GUIAS LABORATORIOS BIOFISICA_I 2015 - FISIOTERAPIA.pdf

UNIVERSIDAD METROPOLITANA Guía de Laboratorio

Programa: FISIOTERAPIA

Código: Versión:

Componente de Formación: Básico

Institucional

Área de Formación: CIENCIAS BÁSICAS GENERALES

Componente de Aprendizaje:

BIOFISICA

Semestre: I

Código del Componente de

Aprendizaje: 2804

Período: I – 2015

Horas Practicas: 2

Nombre de la práctica: DENSIDAD DE LÍQUIDOS

Practica N° 1

INTRODUCCIÓN

La densidad de una sustancia es la masa de una unidad de volumen de la misma. Así, en el sistema

C.G.S, la densidad de una sustancia corresponde a la masa en gramos de 1 mililitro o 1 cm3 de la

misma. Por ejemplo la densidad del agua es 1 𝑔

𝑐𝑚3 Debido a que 1 cm3 de agua tiene una masa

de 1 gramo.

De acuerdo a la definición, conocidas la masa (m) de un sistema o sustancia y el volumen (v)

ocupado por el (la) mismo (a), la densidad de tal sustancia se calcula a través de la siguiente

formula:

ρ = 𝑚

𝑣

Para medir la densidad de un líquido se utilizan los HIDROMETROS fundamentados en el principio

de Arquímedes, y reciben un nombre especifico de acuerdo al uso que se le dé así, por ejemplo

están los urinómetro o urodensímetros para medir la densidad de la orina, los lactodensímetros

(leche) y sacarímetro (jarabe); en estos instrumentos la lectura de la densidad se hace directamente.

También puede determinarse la densidad de cualquier líquido utilizando el picnómetro, que es un

pequeño frasco de vidrio con cuello largo que lleva un tapón perforado. Para utilizar el Picnómetro se

debe quita el tapón y llenarse del liquido estudiado con un beacker, luego se coloca el tapón y el

líquido excedente sube por el interior del tapón hasta rebosarse, así se tendrá un volumen exacto de

líquido o material contenido de acuerdo con la capacidad del picnómetro. El Picnómetro se seca por

fuera manteniéndose el totalmente lleno del liquido en estudio.

En la experiencia de hoy usted(es) determinara(n) la densidad de líquidos de diferentes procedencia.

Lo importante de esta temática es lograr que los estudiantes tengan una clara aplicación de esta

propiedad de los líquidos en el campo de la salud, es así como la determinación del valor de la

densidad de la orina puede variar dependiendo de los elementos sólidos suspendidos (proteínas,

sangre) en ella y se encuentra relacionados con diversas patologías.

Nota: Los estudiantes deben consultar previamente a la práctica los siguientes temas sobre la

densidad: Concepto, unidades de medida, densidad relativa, efectos de la presión, efectos de la

temperatura y su aplicación en el campo de la medicina.

OBJETIVOS

1. Reforzar el concepto de densidad, y su aplicación en el campo de la salud, como un criterio en el

examen de líquidos biológicos.

2. Adquirir destreza en el manejo de instrumentos utilizados para determinar la densidad de Líquidos.

3. Reconocer los factores que inciden en la densidad de un líquido, resolviendo problemas de

Aplicación.

MATERIALES

Balanza.

Probeta

Picnómetro.

Densimetros

Beackers.

Agua

Alcohol.

Leche Entera

Leche descremada

Bebida Gaseosa

PROCEDIMIENTO

Procedimiento para determinar la densidad de un liquido mediante el uso del picnómetro se basa en

la medición de la masa y el volumen del liquido:

1. Determinar la masa del picnómetro vacío (frasco y tapa): mpv = ___________g (anotar).

2. Llenar el picnómetro a su capacidad con el líquido problema, se tapa, se seca bien y se

determina la masa al sistema: msist = __________ g (anotar).

3. Determinar la masa del líquido buscando la diferencia de los numerales 2 y 1. De donde:

𝑚𝑙𝑖𝑞 = 𝑚𝑠𝑖𝑠𝑡 − mpv .

4. Se calcula la densidad del líquido: ρliq = 𝑚𝑙𝑖𝑞

𝑉𝑝𝑖𝑐

5. Se calcula la densidad relativa del líquido: ρr = ρ𝑙𝑖𝑞

ρ𝐻2𝑂(4°𝐶 𝑦 1𝑎𝑡 =

ρ𝑙𝑖𝑞

1 𝑔

𝑐𝑚3

= ________

6. Repetir los pasos del 1 al 5 con la segunda muestra.

7. Calcule el error absoluto y el error relativo (porcentaje de error) cometido para cada uno de los

valores de las densidades experimentales halladas.

A PARTIR DE LOS DATOS ANTERIORES COMPLETE Y DESARROLLE:

MEDICIÓN AGUA ALCOHOL

Masa de picnómetro vacío (g)

Masa de picnómetro con la muestra (g)

Masa del líquido (g)

Volumen del líquido (ml)

Densidad (g/ml _o g/𝑐𝑚3 )

Densidad Relativa

Densidad Tabulada (g/ml)

Error absoluto (g/ml)

Error Relativo%

Procedimiento para determinar la densidad de un liquido mediante del Hidrómetro (densímetro):

8. Para determinar la densidad de un liquido con el densímetro llene una probeta hasta el 80%

de su volumen total.

9. Introduzca el densímetro y rótelo suavemente.

10. Una vez se detenga el densímetro haga la lectura en la escala directamente (mire bien el

menisco). Tome y anote la lectura observada.

A PARTIR DE LOS DATOS ANTERIORES COMPLETE Y DESARROLLE:

Medición INSTRUMENTO Densidad Tabulada

Error Absoluto

(g/𝑐𝑚3 )

Error Relativo (%)

Densidad de una

bebida gaseosa g/𝑐𝑚3

Densidad de la Leche

Entera g/𝑐𝑚3

Densidad de la Leche

Descremada g/𝑐𝑚3

ANÁLISIS

1. Son confiables estos métodos para determinar la densidad de un líquido? Explique por qué?

2. Como afecta la presión y la temperatura a la densidad en un líquido?

3. Por qué en algunas tablas de densidad de líquidos aparece anotado el valor de la presión y de la

temperatura a la cual se realiza la medición de la densidad?

4. Enuncie y explique mínimo tres causas que pueden afectar la determinación de la densidad de un

liquido por los métodos empleados. Recuerde que la temperatura y la presión se han mantenido

constantes en la práctica, por tanto no pueden considerarse como causas.

BIBLIOGRAFÍA

[1] FRUMENTO, Antonio. Elementos de Biofísica. Tercera Edición. Idoyma. Barcelona 1995. [2] WOLFE, Drew Química general orgánica y Biología. Mc Graw Hill. Última Edición [3] CROMER, Alan H.c Física para las Ciencias de la Vida. 2 ed.: Editorial Reverte. [4] NASSAR, Víctor. Química Médica aplicada a la Bioquímica. Edición 2003.



