FISICA GENERAL

PRACTICA N1

PRESENTADO POR:

MARIA INYURANI ESCANDON COD: 1.109.493.879

LORENA PERDOMO HERNANDEZ COD: 1.110.540.139

JORGE LUIZ GUZMANCOD: 1.110.549.560

EDSON DANIEL BENITEZ (TUTOR)

09 DE MAYO

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA (UNAD)IBAGUE2015OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL:

Realizar un trabajo prctico en el laboratorio de fsica de la Universidad Nacional Abierta y a Distancia, que permita conocer a fondo sobre los temas de proporcionalidad directa y medicin, su implementacin en casos reales y beneficios en el campo laboral de cada uno de los programas de formacin de los estudiantes.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

Comprobar la relacin de proporcionalidad entre diferentes magnitudes. Conocer el manejo de instrumentos de medicin que se utilizan en el laboratorio y en empresas para la medida de longitudes. Implementar el manejo de clculo de errores en medidas. Conocer las unidades de medidas. Promover el trabajo en equipo con cada uno de los integrantes del curso.INTRODUCCIN

A travs del presente informe de laboratorio se pretende evidenciar los conocimientos adquiridos en el componente prctico de la unidad uno del curso de fsica general, teniendo como temas principales: proporcionalidad directa, medicin, cinemtica y fuerzas. Permitiendo al estudiante profundizar sus conocimientos en temas bsicos de la fsica, llevando la teora a la prctica para el mejoramiento de su capacidad ingenieril en cada una de las reas de formacin aplicando conocimientos cientficos.

MARCO TEORICO

MEDICIONESPara la fsica y la qumica, en su calidad de ciencias experimentales, la medida constituye una operacin fundamental. Sus descripciones del mundo fsico se refieren a magnitudes o propiedades medibles. Las unidades, como cantidades de referencia a efectos de comparacin, forman parte de los resultados de las medidas. Cada dato experimental se acompaa de su error o, al menos, se escriben sus cifras de tal modo que reflejen la precisin de la correspondiente medida.Se consideran ciencias experimentales aquellas que por sus caractersticas y, particularmente por el tipo de problemas de los que se ocupan, pueden someter sus afirmaciones o enunciados al juicio de la experimentacin. En un sentido cientfico la experimentacin hace alusin a una observacin controlada; en otros trminos, experimentar es reproducir en el laboratorio el fenmeno en estudio con la posibilidad de variar a voluntad y de forma precisa las condiciones de observacin.La fsica y la qumica constituyen ejemplos de ciencias experimentales. La historia de ambas disciplinas pone de manifiesto que la experimentacin ha desempeado un doble papel en su desarrollo. Con frecuencia, los experimentos cientficos slo pueden ser entendidos en el marco de una teora que orienta y dirige al investigador sobre qu es lo que hay que buscar y sobre qu hiptesis debern ser contrastadas experimentalmente. Pero, en ocasiones, los resultados de los experimentos generan informacin que sirve de base para una elaboracin terica posterior. Este doble papel de la experimentacin como juez y gua del trabajo cientfico se apoya en la realizacin de medidas que facilitan una descripcin de los fenmenos en trminos de cantidad. La medida constituye entonces una operacin clave en las ciencias experimentales.

MAGNITUDES Y MEDIDAEl gran fsico ingls Kelvin consideraba que solamente puede aceptarse como satisfactorio nuestro conocimiento si somos capaces de expresarlo mediante nmeros. Aun cuando la afirmacin de Kelvin tomada al pie de la letra supondra la descalificacin de valiosas formas de conocimiento, destaca la importancia del conocimiento cuantitativo. La operacin que permite expresar una propiedad o atributo fsico en forma numrica es precisamente la medida.

Magnitud, cantidad y unidadLa nocin de magnitud est inevitablemente relacionada con la de medida. Se denominan magnitudes a ciertas propiedades o aspectos observables de un sistema fsico que pueden ser expresados en forma numrica. En otros trminos, las magnitudes son propiedades o atributos medibles.La longitud, la masa, el volumen, la fuerza, la velocidad, la cantidad de sustancia son ejemplos de magnitudes fsicas. La belleza, sin embargo, no es una magnitud, entre otras razones porque no es posible elaborar una escala y mucho menos un aparato que permita determinar cuntas veces una persona o un objeto es ms bello que otro. La sinceridad o la amabilidad tampoco lo son. Se trata de aspectos cualitativos porque indican cualidad y no cantidad.En el lenguaje de la fsica la nocin de cantidad se refiere al valor que toma una magnitud dada en un cuerpo o sistema concreto; la longitud de esta mesa, la masa de aquella moneda ,el volumen de ese lapicero, son ejemplos de cantidades. Una cantidad de referencia se denomina unidad y el sistema fsico que encarna la cantidad considerada como una unidad se denomina patrn.

