modulo fisica i pesq

UNIVERSIDADNACIONAL DEPIURA

FACULTAD DE CIENCIASFACULTAD DE CIENCIAS

DEPARTAMENTO ACADÉMICO DEDEPARTAMENTO ACADÉMICO DE CIENCIASCIENCIAS

MANUAL DE GUIAS DE LABORATORIO DE FÍSICA I: MANUAL DE GUIAS DE LABORATORIO DE FÍSICA I: PESQUERIA

PIURA - PERUPIURA - PERU

2007-II2007-II

LABORATORIO DE FÍSICA DAF – FC – UNP

39 ____________________________________________________________________________FÍSICA I: PESQUERIA Pag 2

1°

Práctica

2°

Práctica

3°

Práctica

4°

Práctica

5°

Práctica

Nota

Promedio

Nota

Final

Informes

Evaluaciónde

Entrada

CURSOCURSO : ________________

ALUMNO (A)ALUMNO (A) : ________________

________________

CÓDIGOCÓDIGO : ________________

FACULTADFACULTAD : ________________

PROGRAMACIÓN DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO:PROGRAMACIÓN DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO:

SEMANASEMANA: _______ DÍADÍA: _______ HORAHORA: _______

PROF. DE TEORÍAPROF. DE TEORÍA : ________________


ORGANIZACIÓN DE LAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO1. LAS PARTES DE LAS PRACTICAS DEL LABORATORIO

Una sesión de laboratorio consiste de varias partes que se detallan a continuación:

La lectura del manual; La prueba de entrada; La toma de datos; El análisis de los datos; La elaboración de un informe; La evaluación de su trabajo por el Jefe de Práctica.

En las hojas correspondientes del manual, anotará sus observaciones y conclusiones respecto al laboratorio y todo lo que tenga que ver con la práctica: los cálculos, mediciones hechas a mano, características del equipo utilizado; las respuestas a las preguntas; etc.No es aceptable utilizar cálculos sobre hojas sueltas. Si es necesario hacer un cálculo, esté debe ir en el manual.Es importante que la información esté completa, la redacción bien hecha, legible y ortografía correcta.Su Jefe de Práctica le indicará la manera en que revisará sus informes.

2. LA LECTURA DEL MANUAL La lectura del manual antes de venir al laboratorio es indispensable. El manual contiene un breve resumen de la teoría de los

experimentos que van a realizar. Para que pueda analizar correctamente los experimentos a realizar

es necesario que comprenda bien la parte teórica. Después de la parte teórica vienen las guías de laboratorio

propiamente dichas. Las guías de laboratorio no son del tipo “recetas de cocina”, con

cada paso dado con tanto detalle que se pueda sacar buenos resultados con los ojos cerrados y una mano atada a la espalda. Al contrario, proponen solamente las líneas generales a seguir, tanto en la ejecución del experimento como en el análisis de los datos. Por eso es necesario estudiar la guía antes de venir al laboratorio.

Al llegar al laboratorio, usted debe tener alguna idea de cómo se realiza el experimento, de que parámetros van a seguir como variables, de que combinaciones de variables darán una línea recta en un gráfico, etc.

Para incentivarlo a estudiar el manual se toma una prueba de entrada.

3. LA PRUEBA DE ENTRADA Como se a explicado en el acápite anterior, es indispensable leer la

guía de laboratorio. Para controlar eso hay una prueba de entrada que se toma en los 10 primeros minutos de la práctica de laboratorio.

Si usted llega tarde, tendrán menos tiempo para la prueba, que se basa exclusivamente en el contenido del manual.



4. LOS DATOS EEXPERIMENTALES El primero de los objetivos de las prácticas de laboratorio es que

usted aprenda a manejar los equipos correctamente, y el segundo es que desarrolle sus capacidades creativas e investigativos con respecto al trabajo experimental.

La evidencia de su dominio de un experimento se muestra en los datos obtenidos y en la manera de presentarlos en las tablas indicadas.

En la mayoría de las prácticas utilizará papel milimetrado o computadora para analizar y hacer los gráficos.

Al final del laboratorio los datos debidamente registrados sin correcciones serán visados por el Jefe de Practicas.

CONTENIDOCONTENIDO

PRESENTACIÓN.PRESENTACIÓN.Pág.Pág.

1.1. MEDICIÓN Y CÁLCULOS DE ERRORESMEDICIÓN Y CÁLCULOS DE ERRORES 66

2.2. FUERZAS. FUERZAS. 1313

3.3. CINEMATICA.CINEMATICA. 2121

4.4. ENERGIAENERGIA .. 2828

5. PRINCIPIO DE ARQUIMIDES.5. PRINCIPIO DE ARQUIMIDES. 3333



PRESENTACIÓN.PRESENTACIÓN.