Código: Versión:


Institucional



BIOFÍSICA

Semestre: I


Aprendizaje: 2804

Período:

I – 2015

Horas Practicas: 2

Nombre de la práctica: DENSIDAD DE SÓLIDOS

Practica N° 2

INTRODUCCIÓN

La densidad de sólidos es una magnitud física que posee gran importancia y tiene diversas

aplicaciones en el campo de la medicina, entre algunas de ellas podemos citar la “Densitometría

ósea" que es un procedimiento que consiste fundamentalmente en medir la densidad de la masa

ósea de una persona. Este examen tiene gran aplicación en el diagnóstico de la osteoporosis,

enfermedad que se presenta por la disminución en la fijación del calcio en los huesos y es más

frecuente en mujeres mayores, debido a la baja en la producción de Hormonas.

La densidad de una sustancia es la masa de una unidad de volumen de la misma. Así, en el sistema

C.G.S, la densidad de una sustancia corresponde a la masa en gramos de 1 mililitro o 1 cm3 de la

Misma. Por ejemplo la densidad del agua es 1 𝑔

𝑐𝑚3 debido a que 1 cm3 de agua tiene una masa de

1 gramo.

De acuerdo a la definición anterior, conocidas la masa (m) de una sustancia y el volumen que

ocupada (v), la densidad de la sustancia se calcula a través de la siguiente fórmula:

ρ = 𝑚

𝑣

En la práctica densidad de sólidos se determinara la densidad del hueso y de otros sólidos aplicando

el principio de Arquímedes.


densidad: Concepto, unidades de medida, densidad relativa, efectos de la presión, efectos de la

temperatura y su aplicación en el campo de la medicina.

OBJETIVOS

1. Determinar la densidad de un sólido por el método de inmersión.

2. Identificar los factores que pueden incidir en la determinación del valor de la densidad de un sólido.

MATERIALES

Balanza

Agua

Probeta

Beackers

Hueso,

caucho

Cobre

PROCEDIMIENTO

El procedimiento para determinar la densidad de un sólido por el método de inmersión está basado

en la medición de su masa y su volumen.

1. Con ayuda de una balanza determine la masa del solido m = _______g.

2. Tome una probeta y vierta agua en ella hasta cierto volumen Vi= ________ 𝑐𝑚3

De tal manera que al sumergir el sólido posteriormente pueda leer el volumen final en la probeta.

Evitando cualquier derrame de agua.

3. Sumerja suavemente totalmente el sólido en la probeta. ¿Qué le ocurre al nivel del líquido en la

probeta? ¿Por qué? Llámelo volumen final Vf = ______ 𝑐𝑚3

4. El sólido al ser totalmente sumergido desaloja un volumen de líquido igual a su volumen, por tanto

podemos determinar su volumen por la relación Vsolido = Vf –Vi = ___________𝑐𝑚3

5. Calcule la densidad absoluta del sólidos 𝜌(𝑠𝑜𝑙) =𝑚

𝑣𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜

6. De acuerdo a la consulta realizada previamente calcule la densidad relativa de cada sólido

𝜌𝑅𝑒𝑙(𝑠𝑜𝑙)=

7. Calcule el error absoluto obtenido en la determinación de la densidad experimental respecto a la

densidad tabulada del sólido.

𝐸𝐴𝑏𝑠 =

8. Calcule el error relativo (ó porcentaje de error) obtenido en la determinación de la densidad

experimental respecto a la densidad tabulada del sólido.

𝐸𝑅𝑒𝑙 =

9. Repita los pasos 1 a 8 del procedimiento anterior para calcular la densidad de cada una de las

muestras entregadas.

A PARTIR DEL PROCEDIMIENTO ANTERIOR COMPLETE LA SIGUIENTE TABLA

MAGNITUDES UNIDADES Solido 1 Solido 2 Solido 3

Masa (g)

Volumen Inicial 𝑐𝑚3

Volumen Final, Vf 𝑐𝑚3

Volumen del sólido 𝑐𝑚3

Densidad (g/ml)

Densidad Relativa -

Densidad Tabulada (g/ml)

Error absoluto (g/ml)

Error Relativo %

ANÁLISIS

1. ¿Considera usted confiable el método de inmersión para determinar la densidad de un sólido?,

Por qué?

2. ¿Cómo afecta la presión y la temperatura la densidad en un sólido?

3. Enuncie y explique mínimo tres causas que pueden afectar la determinación de la densidad de un

sólido por el método empleado. Recuerde que la temperatura y la presión se han mantenido

constantes en la práctica, por tanto no pueden considerarse como causas.

BIBLIOGRAFÍA

[1] FRUMENTO, Antonio. Elementos de Biofísica. Tercera Edición. Idoyma. Barcelona 1995. [2] SIMON G.G. Mac DONALD, DESMOND M. BURNS Física para las ciencias de la vida y de la salud. Ed.: Addison-Wesley Iberoamericana, S.A. 1989. [3] CROMER, Alan H.c Física para las Ciencias de la Vida. 2 ed. : Editorial Reverte. [4] PARISI, Mario Temas de Biofísica Mc Graw Hill Interamericana, Santiago de Chile 2001.



Código: Versión:


Institucional



BIOFÍSICA

Semestre: I


Aprendizaje: 2804

Período: I

- 2015

Horas Practicas: 2

Nombre de la práctica: DETERMINACIÓN DE LA TENSIÓN SUPERFICIAL DE UN LIQUIDO

Practica N° 3

INTRODUCCIÓN

Una de las propiedades más importantes de un líquido es su tendencia a disminuir su superficie. La

superficie se comporta de hecho como si fuera una piel elástica que tratase de disminuir

constantemente su área. La cohesión interna, la atracción entre las moléculas del fluido, es un

atributo básico que distingue los líquidos de los gases. En condiciones de ingravidez, una gota de

líquido adquiere una forma esférica, minimización de su área superficial. Así mismo, en un lago

plano y en calma la superficie del agua es plana y sin rizos, ya que es la condición que minimiza el

área superficial. Los insectos acuáticos pueden así caminar por encima de la superficie del agua, ya

que su peso está compensado por la resistencia de la superficie a su deformación.

La fuerza de cohesión de cada molécula con las que la rodean se compensa totalmente para las

moléculas situadas en el interior del líquido, pero no así para las situadas en su superficie. Este

hecho, ilustrado esquemáticamente en la figura 1, comporta la necesidad de realizar un trabajo no

nulo para llevar una molécula del fluido hasta la superficie de este, almacenándose de este modo

una cierta "energía superficial. En la formación de la interface que provoca el paso del mayor

número posible de moléculas del líquido hacia el interior del mismo, minimizando así el área de la

superficie y por lo tanto la energía superficial almacenada en esta. Un volumen dado de líquido, en

ausencia de fuerzas externas, tenderá de esta manera a formar una gota esférica que haga mínima

el área de la interface.

La tensión superficial del Liquido se puede calcular a partir de la formula:

𝐹𝑡.𝑠 = 𝛾∆𝑙 (3.1)

Donde Ft.s es la fuerza de tensión superficial de un liquido, es la constante de proporcionalidad

y recibe el nombre de tensión superficial del líquido.

