ESCUELA DE CIENCIAS BSICAS TECNOLOGA E INGENIERAUniversidad
NacionalAbierta y a Distancia
CURSO: FISICA GENERAL
FISICA GENERALINFORME PRCTICAS DE LABORATORIO
Por:EDUAR CONDIA DIAZ 74795356GRUPO: 100413_111TUTOR VIRTUAL:
JORGE GUILLERMO [email protected] FRANCISCO
BALAGUERA-1.121.887.575GRUPO: 100413_322TUTOR VIRTUAL: ALEXANDER
[email protected] MAURICIO CORRELES-
86086089Grupo 3LUZ BIYENI BADOS- 1, 123, 324,940GRUPO:
100413_326TUTOR VIRTUAL: Alexander FlrezCERES: Valle del Guamuez
(La Hormiga Putumayo)LIDA TERESA BEJARANO PELAEZ- 21.032.804GRUPO:
100413-48TUTOR VIRTUAL: VISTOR MANUEL
[email protected] STIVEN WILCHES-
1122137475CHRISTIAN ACERO BARRERA
PRESENTADO ALIC. JUAN CHICA
UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNADESCUELA DE
CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIACEAD
ACACIAS2013INTRODUCCIN
La fsica es la ciencia que se ocupa de los componentes
fundamentales del Universo, de las fuerzas que stos ejercen entre s
y de los efectos de dichas fuerzas. Estudia sistemticamente los
fenmenos naturales, tratando de encontrar las leyes bsicas que los
rigen. se fundamenta en la observacin y en la experimentacin , que
consiste no slo en apreciar con exactitud todas las circunstancias
que acompaan a un fenmeno, sino tambin en diferenciar lo esencial
de lo accesorio; las prcticas en el laboratorio nos ayuda a
adquirir habilidades, aprender tcnicas elementales, que nos
familiaricemos con el manejo de instrumentos y aparatos; estas nos
permite aumentar la motivacin y la comprensin respecto de los
conceptos y procedimientos cientficos, nos enfocaremos y
reconoceremos temas e instrumentos a cerca de la proporcionalidad
directa, instrumentos de medicin, cinemtica, fuerza y sistema en
equilibrio. Adems con este informe se pretende conceptualizar lo
realizado en la prctica, realizaremos un anlisis de acuerdo a los
resultados obtenidos y aclararemos las dudas que tenemos acerca del
movimiento uniforme variado
PRACTICA UNO: PROPORCIONALIDAD DIRECTA Y MEDICIN
MARCO TERICO
PROPORCIONALIDAD DIRECTADos magnitudes son directamente
proporcionales si al multiplicar o dividir una de ellas por un
nmero, la otra queda multiplicada o dividida por ese mismo nmero.Al
dividir cualquier valor de la segunda magnitud por su
correspondiente valor de la primera magnitud, se obtiene siempre el
mismo valor (constante). A esta constante se le llamarazn de
proporcionalidad directa.
Para resolver un ejercicio de proporcionalidad directa se puede
utilizar: La razn de proporcionalidad. Una regla de tres. El mtodo
de reduccin a la unidad. Dos magnitudes son directamente
proporcionales si:Al aumentar una de las magnitudes, tambin aumenta
la otra; o al disminuir una de las magnitudes tambin disminuye la
otra, El consiente de las dos magnitudes es siempre el mismo
(constante).
MEDICIN Es un proceso bsico de la ciencia que consiste
encompararun patrn seleccionado con el objeto o fenmeno cuya
magnitud fsica se desea medir para ver cuntas veces el patrn est
contenido en esa magnitud
MATERIALES:
Una probeta graduada de 100 ml Un vaso plstico Balanza Agua
Primera Parte: Identifique los objetos que usar en la prctica.
Defina que es una balanza. Rta: Labalanzaes un instrumento que
sirve para medir lamasa.Es unapalancade primer gnero de brazos
iguales que, mediante el establecimiento de una situacin de
equilibrio entre lospesosde dos cuerpos, permite medirmasas.Para
realizar las mediciones se utilizan patrones de masa cuyo grado de
exactitud depende de la precisin del instrumento. Al igual que en
unaromana, pero a diferencia de unabsculao un dinammetro, los
resultados de las mediciones no varan con la magnitud de
lagravedad.El rango de medida y precisin de una balanza puede
variar desde varios kilogramos (con precisin de gramos), en
balanzas industriales y comerciales; hasta unos gramos (con
precisin demiligramos) en balanzas delaboratorio.