La Física, es una ciencia fundamental que tiene profunda influencia en

todas las otras ciencias. Por consiguiente, no sólo los estudiantes de física e

ingeniería, sino todo aquel que piense seguir una carrera científica deben

tener una completa comprensión de sus ideas fundamentales.

Es por esta razón que se ha elaborado el presente módulo, con el deseo

que los conocimientos teóricos impartidos por nuestros profesores sean

entendidos.

El laboratorio es el elemento más distintivo de la educación científica,

tiene gran relevancia en el proceso de formación, cualquiera que vaya a ser

la orientación profesional y el área de especialización del estudiante. En el

laboratorio podemos conocer al estudiante en su integridad: sus

conocimientos, actitudes y desenvolvimiento.

El trabajo práctico de laboratorio sirve: Para motivar, mediante la

estimulación del interés y la diversión, para enseñar las técnicas de

laboratorio, así como intensificar el aprendizaje de los conocimientos

científicos, asimismo para proporcionar una idea sobre el método científico, y

desarrollar la habilidad en su utilización y también para desarrollar

determinadas "actitudes científicas", tales como la consideración de las ideas

y sugerencias de otras personas, la objetividad y la buena disposición para no

emitir juicios apresurados.

En el laboratorio el alumno logra el máximo de participación, el

profesor se convierte en guía para el alumno. La ayuda del profesor debe ser

la mínima necesaria para que eche a andar, y vaya pensando en lo que puede

hacer y el significado de lo que hace en cada momento de la experiencia. El

estudiante debe de percibir la práctica como un pequeño trabajo de

investigación, por lo que una vez terminada elaborará un informe que

entregará al profesor para su evaluación en la que se especifique:

Título.

Objetivos, o resumen de la práctica.

Descripción.

Fundamentos físicos.

Medidas tomadas.

Tratamiento de los datos y resultados.

Discusión y conclusiones.



Las prácticas de laboratorio deberían de ir coordinadas con las clases de

teoría y de problemas.

Lic. Carlos Albán Palacios

M.Sc.

Jefe del Laboratorio de Fisica.

1° PRÁCTICA: MEDICIONES Y CÁLCULO DE ERRORES

1.1. OBJETIVO: OBJETIVO: Aprender a utilizar instrumentos de medida de precisión.

1.11.1 OBJETIVO GENERALOBJETIVO GENERAL: Conocer los métodos de tratamiento estadístico de las

mediciones. Aplicar la teoría de errores a mediciones de laboratorio.

2.2. FUNDAMENTO TEORICOFUNDAMENTO TEORICOLa medida de cualquier magnitud física es determinar un

"número" que sea el cociente entre la magnitud en consideración y su respectiva unidad "patrón". Los métodos para la medida de magnitudes físicas son:

a) Medida directa.- Se efectúa por "comparación" con el patrón escogido como unidad de medida. Esta medida es relativa porque depende de la unidad de medida.

b) Medida Indirecta.- Se determina mediante fórmulas matemáticas, y usando mediciones directas. Así tenemos: El volumen, densidad, trabajo, etc.

c) Medida con aparatos calibrados.- Se realiza usando instrumentos de manera tal que la medida se reduce a una simple lectura de la posición de índices sobre escalas graduadas. Son aparatos calibrados: Las balanzas, relojes, voltímetros, amperímetros, cronómetros, termómetros, etc.

3.3. CLASIFICACIÓN DE LOS ERRORESCLASIFICACIÓN DE LOS ERRORESLos errores se clasifican en:

a) Errores sistemáticos. – Son aquellos que se repiten constantemente durante un experimento o bien durante una serie de medidas. Entre las fuentes de estos errores se tiene:



Errores de calibración de los instrumentos de medida, condiciones experimentales no apropiadas, técnicas imperfectas, formulas incorrectas y teorías incorrectas.

b) Errores Casuales.- No es posible determinar la causa de estos errores. Siempre están presentes en la medida de cualquier cantidad física y es a priori impredecible. Así tenemos: Errores de apreciación, condiciones de trabajo y falta de definición.

c) Errores ilegítimos.- Son debidos en parte a la forma como el experimentador sabe aprovechar de las medidas realizadas y en parte a factores personales como por ejemplo: distracción, cansancio, etc.

4.4. TEORIA DE LOS ERRORES DE UNA VARIABLETEORIA DE LOS ERRORES DE UNA VARIABLE4.1. METODO ESTADISTICOMETODO ESTADISTICO.- Número de mediciones n 10.