La medida como comparacinLa medida de una magnitud fsica supone, en ltimo extremo, la comparacin del objeto que encarna dicha propiedad con otro de la misma naturaleza que se toma como referencia y que constituye el patrn.La medida de longitudes se efectuaba en la antigedad empleando una vara como patrn, es decir, determinando cuntas veces la longitud del objeto a medir contena a la de patrn. La vara, como predecesora del metro de sastre, ha pasado a la historia como una unidad de medida equivalente a 835,9 mm. Este tipo de comparacin inmediata de objetos corresponde a las llamadas medidas directas.Con frecuencia, la comparacin se efecta entre atributos que, aun cuando estn relacionados con lo que se desea medir, son de diferente naturaleza. Tal es el caso de las medidas trmicas, en las que comparando longitudes sobre la escala graduada de un termmetro se determinan temperaturas. Esta otra clase de medidas se denominan indirectas.

DESARROLLO DE LA PRCTICA LABORATORIO 1: DENSIDAD DE UN MATERIAL

PRIMERA PARTEPROCEDIMIENTO1. Identifique los objetos que usara en la practica Una Probeta graduada de 100 ml Un vaso plstico Balanza FluidoBalanza electrnica de precisin

Lasbalanzas electrnicas de precisin son instrumentos de pesaje de funcionamiento no automtico que utilizan la accin de la gravedad para determinacin de la masa.Se compone de un nico receptor de carga (plato) donde se deposita el objeto para medir. Una clula de carga de carga mide la masa a partir de la fuerza (peso) ejercida por el cuerpo sobre el receptor de carga. El resultado de esa medicin (indicacin) aparecer reflejado en un dispositivo indicador. La balanza electrnica de precisin suele ser un equipo de laboratorio y resultan equipos imprescindibles en operaciones qumicas, analticas y de formulacin en industrias y en laboratorios de calidad.En cuanto a su exactitud y precisin es necesario calibrar balanza electrnica de precisin para trabajar conforme a un sistema de calidad. Es recomendable que la calibracin de balanza electrnica de precisin sea realizada por laboratorios de calibracin acreditados por ENAC. Estos dos parmetros son fundamentales para un buen control de la calidad de los productos. En el proceso de medicin no es tan importante la precisin de la medida sino la fiabilidad del resultado y que el tcnico conozca bien los distintos conceptos estadsticos y metrolgicos.2. Calibre el cero de la balanza.

R: // Despus tomamos la balanza y la dejamos en cero.

3. Determine la masa de la probeta y tome este valor como m. R: // 19 Gramos.

4. Vierta 6 cantidades diferentes de lquido en la probeta ms el lquido (MT). Registre los Valores en la tabla 1.

a. Determine correctamente la variable independiente del experimentob. Determine la variable dependiente del experimento

MT (g)23 mlg27 mlg35 mlg44 mlg52 mlg60 mlg

A. Determine correctamente cual es la variable independienteLa variable independiente es el Volumen (ml)

B. Determine la variable dependiente.La variable dependiente es la Masa-Liquido (g).5. Calcule la masa del lquido ML sin la probeta para cada medicin. R: / A la masa total le restamos el peso de la probeta

PESO PROBETA (19 ) VALOR TOTAL (23,27,35,44,52,60) =ML (g)4816253341

6. Registre estos resultados en la siguiente tabla:= 19V (ml)51020304050

MT (g)23 mlg27 mlg35 mlg44 mlg52 mlg60 mlg

ML (g)4816253341

7. Trace una grfica masa-liquido Vs Volumen.

a. Qu tipo de grafica se forma?Rta: Ecuacin Linealb. Realice una regresin (lineal o cuadrtica) Segn el tipo grafica que se forma:

8.Calcule la constante de proporcionalidad.Para calcular la constante de proporcionalidad se hizo lo siguiente:D=Masa/ VolumenD=4 / 5= 0.8D= 8 / 10 = 0.8D= 16 / 20 = 0.8D= 25 / 30 = 0.833D= 33 / 40 = 0.825D= 41 / 50 = 0.82Los datos los encontramos en la tabla.Luego se sumaron los resultados y se divide en 6 y el resultado es la constante de proporcionalidad y se realiz as:4.878 / 6 = 0.813 0.813 se aproxima a 1. Entonces la constante de proporcionalidad es igual a 1