Calibre el cero de la balanza. Se calibra en cero la balanza
Determine la masa de la probeta y tome este valor como m0. Rta:
peso de la probeta. 16.9gVierta 10 ml, 20 ml, 30 ml, hasta llegar a
100 ml, de lquido en la probeta y determine en cada caso la masa de
la probeta ms el lquido MT. Determine correctamente cul es la
variable independiente. Rta: La variable independiente son los
valores de V (ml) Determine la variable dependiente Rta: La
variable dependiente son los valores de MT (g) Calcule la masa del
lquido ML sin la probeta para cada medicin. V
(ml)102030405060708090100
MT (g)25.935.94553.163.673.4582.992.2103.5112.6
ML (g)91928.136.246.756.556675.386.695.7
Registre estos resultados en la siguiente tabla
Trace una grfica masa-lquido Vs Volumen.
ML (g)91928.136.246.756.556675.386.695.7
V (ml)102030405060708090100
Calcule la constante de proporcionalidad.
La constante de proporcionalidad es: 0.93 kg/m3
INFORME
Analice las causas ambientales que pueden influir en la densidad
de un lquido (Ejemplo: temperatura, presin, etc.).
Las causas ambientales que influyen en la densidad de un lquido
son:
la temperatura. La presin atmosfrica. Humedad relativa. Calidad
del lquido que se est utilizando. Propiedades elctricas de un
recipiente.
La densidad es la relacin entre la masa de un cuerpo y el
volumen que ste ocupa. Generalmente se expresa en g/ml o g/cm3; la
concentracin influye en los valores de densidad, a menor
concentracin, existir menor cantidad de materia y por tanto, la
densidad ser menor. Por el contrario, al aumentar la temperatura,
generalmente hay un descenso de la densidad, aunque hay
excepciones. Segn el principio de Arqumedes, el volumen de un slido
es igual al del lquido desplazado cuando ste es inmerso en dicho
lquido. De modo que es bastante comn emplear dicho principio (el de
desplazamiento de lquidos) para determinar densidades en el
laboratorio
Describa otras tres leyes de la naturaleza en las cuales la
relacin entre las magnitudes sea de proporcionalidad directa.
Temperatura-volumen. Ej.: el hierro cuando se calienta se va a
inflamar. Distancia recorrida-velocidad. Ej.: a mayor velocidad,
mayor distancia recorrida, a mayor velocidad mayor es la distancia
recorrida. La relacin entre la friccin de dos cuerpos, la velocidad
y el calor. Ej.: debido a mayor velocidad, mayor friccin y mayor
calor. A mayor masa de un cuerpo mayor ser la fuerza ejercida para
su desplazamiento
Qu leyes de la naturaleza nos ofrecen una relacin de
proporcionalidad inversa?
En el caso del agua cuando la temperatura es menor de 4c en la
medida en que disminuye aumenta el volumen de agua. Mayor presin,
menor volumen esto en el caso de los gases cuando se encierran en
un recipiente y se someten a presin.
En el caso de velocidad y el tiempo estas son inversas debido a
que a mayor velocidad de una partcula el tiempo de desplazamiento
es menor. A mayorVelocidad menor tiempo empleado.
Realice un anlisis de la prueba y sus resultados.
Se comprob durante la prctica que a medida en que aumentaba el
volumen del lquido, la masa tambin aumentaba de una manera
proporcional aproximadamente de uno a uno.
El volumen y la masa son directamente proporcionales, pues en la
medida en que aumenta la masa aumenta el volumen y en la medida que
disminuye la masa disminuye el volumen.
Al hacer los clculos de masa y volumen y relacionarlos mediante
el cociente observamos que obtenemos el mismo resultado y es a lo
que llamamos constante de proporcionalidad.
En este caso la variable dependiente fue el agua sea los 100 ml
d agua que se vertan a la pesa.
La variable independiente es la Mo = 16,9 g a la masa de la
cubeta o probeta, pues independientemente de el volumen de agua
ella tiene su propia masa y vara dependiendo del volumen del
agua.Segunda parte: Instrumentos De Medicin
MATERIALES
Calibrador Tornillo micromtrico Materiales para medir su
espesor: lminas, lentes, esferas, etc.
Calibrador
123456Promedio
Pieza #14,9994,9964,9654,9704,9504,9974,979
Pieza #24,494,494,494,494,4994,4984,492
Tornillo micromtrico
123456Promedio
Pieza #11,851,851,851,851,851,851,85
Pieza #211,1211,1211,1211,1211,1211,1211,12
INFORME
Realice las conclusiones respectivas sobre los instrumentos de
medicin que manipul.Podemos concluir que cuando tomamos la medida
de un objeto en este caso del cubo de madera, la moneda estos
objetos los podemos medir con precisin de tal forma que nos
permiten tener ms exactitud en las medidas as tener mejor
informacin de los objetos.