Valor promedio.- Es el valor más probable de la magnitud A, definido por:

(1)

Error Aparente.- Es la diferencia entre una medida cualquiera y el valor promedio de las medidas.

(2)

Error Cuadrático medio.- Se define mediante la siguiente expresión

(3)

Error Estándar.- Definido por:

(4)

Según el significado de , se analiza las medidas efectuadas, una por una; todas las medidas cuyos resultados están fuera del intervalo:

tienen que ser eliminados sin mayor duda; hecho esto se determina nuevamente y . A continuación, se calcula el error estándar , el resultado final será dado por:

A = 3 (5)

El error relativo es el cociente entre el error absoluto y el valor medio



(6)

El error porcentual es calculado con la fórmula

(7)

Los valores de las ecuaciones (3) y (4) brindan mejores resultados cuando mayor sea el número de mediciones

4.2. MÉTODO NO ESTADISTICOMÉTODO NO ESTADISTICO.- Número de mediciones n < 10.Se determina el valor promedio mediante la ec. (1). Así mismo, se

toma como error presuntamente cometido, la cantidad máxima am. definida por:

am; = (8)

El resultado final se escribe:A = am

(9)Si n = 1 (una sola medida) el tratamiento es no estadístico y el error , se estima como la sensibilidad del instrumento; es decir:

5.5. TEORIA DE LOS ERRORES DE MUCHAS VARIABLESTEORIA DE LOS ERRORES DE MUCHAS VARIABLES

5.1.5.1. TRATAMIENTO ESTADISTICOTRATAMIENTO ESTADISTICO

Sea la magnitud física F que depende de las magnitudes distintas z1, z2,......, zn; entonces:

F = F (z1, z2,........, zn.) (10)

Si se mide las magnitudes z1, z2,......., zn experimentalmente se dice que F es el resultado de una medida indirecta.El valor promedio de F se determina mediante

(11)

Y los errores cuadrático medio y estándar, respectivamente se determinan mediante la expresión.

(12)



(13)

Entonces el resultado final se escribe como:F = 3F

(14)La Ec. (13) se emplea para medidas independientes pero si son no independientes F se determina mediante:

(15)

5.25.2 TRATAMIENTO NO ESTADÍSTICOTRATAMIENTO NO ESTADÍSTICOSi el número de mediciones n<10 ó n = 1, el cálculo de F será:

(16)

La medida final se obtiene.F = F (17)

6.6. DENSIDAD DE UN SÓLIDODENSIDAD DE UN SÓLIDO

OBJETIVO:OBJETIVO:

Determinar la densidad de un sólido, usando el cálculo de errores.

EQUIPO Y MATERIALESEQUIPO Y MATERIALES

1 Sólido con orificio.1 Sólido con orificio.1 Vernier - 0,05mm.1 Vernier - 0,05mm.11 Balanza - 0,1g.

PROCEDIMIENTO1. Medir con el Vernier 10 veces el largo (L), ancho (A), y altura (H)

del paralelepípedo, y anotar en la tabla 1.



2. Medir con el Vernier 10 veces el diámetro (D), y altura (H) del orificio cilíndrico, y anotar en la tabla 1.

TABLA N º1TABLA N º1

Magnitud 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

L (mm)

A (mm)

H (mm)

D (mm)

h (mm)

m (gr)

3. Mediante un tratamiento estadístico determine el volumen total del sólido.

4. Medir con la balanza 10 veces la masa (m) del sólido cambiando la posición en el platillo y su sensibilidad.

5. Mediante la siguiente fórmula:

Determine la densidad del sólido y su respectivo error. Error porcentual.

7.7. VOLUMEN DE UNA ESFERAVOLUMEN DE UNA ESFERA

OBJETIVO:OBJETIVO: Determinar el volumen de una esfera, aplicando el tratamiento no

estadístico.

EQUIPO Y MATERIALES EQUIPO Y MATERIALES 1 Esfera sólida. 1 Esfera sólida. 1 Micrómetro1 Micrómetro.


d


PROCEDIMIENTOPROCEDIMIENTO

1. Medir con el micrómetro 8 veces el diámetro de la esfera, en diferentes posiciones, y anotar en la tabla Nº2.

Tabla Nº 2

Nº d (mm)

1 2 3 4 5 6 7 8

2. Determinar el volumen de la esfera y su respectivo

error porcentual :

ANALISIS DE DATOSANALISIS DE DATOS

I.-.- DENSIDAD DE UN SÓLIDODENSIDAD DE UN SÓLIDO

Magnitud Er E%

L(mm)

A(mm)

H(mm)

D(mm)

h(mm)

VOLUMENES: VOLUMENES:

Paralelepípedo: ________________



Agujero Cilíndrico: ________________

Volumen Total: = ________________

ERRORES:

Paralelepípedo: p = _______________

Agujero: 0 = _______________

Error total: = _______________

Error Relativo: Er = _______________

Error Porcentual: E% = _______________

Luego: = _______________

Masa del sólido m = ________________

m = ________________

(sensibilidad)

Densidad del sólido: ________________

II.-II.- VOLUMEN DE UNA ESFERAVOLUMEN DE UNA ESFERA

Magnitud Er E%

d(mm)

Volumen de la Esfera: = ________________

Error: V = ________________

Luego: = ________________

8.8. CONCLUSIONESCONCLUSIONES

A) Acerca del cálculo realizado.



B) Acerca de los resultados obtenidos.

9.9. CUESTIONARIOCUESTIONARIO

1.¿Se puede medir cualquier magnitud?.2.¿Qué condiciones debe cumplir una magnitud para ser mensurable?3. Las caras del cilindro han sido cortadas exactamente a 90º con

respecto a su generatriz ¿Porqué?.4.Entre el vernier y el micrómetro, ¿Cuál es el instrumento más preciso?

¿Porqué?5.Investigar las últimas técnicas de precisión de medidas.

Nota Lee bien las preguntas y responde con criterio Desarrolla tus cálculos con sus respectivos procedimientos y

anéxalos a tu informe.

CUESTIONARIOCUESTIONARIO

1. _______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

2. _______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

3. _______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

4. _______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

5. _______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

_______________________________________________________________________



2° PRÁCTICA: PRÁCTICA: FUERZAS

1.1. OBJETIVO OBJETIVO ::

Obtener la resultante de dos fuerzas. Obtener las componentes rectangulares de una fuerza.

2.2. FUNDAMENTO TEORICOFUNDAMENTO TEORICO

ADICION DE DOS FUERZASADICION DE DOS FUERZASSegún el método gráfico, para hallar la resultante de dos fuerzas

concurrentes se hace uso del método del paralelogramo o del triángulo. (Fig. 1).

El módulo de la resultante (F) se determina mediante,

,

(1)

y su dirección

(2)

COMPONENTES RECTANGULARES DE UNA FUERZACOMPONENTES RECTANGULARES DE UNA FUERZA

Sea la fuerza F en el sistema de coordenadas x y, tal como muestra la Fig. 2.

Donde:

(3)



Por Pitágoras : (4)

EXPERIMENTO Nº 1EXPERIMENTO Nº 1

ADICION DE DOS FUERZASADICION DE DOS FUERZAS


1 Estructura de demostración experimental.1 tablero magnético.2 dinamómetros circulares, 5N5 pesas, 50 g. 1 cordel (aprox. 15 cm)1 lápiz de transparencia, soluble en agua.1 regla, 30 cm1 transportador4 hojas de papel, DIN A4

MONTAJEMONTAJE


1. Marcar el centro del tablero magnético; con el lápiz de transparencia.



2. Hacer un lazo en cada extremo del cordel. Adherir un dinamómetro

circular al tablero magnético y, colocar un lazo al gancho del

dinamómetro circular. Suspender las cinco pesas del otro lazo del cordel

(F = 2,5N). (Fig. 4).

3. Las cinco pesas hacen una fuerza F = 2,5N. En el papel DIN A4,

dibujar un vector de fuerza hacia arriba, cuyo origen sea el punto central

del tablero magnético (1N = 5 cm)

4. Según los casos de la tabla Nº 1, mediante el transportador considere

1 y 2. Lea los componentes de fuerza F1 y F2 en los dinamómetros

circulares correspondientes y anotarlos en la tabla Nº 1. (Fig. 3).

TABLA Nº 1

F(N) 1 F1(N) 2 F2

(N)

2,5 30º 30º

2,5 40º 40º

2,5 50º 50º

2,5 60º 60º

5. En las hojas de papel DIN A4. Empiece desde el origen de la fuerza F y,

extienda las líneas en la dirección de F1 y F2. Complete el paralelogramo

de fuerzas. La fuerza F es la diagonal del paralelogramo. (Fig. 5).



º

6. Mida las longitudes de los lados y determine los valores para F1 y F2 en

base a la escala usada en el dibujo. Anotar en la tabla Nº 1.

7. Cuándo no se cumple la condición de equilibrio , (Fig. 6) , se

puede deducir que:

(5)

(6)

Siendo el error experimental, cuyo error puede medirse de la fig. 6.