ANALISIS DE RESULTADOS

En base a los datos obtenidos se realiz la operacin Densidad: masa/ volumen, para todos los 6 casos, se observ y se calcul este cociente llegando a la conclusin de que este valor se acerca mucho a 1, que es la misma constante de proporcionalidad. Se determin que la variable dependiente es la masa del lquido y la variable independiente es el volumen del mismo. Despus de haber aadido cada una de las cantidades de lquido en la probeta, se procedi a pesar ambos elementos restndole el peso de la probeta y obteniendo el peso del lquido.

SEGUNDA PARTE RecursosCalibrador pie de rey o Vernier, tornillo micromtrico y piezas de diferentes materiales.

CONOCIMIENTOS PREVIOS O PRE SABERES: Manejo de Unidades, clculo de errores de medida.

PROCEDIMIENTO:1. Identifique los objetos que usara en la practica R\\ Un calibrador pie de rey o Vernier, un tornillo micromtrico y piezas de diferentes materiales2. Determine y registre cual es la precisin del instrumento de medidaR\\ El calibrador o pie de rey es uno de los instrumentos mecnicos para medicin lineal de exteriores, medicin de interiores y de profundidades ms ampliamente utilizados. El calibrador o pie de rey se fundamenta en el nonius. Se construye generalmente de acero y tiene la forma indicada en la (Fig. 1) Es especialmente adecuado para medir espesores de piezas, dimensiones internas de una cavidad y profundidades. El utilizado en este laboratorio, tiene un nonius que abarca 39 divisiones de la regla fija y est dividido en 40 partes, pero como se ha suprimido una de cada dos divisiones, tiene finalmente una sensibilidad de (1/20) mm. Otro, tambin utilizado, tiene el nonius dividido en 10 partes que abarcan 9 de la escala fija, por tanto tiene sensibilidad de (1/10) mm. La lectura viene dada por L = (R + k * s) unidades de la escala fija, siendo R el nmero del milmetro inmediatamente a la izquierda del cero del nonius y k la divisin del mismo que coincida exactamente con una divisin de la escala fija. Las principales aplicaciones de un calibrador o pie de rey son comnmente: medicin de exteriores, de interiores, de profundidades y en algunos calibradores dependiendo del diseo medicin de escalonamiento. La exactitud de un calibrador se debe principalmente a la exactitud de la graduacin de sus escalas, el diseo de las guas del cursor, el paralelismo y perpendicularidad de sus palpadores, la mano de obra y la tecnologa en su proceso de fabricacin.

3. Haga un dibujo de la pieza problema e indique el nombre de cada una de las dimensiones (Alto, dimetro.)

R\\ ARANDELA

4. Complete la siguiente tabla :

PIEZA(Arandela)MedidaN 1(x1 )MedidaN 2(x2 )MedidaN 3(x3 )PROMEDIO(Valor Real )

Dimetro externo36.5 36.436.236.3

Dimetro interno14.814.1014.414.4

Alto o espesor 2.312.292.312.30

5. Calcule el error absoluto ( , con i = 1, 2, 3,4 y 5, donde es la medida o valor promedio) y relativo de cada medida y regstrelo en la tabla 3.PIEZA(Arandela)MedidaN 1(x1 )MedidaN 2(x2 )MedidaN 3(x3 )PROMEDIOS

Tipo de Error

Dimetro Externo0.25.500.12.750.12.750.133.66

DimetroInterno0.40.020.30.02000.230.04

Alto o Espesor0.014.340.014.340.014.340.014.34

6. Responder Que tan confiable es la medida de las dimensiones?

R/ La confiabilidad de esas medidas para nosotros es cerca de un 1% ya que pues al ver los resultados de las anteriores tablas pues se ve que cada medida va variando, sabiendo que estamos midiendo la misma pieza y pues de lgica las medidas deben ser iguales y tal caso eso no es as.

7. Calcule el volumen de la pieza (Realice el clculo con valor promedio de cada medida), determine la masa de la pieza con la balanza y la densidad p de esta e identifique el material de que est hecha la pieza.