Determine que es exactitud y que precisin.
Exactitud: Capacidad de un instrumento de medir un valor cercano
al valor de la magnitud real.
Precisin: Capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado
en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones. Esta
cualidad debe evaluarse a corto plazo.
PRCTICA DOS: CINTICA Y FUERZA
MARCO TERICO
CINEMTICAEs la rama de lafsicaque estudia las leyes
delmovimientode los cuerpos sin considerar las causas que lo
originan (lasfuerzas) y se limita, esencialmente, al estudio de
latrayectoriaen funcin deltiempo. Laaceleracines el ritmo con el
que cambia lavelocidad. La velocidad y la aceleracin son las dos
principales magnitudes que describen cmo cambia la posicin en
funcin del tiempo.
FUERZA Es unamagnitudque mide la intensidad del intercambio
demomento linealentre dospartculasosistemas de partculas. Segn una
definicin clsica,fuerzaes todo agente capaz de modificar la
cantidad de movimiento o la forma de los materiales. No debe
confundirse con los conceptos deesfuerzoo deenerga.En elSistema
Internacional de Unidades, launidad de medidade fuerza es
elnewtonque se representa con el smbolo:N, nombrada as en
reconocimiento a Isaac Newton por su aportacin a la fsica,
especialmente a la mecnica clsica. El newton es una unidad
derivadaque se define como la fuerza necesaria para proporcionar
unaaceleracinde 1 m/s2 a un objeto de 1 kg demasa.
Ejercicio 1:DISTANCIA (m)TIEMPO (s)Velocidad m/s
19,190.11
Grfica:
Ejercicio 2:DISTANCIA (m)TIEMPO (s)Velocidad m/s
15,350.19
Grfica:
Ejercicio 3:DISTANCIA (m)TIEMPO (s)Velocidad m/s
14,930.20
Grfica:
Ejercicio 4:DISTANCIA (m)TIEMPO (s)Velocidad m/s
14,080.21
Grfica:
Ejercicio 5:DISTANCIA (m)TIEMPO (s)Velocidad m/s
13,390.29
Grfica:
GRAFICAS ACELERACION
VELOCIDAD (m/s)TIEMPO (s)Aceleracin (m/s2)
0,119,190.012
VELOCIDAD (m/s)TIEMPO (s)Aceleracin (m/s2)
0.195.350.036
VELOCIDAD (m/s)TIEMPO (s)Aceleracin (m/s2)
0.284.930.057
VELOCIDAD (m/s)TIEMPO (s)Aceleracin (m/s2)
0.214.80.044
VELOCIDAD (m/s)TIEMPO (s)Aceleracin (m/s2)
0.293.390.086
INFORME El movimiento rectilneo uniformemente variado describe
una trayectoria en lnea recta, este movimiento recorre espacio
diferente en tiempos iguales. La aceleracin es la variacin que
experimenta en la unidad de tiempo la cual puede ser positiva o
negativa ya que la gravedad juega un papel muy importante en este
fenmeno. La aceleracin es directamente proporcional a la velocidad
A mayor distancia mayor tiempo Fuerza de friccin dinmica: esta
fuerza se presenta durante el movimiento de los cuerpos que se
deslizan sobre una superficie. Tambin se le suele llamar fuerza de
friccin cintica. La fuerza de friccin acta en el plano de la
superficie de contacto en la cual se mueve el objeto. De nuevo la
forma funcional de la fuerza es proporcional a la fuerza normal, de
forma que, se ha observado experimentalmente que la fuerza de
friccin dinmica, que acta sobre un cuerpo que se desliza, es menor
que la mxima fuerza de friccin esttica que puede soportar un
cuerpo, Fs. Es decir, el coeficiente de friccin dinmica es tambin
independiente de la velocidad de deslizamiento.
PARTE DOS (CINEMTICAS Y FUERZAS)
2 LEY DE NEWTON:Siempre que una fuerza acte sobre un cuerpo
produce una aceleracin en ladireccinde la fuerza que es
directamente proporcional a la fuerza pero inversamente
proporcional a la masa.
FUERZAFuerza es toda causa capaz de modificar el estado de
reposo o de movimiento de un cuerpo, o de producir una
deformacin.
TENSIN: Es la fuerza interna aplicada, que acta por unidad
desuperficieoreasobre la que se aplica. Tambin se llamatensin, al
efecto de aplicar una fuerza sobre una forma alargada aumentando su
elongacin.
