,6

PROCEDIMIENTO CON TORNILLO MICROMÉTRICO O PALMER

1) Identifique los objetos que usará en la práctica.Se utilizara un tornillo.

2) Determine y registre cual es la precisión del aparato.Error instrumental en modelos de:

0 – 25 mm ±.010 mm3) Haga un dibujo de la pieza problema (prisma, lámina, etc.) e indique sobre el dibujo los resultados de las medidas de sus dimensiones (cada medida debe realizarse al menos tres veces y se tomará el valor medio de todas ellas).

4) Calcule el volumen de la pieza, con todas sus cifras.

Volumen pieza 1vol=π ( 7,52 )∗(15 )=2650,71mm3

5) Complete la siguiente tabla:

Medidas 1 2 3 Promedio(milimetro)

Pieza 115,001 15,01 15,00 15

2. CONCLUSIONES

Al realizar las mediciones de masa del líquido, mediciones de volumen en la probeta, cabe

destacar que el líquido utilizado fue agua, se pudo ver que nos dieron medidas no tan lejanas al

contexto real, donde al graficar la tendencia fue una línea recta, donde se aprecia que la relación

es directamente proporcional, datos que se pueden comprobar en el resultado de la constante de

proporcionalidad que nos dio como resultado de 1, esto quiere decir que la distorsión es poca

dando un margen de error de 0,02milimetro. En este mismo ejercicio se consideró que la variable

independiente fue el agua, y las variables dependientes fueron la masa y el peso.

En los procedimientos de calibración pudimos ver que los instrumentos de medición no están

lejanos de la realidad de sus errores de medición, cabe destacar que algunas medidas tuvieron

errores porque siempre va a ver errores humanos que distorsionan los resultados, también

podemos decir que estos instrumentos como el calibrador y el tornillo micrométrico son

instrumentos con errores muy bajos, y que son recomendables para realizar medidas de longitud.

OBJETIVOS

Reconozca las gráficas de los movimientos rectilíneos acelerados.

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

PRACTICA No. 2 – Cinemática

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.¿Qué tipo de función existe en el movimiento uniformemente variado entre las variables posición y tiempo, velocidad y tiempo? (Recuerden que esta pregunta se debe responder a partir de la experiencia del laboratorio) Hay 2 Formas

Vf = Vo + a*t o Xf = Xo + Vo*t + 1/2a*t^2

Donde.Vf = Velocidad finalVo = inicialXf = Posición finalXo = iniciala = aceleraciónt = tiempo

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 equilibrio?

El equilibrio mecánico es un estado estacionario en el que se cumple alguna de estas dos condiciones: Un sistema está en equilibrio mecánico cuando la suma de fuerzas y momentos sobre cada partícula del sistema es cero.Un sistema está en equilibrio mecánico si su posición en el espacio de configuración es un punto en el que el gradiente de energía potencial es cero.

La segunda definición es más general y útil, especialmente en mecánica de medios continuos.

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.

4) Tome como medida de tiempo el que transcurre entre 11 puntos es decir 10 intervalos, (se

podría tomar otro valor pero éste es el más aconsejable).

DistanciaRecorrida

(cm)20 cm 30 cm 40 cm 50 cm 60 cm

Tiempo Empleado (s)

1,94 s 2,29 s 2,50 s 2,97 s 3,51 s

1,82 s 2,42 s 2,64 s 2,79 s 3,33 s

1,55 s 2,64 s 2,24 s 3,01 s 3,54 s

Promedio(t) 1,77 s 2,45 s 2,46 s 2.92 s 3,46 s

V = d/t 11,30 cm/s 12,24 cm/s 16,26 cm/s 17,10 cm/s 17,34 cm/s

5) Complete la siguiente tabla

Orden del intervalo de tiempo

1 2 3 4 5

Velocidad Media 11,30 cm/s 12,24 cm/s 16,26 cm/s 17,10 cm/s 17,34 cm/s

6) Con base en los datos de la anterior tabla, realicen un grafico V X t Y determine que tipo

de función es.

11.30 12.24 16.26 17.100

0.5

1

1.5

2

2.5

3

3.5

4

1.77

2.45 2.46

2.92

3.46

Gráfico Velocidad x Tiempo

Tiempo

7) Con base en los datos de la tabla, calcule la aceleración en cada intervalo, así:

Y registre los resultados en la siguiente tabla

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. 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

PRACTICA No. 3 – Movimientos Armónico y pendular

Objetivos

Comprobar las leyes del movimiento pendular y del armónico simple.

Marco Teórico

La dinámica del Movimiento pendular y del Movimiento armónico simple, nos llevan a concluir las dependencias funcionales entre la frecuencia o el periodo de oscilación de dichos sistemas en función de los parámetros del sistema.

En los sistemas masa resorte y en el péndulo simple, el periodo de oscilación depende de los parámetros de dichos sistemas, en estos casos ¿Cuál es la dependencia del periodo en función de la longitud, de la constante del resorte y de la masa en estos movimientos?

Primera parte

1. A un extremo de la cuerda cuelgue una esfera y el otro extremo sosténgalo del soporte universal.

2. Para una longitud de la cuerda de 100 cm mida el periodo de la oscilación de la siguiente manera: Ponga a oscilar el péndulo teniendo cuidado que el ángulo máximo de la oscilación no sobrepase de 15°. Tome el tiempo de 10 oscilaciones completas, entonces el periodo (tiempo de una oscilación) será el tiempo de 10 oscilaciones dividido por 10. Repita varias veces.

3. Varíe la longitud del péndulo gradualmente disminuyendo 10 cm. cada vez y en cada caso halle el periodo de oscilación.

4. Consigne estos datos en la tabla 3

L(m) 1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4

T(s) 26 21,16 18,78 16,57 13,84 11,16 8.80

5. Realice una gráfica en papel milimetrado de T = f (L), o sea del periodo en función de la longitud y determine qué tipo de función es.

0 2 4 6 8 10 120

2

4

6

8

10

12

f(x) = NaN x + NaNR² = 0 T = f (L)

Periodo en función de la longitud

Periodo

Tiem

po

6. Calcule la constante de proporcionalidad.

7. Realice un breve análisis de la práctica y de sus resultados.

Segunda parte:

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.

CONCLUSIONES

Al recolectar datos debemos de seleccionar un instrumento de medición más adecuado y preparar las mediciones obtenidas para que puedan analizarse correctamente.

Práctica 4: Conservación de energía

Marco teórico

La energía es una función matemática que se utiliza para resolver una gran variedad de problemas que por otro camino serían muy difíciles de resolver.

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.

h Mínimo H Radio R60cm 18cm 19cm

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

R 7 cm 12 cm 15 cm 16 cm 29 cmH 44 cm 56 cm 52 cm 55 cm 60 cm

Bibliografia

TELLEZ, R. (205). Modulo física general. UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A

DISTANCIA – UNAD FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS E INGENIERÍA. 2005. 223 p.