Para hallar el volumen (V) de la pieza (Arandela) se utiliz la siguiente formula:

14.4

2.30

36.3

Entonces

R/ El volumen de la arandela es de ANALISIS DE RESULTADOS

En base a los datos obtenidos se realiz la operacin de tomar el promedio de cada parte que medimos, sumando los resultados y dividindolo por las cantidades en que los medimos.Se determin que al hallar nos toc tomar datos de la primera tabla y despus realizar una ecuacin en la cual nos toca tomar ms valores y sacar el valor para hallar ms adelante el resultado final de lo pedido.Despus de haber realizado todas los procedimientos, debemos saber la medidas final de la pieza, tomando el promedio de la primera tabla y con el promedio del en la segunda tabla nos queda un valor ms o menos segn los resultados obtenidos en cada tabla.

LABORATORIO 2LEY DE HOOKE Recursos Resortes Masas Regla de 1m Calibrador de rey Soporte universal

CUESTIONARIO

Describa brevemente el dispositivo experimental que usar Se toma un resorte en el gancho del soporte universal se dime con una regla la longitud luego de ello se va colocando con otro gancho peso, se toman 5 pesos diferentes para medir la elasticidad del resorte y se registran en una tabla las longitudes.

La magnitud fsicas que se midi directamente fue la constante de elasticidad, siendo la de mayor inters en el experimento.

Las magnitudes fsicas que se midieron indirectamente fueron el peso, la longitud, la gravedad.

Procedimiento

1. Se mide con una regla mtrica la longitud del resorte.2. Acomodamos el resorte en el gancho del soporte universal3. Escogemos 5 pesos diferentes 4. Se registran los tatos en una tabla.

Anlisis de datos:

1. Calcule el valor de l para cada ms y registre los datos en la tabla 4.2. Calcule el valor de K mediante la ecuacin Fe = K L (Ley de Hooke), para cada masa registre los datos en la tabla 3.3. Calcule el valor de K representando grficamente Fe frente L y ajustado a una recta por el mtodo de mnimos cuadrados, la constante K se obtiene a partir de la pendiente de la recta de ajuste.a. Compare el valor de K obtenido con el promedio con la K obtenida por el mtodo de ajuste de mnimos cuadrados y determine el error relativo, si se toma como el valor real el promedio de K.

0.085m

8.5cm

MASA (kg)L(m)L (m)F (N)K (N/m)

0.040.0870.0020.392196

0.060.0890.0040.588147

0.080.0900.0050.784156.8

0.120.0930.0081.176147

0.140.0940.0091.372152.44

Promedio0.0880.09060.00560.862159.84

CONCLUSIONES

Para concluir la experiencia realizada fue plenamente satisfactoria, debido a que se lograron cumplir todos los objetivos propuestos, lo que nos lleva a evaluar este laboratorio como una experiencia plenamente provechosa, ya que durante la mayora de nuestras vidas profesionales nos veremos introducidos en el rea de fsica.

Las instalaciones utilizadas e implementos otorgados por nuestra universidad fueron de buena calidad y en excelente estado, facultando el desarrollo de los procesos realizados.

Adems, cuando una fuerza externa acta sobre un material causa un esfuerzo o tensin en el interior del material que provoca la deformacin del mismo. En muchos materiales, en este caso prctico el metal, la deformacin es directamente proporcional al esfuerzo. Esta relacin se conoce como la ley de Hooke, que fue el primero en expresarla. No obstante si la fuerza externa supera un determinado valor, el material puede quedar deformado permanentemente, y la ley de Hooke ya no es vlida. El mximo esfuerzo que un material puede soportar antes de quedar permanentemente deformado se denomina lmite de elasticidad.

REFERENCIAS BIBLIOGRFICAS

FISICANET. (14 de 05 de 2013). Cinemtica. Recuperado el 2014, de http://www.fisicanet.com.ar/fisica/f1_cinematica.php

FISICANET. (29 de 10 de 2014). Medidas, resultados y errores. Recuperado el 2014, de http://www.fisicanet.com.ar/fisica/mediciones/ap01_errores.php

Integrando Volumenes y Areas. (28 de 04 de 2011). Integrando Volumenes y Areas. Recuperado el 2014, de http://integrandovolumenesyareas.blogspot.com/2011/05/volumenes-de-revolucion-el-metodo-de.html

Todo Metrologa. (27 de 08 de 2009). El Calibrador Pie De Rey. Obtenido de http://todometrologia.ucoz.com/blog/2009-08-27-11