Naturalmente, la tensión superficial es una propiedad de cada fluido, en la medida que las moléculas

de cada fluido tienen distintas fuerzas de atracción y, por supuesto, si se disuelve una sustancia en

un fluido, la disolución tiene una tensión superficial distinta del fluido disolvente. En general la tensión

superficial de un líquido depende de su temperatura, aunque fuera de esto es una característica del

líquido.

En el S:I , la unidad de tensión superficial es el Newton por metro ( 𝑁

𝑚) y en el sistema C.G.S, la

unidad es la Dina por Centímetro ( 𝐷𝑖𝑛𝑎

𝑐𝑚).

Método de gotas. En la formación de una gota en el extremo de un tubo, podemos suponer que el

tamaño máximo de la gota que puede quedar sostenida por el tubo es tal que el peso de la misma

iguala las fuerzas de tensión superficial que actúan sobre la circunferencia del estrechamiento que se

muestra en la figura 2. Asi pues, un instante antes de que se desprenda la gota se verificará.

𝑚𝑔 = 2𝜋𝑟𝛾 (3.2)

y como el radio r del estrechamiento es proporcional al radio R del tubo, es decir r = kR, se puede escribir

𝑚𝑔 = 2𝜋𝑘𝑅𝛾 (3.3)

lo que constituye la ley de Tate: El peso de la gota que cae es proporcional al radio del tubo y a la tensión superficial del líquido.

Figura 2. Formación de una gota de líquido en el extremo de un tubo Esta

relación proporciona la base de un método para la medida de la tensión

superficial. Para ello se utiliza un aparato llamado estalagmómetro representado

en la figura 4 y que permite el flujo lento, en forma de n gotas prácticamente

idénticas, de un volumen V de unido comprendido entre dos marcas en el

aparato. El volumen de cada una de las gotas será 𝑉

𝑛 , y ρ es la densidad del

fluido, la ecuación (3.3) conduce a:

Despejando para 𝛾, se tiene que 𝜌𝑉𝑔

𝑛= 2𝜋𝑘𝑅𝛾

𝛾 = [ 𝑉𝑔

2𝜋𝑘𝑅]

𝜌

𝑛= 𝑘′

𝜌

𝑛 (3.4)

Donde 𝑘′ es una constante cuyo valor es independiente de la naturaleza del líquido utilizado.

Contando el número 𝜌1 de gotas, 𝑛1 que se forman con el mismo volumen V de otro líquido de

tensión superficial 𝛾1 densidad 𝜌1 se tendrá:

𝛾′ = 𝑘′𝜌′

𝑛′ (3.5)

Dividiendo miembro a miembro las dos ecuaciones para la tensión superficial (3.4) y (3.5), se tiene

𝛾

𝛾′=

𝜌𝑛′

𝜌′𝑛 → 𝜸 = 𝜸′

𝝆𝒏′

𝝆′𝒏 (3.6)

La tensión superficial es una importante propiedad aplicable a los líquidos biológicos, por ejemplo

uno de los factores de los cuales depende la resistencia del pulmón al estiramiento es el carácter

tenso activo de una sustancia \surfactante" secretada por el epitelio alveolar; así mismo la prueba de

"Hay" permite establecer si hay o no presencia de bilis (actúa como tenso activo) en una muestra de

orina.


tensión superficial: Concepto, unidades de medida, efectos de la presión, efectos de la temperatura y

su aplicación en el campo de la medicina.

OBJETIVOS

1. Determinar experimentalmente la tensión superficial de un líquido dado y relacionar su resultado

con los factores que la afectan.

2. Reforzar el concepto de tensión superficial previamente expuesto en clase teórica.

MATERIALES

Estalagmómetro Agua. Soporte universal Jeringas (sin agujas) Alcohol. Termómetro Pera de plástico con rueda manual Beacker pequeño Pinza para tubos

PROCEDIMIENTO

Para la medida de la tensión superficial de un líquido mediante el estalagmómetro realice las

siguientes operaciones:

1. Asegúrese que tanto el estalagmómetro como el Beacker se encuentren perfectamente limpios y

secos.

2. Anote la temperatura a la cual se encuentra el líquido con su error de incertidumbre:___±__ °C

3. IMPORTANTE: no tocar con los dedos la salida del estalagmómetro porque podría dañarse.

4. En la figura 3 se presenta un esquema de la

pera de plástico con rueda manual. Para

succionar debe, en primer lugar, hacer el

vacío en su interior, pulsando el símbolo que

emerge al girar la rueda manualmente.

Después, hay que sumergir el extremo

inferior del estalagmómetro en el líquido y

girar la rueda manualmente. Con esto se

consigue succionar el líquido.

5. Introduzca, el líquido problema por el extremo

inferior del estalagmómetro (previamente

depositado en el vaso de precipitados),

succionando con la pera de plástico por el

extremo superior hasta sobrepasar el enrase

A (ver figura 4). Deberá prestar especial cuidado de que al succionar no pase liquido al tubo de

la pera de plástico lo cual dificultaría la limpieza posterior del equipo.

5. A continuación retire el vaso del extremo inferior del estalagmómetro y, abriendo mediante Presión

la válvula V de la pera de plástico, deje fluir libremente el líquido por el extremo Inferior del tubo

(recogiéndolo en el vaso de precipitados). Cuente y anote en una tabla de datos el número de gotas

que se forman al pasar el menisco del líquido desde el enrase A hasta el enrase B.

6. Repita los pasos anteriores tres veces, o el número de veces adecuado si se observa que el

numero de gotas que toma cada experimentador varia significativamente.


NOMBRE DEL EXPERIMENTADOR NÚMERO DE GOTAS

7. Una vez realizadas las medidas para el líquido problema, limpie cuidadosamente con agua el

estalagmómetro y el vaso de precipitados, enjuagándolos finalmente con agua destilada.

8. Repita a continuación todo los pasos descritos de 1 al 6 utilizando esta vez agua destilada durante

la experiencia y estableciéndolo como líquido patrón para los cálculos.


NOMBRE DEL EXPERIMENTADOR NÚMERO DE GOTAS

ANÁLISIS

1. De acuerdo a la temperatura del agua obtenga de una tabla la tensión superficial del agua.

agua=___________

2. Aplique la ley de Tate combinada para los dos líquidos (Ecuación 3.6) y determine la tensión

superficial para el líquido problema.

liq-pro=___________

3. A partir de la temperatura del líquido problema, encuentre el valor de la tensión superficial en

una tabla de datos.

(liq-pro)tab=__________

4. Calcule el error absoluto a partir de la tensión superficial del líquido problema (liq-pro) y el valor

de la tensión superficial tabulado ((liq-pro)tab).

Eabs=_______________

5. Si tapamos con el dedo la abertura superior del estalagmómetro dejan de caer gotas, así que

no se trata únicamente de la fuerza de la gravedad la que origina la caída de las gotas. ¿Qué fuerza

además de la gravedad permite que se venza la tensión superficial del líquido en el estalagmómetro?