Analíticamente se puede expresar por

(7)

donde

8. Verifique la validez de las condiciones de equilibrio para c/u de los

sistemas de fuerzas. ¿Qué error haz cometido en tu cálculo?. ¿Cuál es la

principal fuente de error?. Calcular analíticamente y compáralo con

el valor obtenido gráficamente.

EXPERIMENTO Nº 2EXPERIMENTO Nº 2

DESCOMPOSICION RECTANGULAR DE FUERZAS DESCOMPOSICION RECTANGULAR DE FUERZAS

EQUIPO Y MATERIALESEQUIPO Y MATERIALES2 Pies soporte 1 Varilla, 25 cm 1 Varilla, 50 cm2 Nudetes 2 Sujetadores de pape 1 Juego de 6 pesos1 Dinamómetro, 1,5N 1 Dinamómetro, 3N 1 Cuerda, 30 cm1 clip 1 Par de tijeras Papel, DIN A4


Fig. 6


PROCEDIMIENTOPROCEDIMIENTO1. Traza la plantilla en el papel DIN A4, según muestra la Fig. 7.

2. Montar los aparatos como muestra la Fig. 7

3. Suspender el dinamómetro (1,5N) (5), según muestra Fig. 7.

4. Para determinar la componente horizontal (Fx), el dinamómetro (1,5) mantenerlo horizontal (Fig. 8) y mover el Péndulo a la derecha tal que la cuerda pase por las marcas del eje x. Anotar en la tabla Nº 1 lo que indica el dinamómetro, para cada marca.

5. Para determinar la fuerza (F), según la cuerda del péndulo, insertar el dinamómetro (1,5N) entre la cuerda y las pesas, como se muestra en la Fig. 9



(1) Muestra la forma como se coloca el dinamómetro (2).(2) dinamómetro, 1,5N.(3) dinamómetro 3N.

6. Inclinar el Péndulo tal que la cuerda pase por las marcas del eje x. Anotar en la Tabla Nº 1 lo que indica el dinamómetro (2) .

TABLA Nº 1TABLA Nº 1

x(cm) Fx (N) Fy(N) F(N)

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20




ADICION DE DOS FUERZASADICION DE DOS FUERZAS

F(N) 1 F1(N) 2 F2 (N) TEORICO

F1 (N) F2 (N)

2,5 30º 30º

2,5 40º 40º

2,5 50º 50º

2,5 60º 60º

NOTA : Para hallar F1 y F2, teóricamente use la ecuación (2). Presentar las cuatros hojas DIN A4 mostrando los paralelogramos de fuerzas, con sus respectivos cálculos.

DESCOMPOSICION RECTANGULAR DE FUERZASDESCOMPOSICION RECTANGULAR DE FUERZAS

x(cm) Fx (N) Fy(N) F(N)

2

4

6

8

10

12

14

16

18

20



CONCLUSIONESCONCLUSIONES

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

CUESTIONARIO:CUESTIONARIO:

1. ¿Qué condiciones debe cumplir las fuerzas aplicadas a un punto para que haya equilibrio?

2. ¿Qué condiciones debe cumplir las fuerzas aplicadas a un sólido para que haya equilibrio?

3. Las fuerzas aplicadas a un sólido dan resultante nula.¿Podemos asegurar que hay equilibrio?

4. ¿La primera ley de Newton es consecuencia de la segunda o es ésta consecuencia de la primera?

5. Una partícula ¿Puede estar en reposo pero no estar en equilibrio? Explique mediante un ejemplo.

6. ¿Podría decir Ud. que reposo y equilibrio son sinónimos? Explique7. Si un cuerpo está en reposo se puede afirmar que no hay fuerzas externas

actuando sobre él.Nota

Lee bien las preguntas y responde con criterio Desarrolla tus cálculos con sus respectivos procedimientos

CUESTIONARIO:CUESTIONARIO:

1. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

2. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________



3. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3° PRÁCTICA: CINEMATICA

I.I. MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORMEMOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME

OBJETIVOS OBJETIVOS Investigar el movimiento de una burbuja de aire (móvil) del tubo de mikola. Determinar la velocidad de la burbuja con M.R.U.

FUNDAMENTO TEORICOFUNDAMENTO TEORICO

Las ecuaciones cinemáticas, para un móvil con M.R.U. (Fig. 1) son :

X = X0 + Vt (1)



Donde: X0 es la posición inicial, X es la posición la final, y V la velocidad que es una constante.

Las gráficas de (1) y (2) se muestran, respectivamente, en la Fig. 2 y 3.