PESO: Es una medida de lafuerza gravitatoriaque acta sobre un
objeto.1El peso equivale a lafuerzaque ejerce un cuerpo sobre un
punto de apoyo, originada por la accin delcampo gravitatoriolocal
sobre lamasadel cuerpo. Por ser una fuerza, el peso se representa
como unvector, definido por su mdulo, direccin y sentido, aplicado
en elcentro de gravedaddel cuerpo y dirigido aproximadamente hacia
el centro de la Tierra.
OBJETIVOS Identificar las fuerzas que actan en un sistema de
masas unidad por cuerdas mediante poleas. Realizar diagramas de
cuerpo libre para cada una de las masas, teniendo en cuenta la
direccin de sus fuerzas y el Angulo que forman con el eje x.
Plantear ecuaciones de equilibrio para cada una de las respectivas
masas
MATERIALES
Dos soportes universales Dos poleas Juego de pesitas Dos cuerdas
Un transportador
PROCEDIMIENTO
Tome varias pesitas y asgneles el valor M3.Como se indica en el
dibujo, encuentre dos masas M1 y M2 que equilibren el sistema. El
equilibrio del sistema est determinado por los ngulos 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.Repita los pasos 2 y 3 con diferentes
valores para M1, M2 y M3.
DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE Y ECUACIONES DE EQUILIBRIO
DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE Y ECUACIONES DE EQUILIBRIO
DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE Y ECUACIONES DE EQUILIBRIO
CONCLUSIONES
Teniendo en cuenta los valores encontrados de las tensiones en
los respectivos ejercicios, podemos notar que la masa dos difiere
tericamente del valor prctico que encontramos en el
laboratorio.
Los valores de los ngulos son muy significativos a la hora de
lograr un equilibrio en la masa dos, ya que dependiendo de estos se
dar el equilibrio.
Los valores de la masa dos en ningn de los casos fue igual al
valor utilizado en el laboratorio, teniendo en cuenta las
ecuaciones planteadas.
PRCTICA TRES: MOVIMIENTO ARMNICO Y PENDULAR
MOVIMIENTO ARMNICODenominadomovimiento vibratorio armnico
simple(m.v.a.s.), es unmovimiento peridico, oscilatorio y
vibratorio en ausencia de friccin, producido por la accin de una
fuerza recuperadora que es directamente proporcional a la posicin
pero en sentido opuesto. Y que queda descrito en funcin
deltiempopor una funcin senoidal (senoo coseno). Si la descripcin
de un movimiento requiriese ms de una funcin armnica, en general
sera un movimiento armnico, pero no un m.a.s.En el caso de que
latrayectoriasea rectilnea, la partcula que realiza un m.a.s.
oscila alejndose y acercndose de un punto, situado en el centro de
su trayectoria, de tal manera que suposicinen funcin deltiempocon
respecto a ese punto es unasinusoide. En este movimiento, la fuerza
que acta sobre la partcula es proporcional a su desplazamiento
respecto a dicho punto y dirigida hacia ste.
EL MOVIMIENTOPENDULAR
Unmovimiento pendulares el movimiento que realiza un objeto de
un lado a otro, colgado de una base fija mediante un hilo o una
varilla. La fuerza de lagravedadlo impulsa hacia el suelo, pero el
hilo se lo impide, y la velocidad que lleva hace que suba de nuevo
creando una curva.Es lo que hacen los relojes de pndulo (de ah su
nombre) o los columpios de los parques infantiles.Elpnduloes un
sistema fsico que puedeoscilarbajo la accin gravitatoria u otra
caracterstica fsica (elasticidad, por ejemplo) y que est
configurado por una masa suspendida de un punto o de un eje
horizontal fijo mediante un hilo, una varilla, u otro dispositivo
que sirve para medir el tiempo.
MATERIALESSoporte universalUna cuerdaUna pesita Cronmetro
L(m)10cm20cm30cm40cm50cm60cm70cm80cm90cm100cm
T(s)6,94/10 = 0,694
9,02/10=0,9010,47/10=1,0412,15/10=1,2214,29/10=1,4315,23/10=1,52
16,82/10=1,6818/10=1,819,6/10=1,9619,83/10=1,98
Anlisis de prctica y resultados:
Se toma un ngulo de oscilacin de 15, para cada una de las
diferentes longitudes del pndulo
Se realiza 10 variaciones de longitud del pndulo, con cronometro
y como referencia de 10 oscilaciones, se analiza que a mayor
longitud de la cuerda es mayor el tiempo que tarda en hacer las
oscilaciones.
Anlisis de la prueba: Observamos que el periodo de oscilacin del
pndulo es directamente proporcional con la longitud de la cuerda
del mismo; a mayor longitud el tiempo de oscilacin tambin ser
mayor.