6. Porque hemos utilizado el estalagmómetro y no el gotero o cuentagotas para medir la tensión

superficial?

Bibliografía

[1] GONZALEZ, Ibeas J. Introducción a la física y Biofísica. Alambra. Última Edición.

[2] CROMER, Alan H.c Física para las Ciencias de la Vida. 2 ed. : Editorial Reverte.

[3] Mc DONALDS, Burns Física para las Ciencias de la Vida y de la Salud. Addison-

Wesley Iberoamericana.

[4] LOBELO, Tulia, DUVA, Jaime, RODRIGUEZ, Jesús Manual de Laboratorio de Química

Aplicada a las Ciencias de la Salud.

[5] NASSAR, Víctor. Química Médica aplicada a la Bioquímica. Edición 2003.



Código: Versión:


Institucional



BIOFISICA

Semestre: I


Aprendizaje: 2804

Período:

I - 2015

Horas Practicas: 2

Nombre de la práctica: VISCOSIDAD DE FLUIDOS NEWTONIANOS

Practica N° 4

INTRODUCCIÓN

Las diferencias entre sólido, líquido y gas se pueden explicar en función de las fuerzas que ligan a

las moléculas. En los sólidos las moléculas están rígidamente ligadas, por lo que tendrán forma y

volumen definidos. En los líquidos, las moléculas no están unidas con la fuerza suficiente para

mantener una forma, pero será para mantener un volumen definido. El líquido se adapta al recipiente

que lo contiene, pero mantiene su volumen (una bebida gaseosa se adapta a su botella o a un vaso,

pero su volumen sigue siendo igual 33 cc, p. ej.). En los gases las moléculas no están unidas, por lo

que carecen de forma y volumen definidos. Ahora se observa que tanto los líquidos como los gases

pueden fluir; es decir, pueden formar corrientes, por eso se les llama fluidos.

La viscosidad es una propiedad de los unidos, relacionada con su movimiento. Desde hace siglos se

sabe que el agua no se mueve sola. Los ríos huyen porque hay una cierta pendiente desde donde

nacen hasta el mar; para regar los campos era necesario hacer conductos inclinados para que el

agua se moviera, y hoy en día se utilizan motores para bombear el agua. Todo esto sucede porque

las moléculas del fluido chocan unas con otras y se pierde energía. Por eso hay que suministrar

energía, (energía potencial con las pendientes, o presión) para mover los líquidos.

La viscosidad es una propiedad de los líquidos que explica la relación entre la fuerza aplicada para

moverlos y la velocidad con que se mueven. Imaginémonos una botella inclinada con agua en su

interior, el agua sale sin problemas pues su viscosidad es relativamente baja. Sin embargo, si

empleamos ahora la misma botella con la misma inclinación pero esta vez con miel, a esta ultima le

cuesta más el fluir porque es mucho más viscosa que el agua. Un fluido newtoniano es aquel cuya

viscosidad es constante (no depende de la fuerza que se le aplica para que fluya).

Ecuación de Poiseuille Para que un fluido se mueva por una conducción cilíndrica a una cierta

velocidad, debido a la Viscosidad es necesario suministrarle una cierta presión. Existe una relación

entre la presión aplicada (sobrepresión ΔΡ) la longitud L de la conducción, su radio 𝑟, su sección o

superficie A, la velocidad �̅� del fluido y su viscosidad η:

∆𝑃 = [8𝜂𝐿

𝜋𝑟4] 𝐴�̅� (4.1)

Si la conducción es vertical, la sobrepresión que hará moverse el

fluido estará causada por la diferencia de alturas del líquido (presión

hidrostática). En la parte inferior de la conducción existe más presión

al tener al líquido encima.

Así, la diferencia de presión entre los extremos de la conducción será

Δ𝑃 = 𝜌𝑔𝐿 (4.2)

teniendo en cuenta que la conducción tiene sección circular de área

𝐴 = (𝜋𝑅2) (4.3)

y que que la velocidad media del fluido es:

�̅� = 𝑒𝑠𝑝𝑎𝑐𝑖𝑜 𝑟𝑒𝑐𝑜𝑟𝑟𝑖𝑑𝑜

𝑡𝑖𝑒𝑚𝑝𝑜 𝑒𝑚𝑝𝑙𝑒𝑎𝑑𝑜 =

𝐿

𝑡 (4.4)

Figura conducción vertical

Remplazando (4.2), (4.3) y (4.4) obtenemos:

𝜌𝑔𝐿 = [8𝜂𝐿

𝜋𝑟4] 𝜋𝑟2 𝐿

𝑡 (4.5)

Simplificando la ecuación (4.5) podremos despejar la viscosidad como:

𝜂 = 𝜌𝑡 [𝑔𝑟2

8𝐿] (4.6)

Supongamos ahora que utilizamos una conducción y que medimos el tiempo t1 que tarda en fluir por

ella un líquido 1 (con densidad 𝜌1 y viscosidad 𝜂1). Tras esto limpiamos la conducción, hacemos

pasar un líquido 2 (𝜌1 y 𝜂2) y medimos el tiempo t2 que tarda en fluir. Aplicando (4.6) a los dos

líquidos.

𝜂1 = 𝜌1𝑡1 [𝑔𝑟2

8𝐿] 𝜂2 = 𝜌2𝑡2 [

𝑔𝑟2

8𝐿] (4.7)

Dividiendo ambas expresiones en (4.7), los términos comunes se

simplifican por lo que obtenemos:

𝜂1

𝜂2=

𝜌1𝑡1

𝜌2𝑡2 (4.8)

Podemos despejar la viscosidad del líquido 2

𝜼𝟐 = [ 𝝆𝟐𝒕𝟐

𝝆𝟏𝒕𝟏] 𝜼𝟏 (4.9)

Con la ecuación (4.9) podremos obtener la viscosidad de un cierto

líquido problema. A partir de un líquido de referencia (agua), de

densidad (𝜌1) y viscosidad (𝜂1) conocidas y mediremos el tiempo

que tarda en fluir (t1) por una conducción. Haremos fluir el líquido

problema de densidad conocida (𝜌2) por la misma conducción y

mediremos el tiempo que tarda (t2).

OBJETIVOS

1. Determinar la viscosidad fluidos newtonianos mediante el viscosímetro de Canon - Fenske.

2. Reforzar el concepto de viscosidad previamente expuesto en clase teórica.

MATERIALES

Viscosímetro de Canon – Fenske

Vasos de precipitados

Cronometro

Liquido problema (etanol al 100% )

Soporte universal

Agua.

Pera de plástico

Termómetro

Pinza para tubos

PROCEDIMIENTO

1. Coloque el viscosímetro con ayuda de la pinza para tubos en el soporte

universal asegurándose que la rama B quede vertical.

2. Inyectar agua en el viscosímetro por la rama B hasta llenar el depósito A

3. Aspirar con la pera de plástico por la rama C hasta que el agua ascienda

por encima de las marcas de referencia.