De la gráfica X vs. T La pendiente en la gráfica se determina dividiendo el incremento vertical entre su correspondiente horizontal. (La pendiente: tan α=Δy/Δx)


1. Tubo de mikola. 2. 1 cronómetro de mesa. 3. Papel milimetrado.4. 1 plano inclinado

MONTAJEMONTAJE

PROCEDIMIENTO 1:

Manteniendo el tubo mikola inclinado observa el movimiento de la burbuja.

¿Qué tipo de movimiento tiene dicha burbuja?Respuesta: ____________________________

Para una inclinación fija,¿varía la rapidez de la burbuja?Respuesta: ____________________________

¿Por qué asciende la burbuja al inclinar el tubo de mikola?Respuesta: ____________________________

¿Se mide la velocidad de la burbuja cuando el ángulo de inclinación del tubo es 0º y 90º respecto a la horizontal? Explique su respuesta

Respuesta:_____________________________________________________________________________________________________________________

PROCEDIMIENTO 2:



Instalar el tubo de mikola como se muestra en la figura Nº 1. Mantener el ángulo de inclinación durante todo el trabajo en 30°.

PROCEDIMIENTO 3:

Con el cronómetro, medir el tiempo que demora la burbuja 10 cm., cinco veces y determine el promedio. Tabular los datos obtenidos en la tabla N° 1.

PROCEDIMIENTO 4:

Repetir el procedimiento, para las distancias mostradas en la tabla N°1.

TABLA Nº 1

d (cm)

t1(s) t2(s) t3 (s) t4(s) t5(s) tp (s) V=d(cm)/tp(s)

1020304050607080

PROCEDIMIENTO 5:

Con los datos obtenidos en la tabla Nº 1, graficar d(cm) vs tp (s) en el plano cartesiano. (Utilizar papel milimetrado)

Determina la pendiente de la recta y compáralo con la velocidad “v” más probable de la burbuja.

Escribe la ecuación matemática que relaciona d y t usando los resultados de la práctica

II.II. MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORMEMENTE VARIADOMOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORMEMENTE VARIADO

OBJETIVOS:OBJETIVOS:

Comprobar las leyes del M.R.U.V.

Determinar la aceleración del móvil con M.R.U.V.FUNDAMENTO TEORICOFUNDAMENTO TEORICO

Las ecuaciones cinemática, para el móvil con M.R.U.V. (Fig. 6), son :



a = constante (2)

V = VO + at (3)

(4)



Las gráficas de (4), (5) y (6) se muestran, respectivamente, en las Fig. : (7), (8) y (9).De la gráfica V vs t, la pendiente de la recta es la aceleración.

EQUIPO Y MATERIALESEQUIPO Y MATERIALES Un carril con todos sus accesorios Un cronómetro de mesa Un carrito ( Móvil )

PROCEDIMIENTO 1 Colocar el carrito como te indica el jefe de Práctica. Mantener en el mismo escalón al carrito durante toda la

experiencia.

PROCEDIMIENTO 2 Con el cronómetro, medir el tiempo que demora el carrito 10 cm., tres veces y determina el promedio. Tabular los datos obtenidos en la tabla N° 2.

PROCEDIMIENTO 3:Repetir el procedimiento, para las distancias mostradas en la tabla N°2.

TABLA Nº 2

39

d (cm)

t1(s) t2(s) t3 (s) tp (s) V= 2d/ tp

1020304050607080

____________________________________________________________________________FÍSICA I: PESQUERIA Pag 29


PROCEDIMIENTO 4:Con los datos obtenidos en la tabla Nº 2, graficar d(cm) vs tp (s) en el plano cartesiano. (Utilizar papel milimetrado)Con los datos obtenidos en la tabla Nº 02, graficar V vs tp en el plano cartesiano.(Utilizar papel milimetrado)

MONTAJEMONTAJE

Nota Lee bien las preguntas y responde con criterio Desarrolla tus cálculos con sus respectivos procedimientos

CONCLUSIONESCONCLUSIONES_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

CUESTIONARIO:CUESTIONARIO: Según la tabla Nº01Según la tabla Nº01

1.1. De la gráfica d vs tp hallar:Pendiente: _____________________Pendiente: _____________________Intercepto: _____________________Intercepto: _____________________Ecuación: _____________________Ecuación: _____________________

Según la tabla Nº02Según la tabla Nº02

2.2. Grafique d vs tpGrafique d vs tp22 en papel milimetrado hallar : en papel milimetrado hallar :

Pendiente: _____________________Pendiente: _____________________Intercepto: _____________________Intercepto: _____________________Ecuación: _____________________Ecuación: _____________________

3.3. De la gráfica V vs tp hallar:De la gráfica V vs tp hallar:Pendiente: _____________________Pendiente: _____________________Intercepto: _____________________Intercepto: _____________________



Ecuación: _____________________Ecuación: _____________________

4. ¿Cuál es la diferencia entre velocidad media e instantánea?____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5.5. ¿Cuál es la diferencia entre aceleración media e instantánea?..____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

En las siguientes preguntas proporciona ejemplos si tu respuesta esEn las siguientes preguntas proporciona ejemplos si tu respuesta es afirmativa.afirmativa.