CONCLUSIONES
Podemos concluir que el movimiento del pndulo simple es armnico
y que al estudiar la dinmica de su movimiento obtendremos que el
periodo y la frecuencia dependen solamente de la longitud y la
gravedad. La variable dependiente es el periodo, porque depende de
la longitud del pndulo. La constante de proporcionalidad es la
variacin de 10 cm de la longitud del pndulo. Debido a que el
periodo es independiente de la masa, se concluye que todos los
pndulos simples de igual longitud en el mismo sitio oscilan con
periodos iguales. A mayor longitud de la cuerda, mayor es el
periodo. El periodo del pndulo no depende de la amplitud del mismo,
esto solo en casos en el que el ngulo con que se suelta el sistema
es demasiado pequeo. La masa es un factor que no influye al momento
de calcular el periodo pendular, por consiguiente, la masa y la
naturaleza del objeto son independientes del funcionamiento del
sistema
Segunda parte
Materiales
Soporte universal Un resorte Un juego de pesitas Cronometro
M100 Kg200 Kg300 Kg400 Kg500 Kg
T7,85/10=0,7811,25/10=1,1213,86/10=1,3815,52/10=1,5517,58/10=1,75
K 1,31
Valor promedio: 1,31
Anlisis de prcticas y resultados
Se cambia el valor de la masa para una de las pruebas, las
cuales se incrementa de 100 en 100 hasta llegar a 100.
Cuando se pone a oscilar en el resorte las masas, se tiene a
mano un cronometro y como gua 10 oscilaciones para medir el tiempo
que tarda en realizarlas,Se concluye que la masa afecta el tiempo
para cada oscilacin.
INFORME
Realice el anlisis de la prctica y de sus resultados.
La fuerza es directamente proporcional al estiramiento del
resorte. Nos dimos cuenta que el estiramiento era la diferencia que
apareca cada vez que agregbamos una pesa. A medida que le agravamos
ms pesos el resorte se estiraba ms Por ejemplo si el resorte meda
10cm. y le agregbamos una pesa de 100 gramos el resorte se estiraba
y la diferencia o el estiramiento haban sido de un promedio de 4 a
7 cm
Analice los factores de los que depende la constante de
elasticidad de un resorte
La constante depende de la capacidad de elongacin que tiene cada
resorte, desde el estado de equilibrio hasta el estado final
causado por el peso de la masa, como es diferente por cada resorte,
se dice que el coeficiente de elasticidad del resorte es diferente
para ambos.
NOTA: El alargamiento del resorte es directamente proporcional
con la fuerza que se le ejerce al resorte Cuando consideramos que
sobre el cuerpo no acta fuerza de friccin y que en el resorte no se
disipa energa durante el movimiento tenemos un ejemplo de
movimiento armnico simple. En este caso el cuerpo realiza una
oscilacin cada vez que pasa por determinada posicin y al regreso de
ella, ha ocupado todas las posiciones posibles. El tiempo que
emplea en hacer una oscilacin se denomina periodo.Elmovimiento
armnico simple es unmovimiento peridicoque queda descrito en funcin
deltiempopor una funcin armnica (seno o coseno). Si la descripcin
de un movimiento requiriese ms de una funcin armnica, en general
sera un movimiento armnico, pero no un m.a.s. En el caso de que
latrayectoria sea rectilnea, la partcula que realiza un m.a.s.
oscila alejndose y acercndose de un punto, situado en el centro de
su trayectoria, de tal manera que suposicinen funcin deltiempocon
respecto a ese punto es unasinusoide. En este movimiento, la fuerza
que acta sobre la partcula es proporcional a su desplazamiento
respecto a dicho punto y dirigida hacia ste.
Conclusiones
La caracterstica principal de todo movimiento armnico simple es
presentar una fuera que pretende regresar el sistema a su posicin
inicial de equilibrio, la cual se determina ^fuerza restauradora^.
En las pruebas realizadas en la prctica observamos, que en el campo
de oscilaciones, la oscilacin depende de la amplitud del cuerpo y
es directamente proporcional al tiempo. Las oscilaciones son
directamente proporcional al rango del periodo que se genera, es
decir que entre ms oscile los objetos su periodo se torna
mayor.
BIBLIOGRAFIA [1]Torres G, Diego a. (2012). Fsica General. Mdulo
didctico. Bogot: Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD.
[2]http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica_//unidades/unidades/unidades_1.html
[3]
http://elaboratumonografiapasoapaso.com/blog/variable-dependiente-e-independiente/