4. Retirar la pera de plástico y medir el tiempo que tarda el líquido en fluir

entre las marcas de referencia (con su error). Repetir el proceso mínimo

tres veces para determinar el valor más probable (promedio).

TABLA DE DATOS - AGUA

Nombre de Experimentador Tiempo (seg)

Promedio

5. Limpiar el viscosímetro y repetir el procedimiento con el líquido de Análisis. Anote los resultados.

TABLA DE DATOS – LIQUIDO PROBLEMA

Nombre de Experimentador Tiempo (seg)

Promedio

ANÁLISIS

1. A partir de la temperatura del laboratorio obtenga de una tabla la densidad y viscosidad del agua

con su error.

ρH20=____________ g/ml ηH20=____________ cp

2. A partir de la temperatura del laboratorio obtenga de una tabla la densidad del líquido problema

con su error.

ρLP=____________ g/ml

3. Calcular la viscosidad del líquido problema con su error mediante la ecuación (4.9).

ηliq_pro= ________________

4. Calcule el error absoluto a partir de la viscosidad del líquido problema calculada en el paso anterior

y el valor de la viscosidad del liquido problema tabulada. Diga cuales pueden ser las posibles

causas de las desviaciones:

Eabs= ______________

5. Si es posible, mida la densidad del líquido problema con ayuda de una balanza tal y como se

describe en la practica 1. Calcule nuevamente la viscosidad del líquido problema con la ecuación

(5.9). Analizar la influencia de utilizar un valor de densidad tabulado o medido en el valor de la

viscosidad del líquido problema.

ηliq_pro= ________________

BIBLIOGRAFIA

[1] GONZALEZ, Ibeas J. Introducción a la física y Biofísica. Alambra. Última Edición.

[2] CROMER, Alan H.c Física para las Ciencias de la Vida. 2 ed.: Editorial Reverte.

[3] Mc DONALDS, Burns Física para las Ciencias de la Vida y de la Salud. Addison-

Wesley Iberoamericana.

[4] LOBELO, Tulia, DUVA, Jaime, RODRIGUEZ, Jesús Manual de Laboratorio de Química Aplicada a

las Ciencias de la Salud.

[5] NASSAR, Víctor. Química Médica aplicada a la Bioquímica. Edición 2003.



Código: Versión:

Componente de Formación: Básico Institucional



BIOFÍSICA

Semestre: I


Aprendizaje: 2804

Período:

I - 2015

Horas Practicas: 2

Nombre de la práctica: FUERZA ELÁSTICA EN EL CUERPO HUMANO. LEY DE HOOKE

Practica N° 5

INTRODUCCIÓN

Todo cuerpo real, bajo la acción de las fuerzas aplicadas sobre él, se deforma, es decir, varían sus

dimensiones y forma. Como fuerzas de reacción aparecen fuerzas elásticas (o recuperadoras), que

se oponen a las de acción deformante. Su origen es el campo las fuerzas intermoleculares

determinantes del equilibrio estructural del cuerpo. La deformación recibe el nombre de elástica, si

después de cesar la acción de fuerza el cuerpo vuelve a tomar las dimensiones y la forma iniciales.

Por su parte, los cuerpos inelásticos son los que tras la acción deformadora no recobran su forma y

estructura iniciales (alambre de hierro dulce). Las deformaciones elásticas se observan cuando la

fuerza que condiciona la deformación no supera cierto Limite (límite de elasticidad) determinado para

cada cuerpo concreto.

Tomemos un resorte que en estado no deformado tiene una longitud (lo), luego alejemos uno de los

extremos del resorte, mientras que el alargamiento del resorte lo vamos a examinar como la

coordenada x del extremo opuesto, que se cuenta desde la posición de esta que corresponde al

resorte no deformado.

La figura (a) corresponde al resorte no deformado, mientras la figura (b) corresponde al resorte

estirado. Como muestra la experiencia, con pequeñas deformaciones el alargamiento del resorte

Δ𝑙 = 𝑙 − 𝑙0 Resulta ser proporcional a la fuerza de tracción Δ𝑙 ∞ 𝐹𝑒𝑙𝑎𝑠 y (𝐹𝑒𝑙𝑎𝑠 = 𝐹𝑎𝑝𝑙𝑐 según la

primera condición de equilibrio). De manera correspondiente, la fuerza elástica es proporcional al

alargamiento del resorte:

𝐹𝑒𝑙𝑎𝑠 = 𝑘∆𝑙 (5.1)

El coeficiente de proporcionalidad k recibe el nombre de

coeficiente de rigidez del resorte. La afirmación acerca

de la proporcionalidad entre la fuerza elástica y la

deformación se denomina Ley de Hooke.

La figura (c) corresponde al resorte comprimido, porque

al comprimir el resorte también surgen Tensiones

elásticas pero de otro signo. Analizando las figuras (b)

y (c), se pude escribir que:

𝑭𝒆𝒍𝒂𝒔 = −𝒌𝒙 (5.2)

Exclusivamente al cuerpo con el que se experimenta, de modo que si se ensaya con el otro cuerpo,

la constante adquiere un valor diferente. Así la elasticidad se refiere a la capacidad que tiene un

objeto (solido) de regresar a su estado original una vez cesa la fuerza que lo ha deformado.

En el cuerpo humano el concepto de elasticidad es de suma importancia; en efecto, las arterias son

más elásticas que las venas que son más distensibles pero menos elásticas y esta diferencia justifica

la función que cada vaso cumple en el sistema cardiovascular, así las arterias junto con las arteriolas

son vasos de resistencias diseñados para soportar altas presiones y regresan a su estado normal

una vez terminada dicha presión; las venas en cambio, son vasos de capacitancia diseñados para

almacenar sangre, pero sometidos a altas presiones ya no regresan a su estado normal. Por otra

parte la resistencia de los pulmones al estiramiento depende en parte de la elasticidad de los tejidos

pulmonares, particularmente las fibras elásticas.

Nota: Los estudiantes deben consultar previamente a la práctica los siguientes temas sobre las

fuerzas elásticas: Concepto, constante del resorte, deformación, pendiente de una línea recta,

ecuación de la línea recta, .

OBJETIVOS

Determinar de manera experimental la fuerza elástica (Fe) que ejerce un resorte cuando sobre él,

actúa una fuerza deformadora (Fg) y la constante (K) de elasticidad del resorte.

MATERIALES

Base soporte

Juego de pesas

Muelle helicoidal (resorte)

Porta pesas

Pinzas

Regla

PROCEDIMIENTO

En este experimento determinamos por un lado la deformación que sufre un

resorte cuando se cuelga un cuerpo en el extremo libre y por otro lado el

peso del cuerpo que representa la fuerza deformadora. Este proceso se

repite con diferentes cuerpos para recolectar varios datos, luego se

representan gráficamente los datos en un plano x - y para descubrir la

relación funcional que hay entre la fuerza y la deformación.

1. Prepara el montaje según la figura determina la longitud del resorte

cuando esta sin pesas.

Llámela Lo = ________cm.

2. Cuelgue en el extremo libre del resorte el porta pesas con una pesa de 50

g y determine la longitud final que adquiere el resorte.