6.6. ¿Por qué no se usa la aceleración media para determinar la aceleración instantánea?.

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7. ¿En qué parte del experimento se comete el mayor error? ¿Cómo solucionarlo?

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4° PRÁCTICA: ENERGÍA

OBJETIVO:OBJETIVO:



Comprobar experimentalmente el Principio de Conservación de Energía.

FUNDAMENTO TEORICOFUNDAMENTO TEORICO

TRABAJO:TRABAJO: Es el producto de la fuerza neta por la distancia que el cuerpo recorre en dirección de la fuerza neta. En forma de ecuación se tiene:

Trabajo = Fuerza x Distancia

θ es el ángulo por la Fuerza y el desplazamiento

ENERGIAENERGIA:: Es una magnitud escalar que mide la capacidad que tienen los cuerpos de realizar trabajos.

ENERGÍA CINETICA:ENERGÍA CINETICA: Es la energía que tienen los cuerpos en función de su movimiento y se calcula según:

donde m es la masa del cuerpo y v es su velocidad.

ENERGIA POTENCIAL GRAVITATORIAENERGIA POTENCIAL GRAVITATORIA

Es la energía que tienen los cuerpos en función de su posición. Un caso especial se presenta cuando un cuerpo se encuentra a cierta altura con respecto a un nivel de referencia (por ejemplo la superficie terrestre). Para que el cuerpo alcance esa posición hay que hacer un trabajo para vencer la fuerza gravitacional de la tierra, almacenando una cantidad de energía igual a la magnitud del trabajo realizado. Esta energía se denomina energía potencial gravitatoria y se calcula según la ecuación:

donde m es la masa del cuerpo, g la aceleración de la gravedad y h la altura.

ENERGIA MECANICAENERGIA MECANICA

Es la suma de las energías cinética y potencial de un cuerpo en cualquier punto o en cualquier instante.

PRINCIPIO DE CONSERVACION DE LA ENERGIA MECANICAPRINCIPIO DE CONSERVACION DE LA ENERGIA MECANICA

Establece que si un cuerpo se mueve bajo la acción de una fuerza conservativa (distintas a las de rozamiento y viscosidad) su energía mecánica es constante. Por tal razón se demuestra que un cuerpo que cae bajo la acción de la fuerza gravitatoria terrestre deberá tener una energía mecánica



constante en cualquier punto de su trayectoria. Es decir, si un cuerpo cae desde una altura h, hasta altura hB (Fig. 1), se cumple que:

Es decir:

Si el cuerpo se deja caer desde la altura hA, entonces ,por lo que la última ecuación se reduce a:

Esta relación permite calcular la velocidad del cuerpo en el punto de altura hB, si este punto está justamente en el suelo, entonces vB será la velocidad de impacto en el suelo.

Las unidades de energía y de trabajo son las mismas. En el sistema MKS es el Joule y en el sistema CGS es el ergio.


01 rampa de lanzamiento01 esfera metálica (balín)01 abrazadera01 cronometro01 plomada04 hojas blancas04 hojas de papel carbón Reglas39 ____________________________________________________________________________

FÍSICA I: PESQUERIA Pag 33


MONTAJEMONTAJE


1. Instale el equipo como muestra la Fig. 02.

2. Una las cuatro hojas con el fin que obtenga una hoja de mayor tamaño. Haga lo mismo con las hojas de papel carbón.

3. Coloque en el suelo el papel carbón con la superficie carbón hacia arriba, y luego, coloque encima el papel blanco.

4. Consiga que la plomada (nivel) cuelgue de la orilla de la mesa y quede sobre el plano. Luego deje caer el balín 10 veces desde diferentes alturas (posiciones A, B y C de la rampa). Las velocidades horizontales del balín al dejar la rampa van a ser distintas dependiendo de las diferentes alturas a que es abandonado. Además mida la altura del punto D.

5. Mida el valor de cada una de las alturas tomando como nivel referencia la superficie del suelo. Mida, también, las distancias OA΄, OB΄ y OC΄..

6. Mida la masa de la esfera.

* Anotar las medidas en las tablas correspondientes.


1. En la Fig. 02 determine la energía en los puntos A, B, y C, tomando como referencia el nivel del suelo.

2. Calcule la velocidad en los puntos A΄, B΄ y C΄ usando las ecuaciones de movimiento parabólico y las medidas , OA΄, OB΄, y OC΄.