Llámela Lf = _________cm.

3. Calcule la deformación sufrida por el resorte ∆𝐿:

∆L = Lf - Lo = ___________cm

4. Calcula la fuerza deformadora producida por el peso del cuerpo suspendido, Fg = m x g. Anota el

resultado en la tabla de datos.

5. Repite los pasos 2, 3 y 4 para masas de 100 g, 150 g, 200 g, y 250 g.

6. Cuelgue ahora en el extremo libre del resorte un cuerpo de masa no tabulada (MNT), determine la

longitud que adquiere el resorte y con ello calcule la deformación ΔL que sufre el resorte. Anote

los resultados en la tabla mostrada a continuación.


N Masa

(g) 𝐹𝑔 (Dinas) 𝐿𝑜(cm) 𝐿𝑓(cm)

Δ𝐿 = 𝐿𝑓 - 𝐿0

(cm) 𝐾𝑛 =

𝐹𝑔

Δ𝑋

1 50

2 100

3 150

4 200

5 250

6 MNT - -

ANÁLISIS

1. Construye en un plano cartesiano X vs Y la grafica 𝐹𝑔 𝑉𝑠 Δ𝐿

2. Es su grafica línea recta? Si es línea recta calcule su pendiente.

3. Mediante un ajuste matemático determine la ecuación de la recta.

4. A que magnitud física corresponde la pendiente de la recta?

5. Según su gráfica, ¿cuál sería la deformación del resorte si le aplicamos una fuerza de 5 N?

6. Use la ecuación de la recta encontrada en el punto N° 3 para calcular el peso y la masa del cuerpo

de masa no tabulada (MNT) usado en el numeral 6 del procedimiento. Compruebe el valor de la

masa usando la balanza.

7. La ley de HOOKE indica que la fuerza elástica es directamente proporcional a la deformación

sufrida por el resorte. ¿Se satisface la ley de HOOKE?

BIBLIOGRAFICO

[1] FRUMENTO, Antonio. Elementos de Biofísica. Tercera Edición. Idoyma. Barcelona 1995.

[2] SIMON G.G. Mac DONALD, DESMOND M.BURNS Física para las ciencias de la vida

y de la salud. Ed.: Addison-Wesley Iberoamericana, S.A. 1989.




Código: Versión:


Institucional



BIOFÍSICA

Semestre: I


Aprendizaje: 2804

Período:

I - 2015

Horas Practicas: 2

Nombre de la práctica: CALORIMETRÍA EN SOLIDO Y LÍQUIDOS

Practica N° 6

INTRODUCCIÓN

Cuando cambia la temperatura de un cuerpo de masa (m) desde T1 hasta T2, se le debe suministrar

una cantidad de calor (Q) que es directamente proporcional al producto de la masa por el cambio de

temperatura ΔT = 𝑇2 − 𝑇1.

Si por ejemplo, calentamos agua para hacer café, necesitaremos suministrar el doble de calor para

calentar dos tazas de agua que para calentar una sola, siempre que la variación de temperatura sea

la misma. La cantidad de calor requerida también depende del tipo material; por ejemplo se requieren

4190 J de calor para elevar la temperatura de 1 Kg de Agua en 1 °C, pero solo 910 J para elevar la

temperatura de 1 Kg de Aluminio en 1 °C. De lo anterior se desprende que la fórmula para determinar

la cantidad de calor es:

Q = c x m x ΔT (6.1)

Donde:

c = calor especifico del material. Este valor difiere para cada material. El calor especifico del agua es

aproximadamente 4190 𝐽

𝐾 𝑔𝑂𝐶 ó 1

𝐶𝑎𝑙

𝑔°𝐶:

El calor especifico (c) tiene que ver con las propiedades internas de los materiales, depende de los

electrones que forman parte de los átomos del material, como es el caso de los sólidos y las

oscilaciones que presenta en su estructura cristalina. En el caso de los gases, la capacidad calorífica

tiene que ver con la dinámica de las partículas que forman parte del gas. El calor específico de una

sustancia es la cantidad de calor que es necesario suministrar a una unidad de masa de dicha

sustancia para elevar su temperatura en un grado. Así por ejemplo el calor específico del platino es

0,032 𝐶𝑎𝑙

𝑔°𝐶 significa que un gramo de platino necesita de 0,032 caloríficas para elevar en 1 °C su

temperatura.

El principio de equilibrio térmico dice que cuando dos sistemas o sustancias, a diferentes

temperaturas, se ponen en contacto dentro de un recipiente aislado, alcanzaran finalmente la misma

temperatura como resultado de la transferencia de energía térmica de los cuerpos calientes a los

fríos.

La calorimetría es la medida de la cantidad de calor y tiene por objeto medir las cantidades de calor

desprendidas o absorbidas por los cuerpos en los intercambios de energía calórica; en consecuencia

permite conocer el calor específico o los calores de transformación de una sustancia, o la

temperatura final de una mezcla.

OBJETIVOS

1. Aplicar los conceptos teóricos de calor, temperatura y equilibrio térmico que permiten explicar los

mecanismos de la termorregulación corporal.

2. Determinar experimentalmente el calor específico de un sólido (metal).

MATERIALES

Calorímetro de mezclas con sus accesorios: agitador, termómetro y tapa aislante.

Beaker de 100 cm3

Solido (metal) problema: Cubo de 1 cm de Cobre o aluminio.

Trípode con malla de asbesto

Agua

Mechero de Bunsen

Balanza

Hilo para sujetar muestra.

PROCEDIMIENTO

Si deseamos determinar el calor específico (C) de un sólido de masa (m), el curso de la experiencia

incluye los siguientes pasos o etapas:

1. Determínese la masa (Mp) del calorímetro (recipiente interior) que tiene su calor específico (Cp).

2. Viértase en el calorímetro (recipiente interior) una cierta cantidad de agua de masa M, y

Determínese la masa del calorímetro con agua (Mq)

3. Mídase la temperatura del agua (y recipiente interior) t1.

4. Determínese la masa (m) del solido problema y sumérjase durante 10 minutos en agua en

ebullición.

5. Mídase la temperatura (t2) del agua en ebullición, la misma del solido problema, y en forma rápida

pásese el sólido al calorímetro con agua y temperatura t1, tápese.