3. Calcule la energía total en los puntos A΄, B΄, y C΄ y D.4. ¿En qué condiciones una fuerza efectúa un trabajo positivo?¿Y un

trabajo negativo?¿Y un trabajo nulo? Proporcione ejemplos que ilustren cada caso.



5. Al calcular las energías en los puntos respectivos ¿Se cumple el principio de Conservación de Energía? Explique el Porqué de su respuesta.

6. Cite dos ejemplos en los que una fuerza esté ejercida sobre un objeto sin que éste realice algún trabajo sobre el objeto.

7. Usando el teorema del trabajo y la energía, explique ¿Por qué la fuerza de rozamiento cinética siempre tiene el efecto de reducir la energía cinética de una partícula?


PUNTOSh

(cm)V

(cm/s)EP

(Ergios)EK

(Ergios)ETOTAL

(Ergios)A

B

C

D

A΄

B΄

C΄

CONCLUSIONESCONCLUSIONES

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PUNTOS X (cm)

OA΄ OB΄ OC΄

PUNTOS t (s)

D A΄

D B΄

D C΄


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Nota Lee bien las preguntas y responde con criterio Desarrolla tus cálculos con sus respectivos procedimientos


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5° PRÁCTICA: PRINCIPIO DE ARQUIMEDES

1. OBJETIVO1. OBJETIVO

Determinar la densidad de los sólidos aplicando el principio de Arquímedes.

2. FUNDAMENTO TEÓRICO2. FUNDAMENTO TEÓRICO

El principio de Arquímedes nos dice que :<< Un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido recibe de parte de éste un empuje vertical ascendente igual al peso del fluido desalojado >>.

En forma matemática:

E = Wa - Wf = f g Vs = f Vs (1)

Donde: Wa es el peso del cuerpo en el aire, Wf es el peso del cuerpo en el

fluido f densidad del fluido, f peso especifico del fluido y Vs volumen del cuerpo de la zona sumergida.

a)a) Densidad de un sólidoDensidad de un sólido



Primero se pesa el sólido en el aire ( Wa ) y, luego se determina su peso sumergido en un fluido (Wf ). Considerando a la ecuación (1)

E = Wa - Wf

γf Vs = Wa - Wfes decir,

Vs = (2)

Se sabe que:

(3)

De la ecuación (2) en (3)

Simplificando tenemos:

(4)

3. EQUIPO Y MATERIALES3. EQUIPO Y MATERIALES

3 Sólidos de metal.1 Balanza de triple brazo.Dinamómetros

4. PROCEDIMIENTO4. PROCEDIMIENTO

Densidad de sólidosDensidad de sólidos



1. Determine los pesos de los sólidos metálicos en el aire (Wa). Anotar en la tabla Nº 1.

2. Determine los pesos de los sólidos metálicos sumergidos en el agua (Wf ). Anotar en la tabla Nº 1.

3. Mediante la ecuación (4) determine las densidades de los sólidos metálicos.

TABLA N° 1

5. ANALISIS DE DATOS5. ANALISIS DE DATOS

1.1. DENSIDAD DE UN SÓLIDODENSIDAD DE UN SÓLIDO

Grafique en papel milimetrado los datos de la tabla considerando como variable

dependiente los pesos y como variable independiente los volúmenes. ¿Qué representa la pendiente de la recta de la gráfica?

Calcular el error cometido en la determinación de la densidad de los 3 sólidos considerados.

Nota 39

Sólidos Wa (N) Wf (N ) s ( g/cm3 )

1

2

3

____________________________________________________________________________FÍSICA I: PESQUERIA Pag 39

SÓLIDOS

1

23


Lee bien las preguntas y responde con criterio Desarrolla tus cálculos con sus respectivos

procedimientos

6.6. CUESTIONARIOCUESTIONARIO

1. Dígase si puede ser estable, inestable o indiferente el equilibrio de un cuerpo que flota en el agua

2. ¿A que se debe el empuje hidrostático?3. ¿Cuándo no se cumpliría el Principio de Arquímedes?4. Al introducir un cuerpo en un líquido ¿Puede ocurrir que el

empuje E de Arquímedes sea mayor que el doble del peso P del cuerpo? Explique.

5. Aplicando el principio de Arquímedes y la dinámica encuentre la aceleración de un cuerpo cuando es mayor el peso específico del cuerpo que el del fluido.

7. CONCLUSIONES7. CONCLUSIONES

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3. ____________________________________________________________________________

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4. ____________________________________________________________________________

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modulo fisica i pesq

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