6. Agítese constantemente el sistema hasta observar la temperatura de equilibrio t, que alcanza el

sistema t1 < t < t2

CALCULOS

1. Hallar la masa del agua utilizada: 𝑀 = 𝑀′′ − 𝑀′

2. Aplicando la ley fundamental de la calorimetría ΣQ = 0, es decir,

𝑄1 + 𝑄2 + 𝑄3 = 0

Donde

Q1 = calor perdido por el cuerpo problema

Q2 = calor ganado por el agua

Q3 = calor ganado por el calorímetro

Se tiene que:

𝑚 ∙ 𝐶(𝑡 − 𝑡2) + 𝑀 ∙ 𝐶𝐻2𝑂(𝑡 − 𝑡1) + 𝑀′ ∙ 𝐶 ′. (𝑡 − 𝑡1) = 0

Despejando para el cuerpo problema

−𝑚 ∙ 𝐶 (𝑡 − 𝑡2) = 𝑀 ∙ 𝐶𝐻2𝑂 (𝑡 − 𝑡1) + 𝑀′ ∙ 𝐶 ′ ∙ (𝑡 − 𝑡1)

𝑚 ∙ 𝐶 ∙ (𝑡2 − 𝑡) = 𝑀 ∙ 𝐶𝐻2𝑂 (𝑡 − 𝑡1) + 𝑀′ ∙ 𝐶 ′ ∙ (𝑡 − 𝑡1)

𝑚 ∙ 𝐶 ∙ (𝑡2 − 𝑡) = = (𝑀 ∙ 𝐶𝐻2𝑂 + 𝑀′ ∙ 𝐶 ′) ∙ (𝑡 − 𝑡1)

𝐶 = = ( 𝑀 ∙ 𝐶𝐻2𝑂 + 𝑀′ ∙ 𝐶 ′) ∙ (𝑡 − 𝑡1)

𝑚 ∙ (𝑡2 − 𝑡)

Donde

𝐶𝐻2𝑂 = 1 𝐶𝑎𝑙

𝑔 °𝐶

C = Calor especifico del material del calorímetro.

3. Hallar el porcentaje de error cometido en la práctica, previa consulta del calor específico tabulado

o teórico del solido problema.

ANÁLISIS

1. Es confiable este método para determinar el calor especifico (c) de un sólido? Explique por qué?

2. ¿Considera usted que a partir del calor especifico (c) del solido problema que se determino en la

práctica, se puede determinar el tipo de material del solido empleado? Explique por qué?

4. Enuncie y explique mínimo tres causas que pueden afectar la determinación del calor especifico

de un sólido por el método empleado.

BIBLIOGRAFIA

[1] STROTHER, G.K. Física aplicada a las Ciencias de la salud. Ed.: Mc. Graw Hill.

Ultimo edition.

[2] CROMER, Alan H.c Física para las Ciencias de la Vida. 2 ed: Editorial Reverte.



Código: Versión:


Institucional



BIOFÍSICA

Semestre: I


Aprendizaje: 2804

Período: I - 2015

Horas Practicas: 2

Nombre de la práctica: LENTES CONVERGENTES Y DIVERGENTES

Practica N° 7

INTRODUCCIÓN

Una lente es todo medio transparente limitado por dos superficies curvas o por una curva y una

plana. Se hacen de discos circulares de diversos materiales que se tallan y pulen hasta que

adquieran la forma deseada. Hay dos tipos básicos de lentes simples: convergentes (convexas) y

divergentes (Cóncavas).

Las lentes emplean el fenómeno de la refracción de la luz, de modo que para lentes esféricos los

rayos de luz que inciden paralelos al eje principal (línea imaginaria perpendicular a la lente en su

centro), al refractarse se dirigen hacia la parte más gruesa de la lente. Es por ello que las lentes

convergentes son más gruesas en el centro que en los bordes y las cóncavas (divergentes) más

delgadas en el centro que en los bordes.

Las imágenes que se producen cuando un objeto se sitúa frente a una lente pueden ser reales

proyectables en una pantalla) o virtuales (no pueden recogerse en pantalla). Las imágenes reales se

Producen por cortes de los rayos emergentes (los que salen de la lente) y las virtuales se producen

por cortes de prolongaciones de los rayos emergentes. El ojo humano es un sistema complejo de

lentes ya que la luz que llega al mismo debe pasar por distintos medios refringentes antes de

enfocarse en la retina. Si el ojo humano es emétrope (normal) las imágenes que produzcan lentes

externas, reales o virtuales, deben formarse como reales en la retina.

La fórmula de Descartes, aplicada a lentes delgadas, es:

1

𝑑0 +

1

𝑑𝑖 =

1

𝑓 (7.1)

donde do y di son respectivamente, la distancia objeto y distancia imagen con relación a la lente y f

es la distancia focal (distancia entre la lente y el foco). La ecuación de las lentes o formula de

Descartes se aplica tanto a lentes convergentes como a las divergentes siempre que se siga una

cierta convención de signos, de acuerdo al autor del libro o capítulo de óptica correspondiente. Así

una posible convención es:

1. f tiene valor positivo para lentes convergentes y negativo para lentes divergentes

2. di es positivo si la imagen es real y negativo si es virtual.

3. do es positivo si el objeto es real.

Para una lente delgada el aumento lineal está dado por:

𝑀 = 𝑇𝑎𝑚𝑎ñ𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑜𝑏𝑗𝑒𝑡𝑜

𝑇𝑎𝑚𝑎ñ𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑖𝑚𝑎𝑔𝑒𝑛 =

ℎ0

ℎ𝑖 (7.2)

Con el signo negativo para distinguir entre los objetos derechos e invertidos y las imágenes de

acuerdo con la siguiente regla: El signo positivo se utiliza para imágenes y objetos derechos; el

negativo se utiliza cuando uno de los dos es invertido.

La potencia ó poder de refracción de una lente en dioptrías se define como el inverso del valor

numérico de la distancia focal en metros. Así:

𝑃𝑅 =1

𝑓 (7.3)

donde f debe estar en metros (m). Vemos que una lente muy “potente" tiene una distancia focal muy

pequeña. El ojo humano (emétrope) tiene un sistema de lentes con una potencia de 59 a 60

dioptrías positivas.

OBJETIVOS

1. Distinguir las lentes convergentes de las divergentes.

2. Calcular o verificar experimentalmente la distancia focal de una lente convergente.

3. Determinar las distancias objeto (do) e imagen (di), en cada uno de los casos, al situar un Objeto a

diferentes distancias de una lente convergente.

4. Calcular el aumento producido por la lente para diferentes distancias del objeto frente a la lente.

5. Calcular o verificar experimentalmente la potencia de una lente convergente.

MATERIALES

Dos (2) bancos ópticos de 50 cm cada uno o uno de 100 cm

Lente convergente +28

Pantalla de proyección (1)

Lente convergente +15 ó de potencia positiva desconocida

Lámpara de proyección (1)

Lente divergente -15 ó de potencia negativa desconocida

Porta placas (1)

Regla (auxiliar) de madera

Placa de una ranura en L (1)

PROCEDIMIENTO

1. Se disponen los elementos como lo indica la figura 1:

2. Encienda la fuente luminosa, teniendo en cuenta la alineación correcta de los elementos con la

lámpara de proyección ubicándola en la posición 8.

3. Ubique la lente + 28 en la posición 15.

4. Coloque la lente convergente + 15 entre el objeto (ranura en L) y la pantalla y mantenga fija esta

posición.

5. Ajuste la pantalla hasta obtener una imagen nítida. Existe un rango en la posición de la pantalla

dentro del cual se observa la imagen.

6. Mida las distancias do y di y observe las características de la imagen en cada caso. Anote en la

tabla de datos

7. Repita los pasos 4 y 5 del procedimiento cambiando la distancia de la lente convergente + 15 con

el objeto (ranura en L)

8. Calcule las distancias focales (f) aplicando la ecuación de las lentes en cada caso particular.

9. Calcule el aumento (M) de la lente en cada caso particular.

10. Calcule el poder de refracción (PR) ó potencia de la lente en cada caso particular.

11. Llene la tabla siguiente, de acuerdo a las mediciones y cálculos realizados.

Tabla 1. Datos de la Experiencia

N° MEDICIÓN 𝑑0 𝑑𝑖 f M (aumento) PR

1

2

3

4

ANÁLISIS

1. Con los elementos en la misma disposición repita el numeral 2 cambiando la lente convergente

de + 15 por una divergente de - 15. Que observo? Que conclusión obtiene?

2. Comente los resultados obtenidos en la columna de f en la tabla 1.

3. Comente los resultados obtenidos en la columna de PR en la tabla 1.

4. De acuerdo con la tabla 1 en cual medición la imagen registra un mayor aumento? Porque?

5. Si el sistema de lentes que constituye el ojo humano se reemplazase por una sola lente Que tipo

de lente seria y cuanto su distancia focal? (Tenga en cuenta la introducción de esta práctica).

BIBLIOGRAFÍA

[1] SIMON G.G. Mac DONALD, DESMOND M.BURNS Física para las ciencias de la vida y de la

salud. Ed.: Addison-Wesley Iberoamericana, S.A. 1989.


[2] STROTHER G.K. Física aplicada a las ciencias de la salud. Mc Graw Hill. Ultima

INTRODUCCIÓN

La figura 1 muestra las partes esenciales del ojo. El frente está cubierto por una membrana

transparente denominada córnea, detrás de la cual hay una región liquida clara (humor acuoso), una

abertura variable (Iris y La Pupila) y el lente cristalino. La mayor parte de la refracción ocurre en la

córnea debido a la diferencia entre su índice de refracción y el medio líquido que la rodea. La

membrana coloreada y circular del ojo (Iris), es un diafragma muscular que controla el tamaño de la

pupila y regula la cantidad de luz que entra al ojo que dilata la pupila en ambientes con luz de baja

intensidad y la contrae en presencia de luz de alta intensidad.

La luz que entra al ojo se enfoca por medio del

sistema de lentes de la córnea y el cristalino, sobre

la superficie posterior del ojo, denominada Retina, la

cual está compuesta por millones de células

sensibles llamadas bastoncillos y conos que

participan en la fototransducción.

El SIMULADOR OCULAR SOHH1 basado en el

modelo anatómico del ojo humano construido a

escala, cuya retina se encuentra situada

exactamente en el plano focal posterior donde se

forma la imagen, y por tanto de refracción emétrope.

)1.8(111

fqp

La ecuación 1 permite calcular la distancia focal ( f ) del lente a partir de los datos conocidos de

distancia objeto ( p) y distancia imagen ( q ).

El aumento lateral de una lente delgada ( M ) se define como la razón entre la altura de la imagen ( h´

) y la altura del objeto ( h ). El aumento lateral también se puede determinar mediante el negativo del

cociente entre la distancia imagen ( q ) y la distancia objeto ( p).

)2.8(´

p

q

h

hM



Código: Versión:

Componente de Formación: Básico Institucional



BIOFÍSICA

Semestre: I

Código del Componente

de Aprendizaje: 2804

Período: I-2015

Horas Practicas: 2

Nombre de la practica: Características de la imagen en el ojo emétrope mediante el uso del simulador ocular

Practica N° 8

Figura 1.

Cuando el aumento lateral de una lente delgada ( M ) es negativa, la imagen formada es invertida y

se encuentra en el lado del lente opuesto al objeto.

OBJETIVO GENERAL

Determinar las características que identifican al ojo emétrope a partir de la imagen formada

en la retina del simulador ocular.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Determinar el aumento de la imagen formada en el simulador Ocular a partir de los valores

medidos experimentalmente.

Determinar la potencia de la córnea a partir de los valores medidos experimentalmente.

Calcular el porcentaje de error de los datos medidos con respecto a los datos teóricos.

MATERIALES

Simulador Ocular (Modelo de Ojo Emétrope)

Mesa de soporte para el simulador ocular

Fuente luminosa

Opto tipos

Una regla de estudiante

Calculadora

PROCEDIMIENTO

Realizar el montaje de acuerdo a la Figura 2:

Figura 2

1. Coloque el proyector sobre la base.

2. Introdúzcalo el Optotipo en el Portaoptotipos ubicado frente al Proyector.

3. Mida el valor de la altura del objeto (h) en el Optotipo. (h) = __________cm.

4. Verifique que la lente de la córnea se encuentre alineado frente al Optotipo.

5. Desplace sobre la mesa el portaoptotipo mientras observa a través del orificio lateral (Mira) la

aparición de la imagen nítida del Optotipo en la retina.

6. Mida la distancia objeto ( p )exp =________ cm, desde el plano frontal de la córnea hasta el

Opto tipo.

7. La distancia imagen ( q ) desde el plano frontal de la córnea hasta la retina es de 20 cm.

8. Observe y anote el tamaño de la imagen (h´)exp=__________cm, formado en la retina.

ANÁLISIS DE RESULTADOS

1. Describa las características de la imagen observada.

2. Según la Ec. 2 reemplace los datos de (p)exp y (q) para calcular el aumento lateral de la

cornea (M1) = _________ .

3. A partir del tamaño del objeto (h) y de la imagen (h`)teo calcule aumento: (M2) = ___________.

4. Compare los valores de (M1) y (M2), si son aproximadamente iguales utilice los datos de (q) y

la distancia focal (f ) = _____ para calcular la distancia objeto teórica (p)teo = _________ .

5. Utilice el valor del tamaño de la distancia objeto teórica (p)teo obtenido en el paso anterior

como valor teórico y compare con el (p)exp medido en el paso 6 del procedimiento para

calcular el porcentaje de error.

6. Responda. Si la imagen en la retina se da invertida, ¿Qué procesos se dan para que

observemos los objetos al derecho?

BIBLIOGRAFÍA

SERWAY, Raymond. Física. Mac Graw Hill. 4ta Edicion. 1997

CROMER, Alan H. Física para las Ciencias de la Vida. Reverte. Ultima Edición.

GONZALEZ, Ibeas J. Introducción a la Física y Biofísica

MC DONALD, Burns. Física para las Ciencias de la Vida y de la Salud. Addison-Wesley.

Iberoamericana. Ultima Edición.

STROTHER, GK. Física aplicada a las Ciencias de la Salud. Mc Graw Hill. Latinoamericana.

Ultima Edición.

GIL DEL RIO, E. Óptica Fisiológica Clínica. Ediciones Toray. 4ta Edición. 1981.

GUIAS LABORATORIOS BIOFISICA_I 2015 - FISIOTERAPIA.pdf

Documents

Transcript of GUIAS LABORATORIOS BIOFISICA_I 2015 - FISIOTERAPIA.pdf