ANÁLISIS DE GRÁFICAS

INTRODUCCIÓN

El trabajo experimental en el laboratorio de Física no se limita solamente a la medida de una

propiedad o cantidad física, gran parte de él se dedica al estudio de la forma en que varía una

cantidad como resultado del cambio de otra, esto es, a determinar la forma en que dependen las

variables que intervienen en un fenómeno dado. Los datos recolectados en el laboratorio se

confrontan para tener una mejor idea del fenómeno analizado; esta confrontación determina

gráficas a partir de las cuales se consigue información valiosa para el diseño de leyes que expliquen

dicho fenómeno.

OBJETIVOS

Identificar el tipo de relación y determinar la ecuación respectiva para dos variables que intervienen en un fenómeno dado.

Adquirir habilidad en la toma y proceso de datos experimentales.

REFERENTE TEÓRICO

Gráficas con Excel.

Obtención de la ecuación de una recta forma pendiente-intercepto y mínimos cuadrados.

Proporcionalidad directa e inversa.

RELACIÓN LINEAL

Discutan el posible interés que tiene el estudio de la elasticidad de los cuerpos.

Teniendo en cuenta sus experiencias cotidianas, plantee hipótesis acerca de los factores de que depende la deformación de un cuerpo. Antes de hacerlo escriba una pregunta (plantee el problema) que represente lo que su hipótesis tratará de explicar.

Diseñe un experimento que permita contrastar las hipótesis que ha planteado, teniendo en cuenta entre otras las siguientes preguntas: ¿se puede relacionar la hipótesis con el experimento? ¿qué factor/es modificará a lo largo del experimento? ¿cuál es la variable independiente? ¿qué resultado espera observar?, ¿cuál es la variable dependiente? ¿cómo lo observará? ¿cómo establecerá el tipo de dependencia entre las variables? ¿qué aparatos o instrumentos necesitará?

Para diseñar el experimento virtual ingrese a http://www.educaplus.org/play-119-Ley-de-Hooke.html

Se observa: Un soporte universal, un resorte, una regla graduada en mm, 6 masas de 10 g, 2 esferas

azules de masa desconocida y seis marcadores de color naranja superpuestos todos en el punto cero

de la regla. Para disponer de ellos haga click sostenido sobre uno y arrástrelo hasta donde desee

ubicarlo.

Presente al profesor un preinforme que incluya: análisis de la importancia que tiene el estudio de la

elasticidad de los cuerpos, planteamiento del problema en forma de pregunta, hipótesis, referente

teórico y diseño experimental (tanto real como virtual).

Si ha obtenido el visto bueno del profesor realice el (los) experimento (s).

Para el proceso de datos tenga en cuenta los anexos que encuentra al final del libro. Siempre que

requiera determinar la ecuación que relaciona a dos variables se sugiere que use Excel.

¿Existe algún tipo de proporcionalidad entre las variables?, ¿cuál?, ¿por qué?

¿Acepta o rechaza las hipótesis planteadas?

Escriba un enunciado acorde con la ecuación obtenida y compárelo con la Ley de Hooke. ¿Todos los

resortes cumplen esta ley?

RELACIÓN INVERSA

Discutan sobre la importancia y las aplicaciones que tiene el estudio del comportamiento de

los gases.

¿Cómo puede alterarse el volumen de un gas?, ¿de qué factores depende ese volumen?

Diseñen experimentos que permitan contrastar sus hipótesis.

Para el diseño de experimentos virtuales ingresen a

http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/gaslaw/boy

les_law.html

http://www.chem.iastate.edu/group/Greenbowe/sections/projectfolder/flashfiles/gaslaw/boy

les_law.swf

Dispone de las siguientes herramientas: un recipiente con un volumen inicial de 35 ml de un gas,

con la posibilidad de seleccionar 4 gases diferentes, aire, hidrógeno, oxígeno y helio.

Sobre el gas se pueden ejercer diferentes presiones arrastrando el émbolo de la jeringa hasta el

lugar deseado. El valor de la presión la mide el manómetro virtual y automáticamente captura los

datos en la tabla anexa registrando también el volumen que adquiere el gas con dicha presión. El

volumen se mide en ml y la presión en psi.

Presenten su preinforme y cuando el docente de el visto bueno a sus propuestas realicen el

experimento.

Analicen cualitativamente y cuantitativamente el comportamiento entre las variables. Procesen e

interpreten sus resultados.

¿Qué tipo de gráfica relaciona a la presión ejercida con el volumen del gas?, ¿cuál es la ecuación

respectiva?, ¿existe algún tipo de proporcionalidad entre las variables? ¿cuál? ¿por qué?

Confronten los resultad con sus hipótesis y con lo propuesto en los textos de Física sobre esta

situación.

RELACIÓN CUADRÁTICA

Listen los artefactos donde estén presentes movimientos pendulares y discutan sobre el rol que

cumplen dichos movimientos.

Construyan el referente teórico relacionado con la siguiente situación problema y planteen las

respectivas hipótesis:

¿El periodo de un péndulo simple depende de su longitud?

Diseñen experimentos que permitan contrastar estas hipótesis.

Para el diseño del experimento virtual ingrese a

http://phet.colorado.edu/en/simulation/pendulum-lab

Del menú verde active la opción para que dispongan de una cinta métrica y de un cronómetro que

se acciona y detiene con el botón derecho OTRAS HERRAMIENTAS. En el lado izquierdo hay de una

regla graduada que puede desplazar al sitio que la requiera.

Cuando el hilo del péndulo queda en posición vertical decimos que el sistema está en la posición de

equilibrio. Para que el péndulo oscile arrástrenlo hasta una posición a la izquierda o a la derecha de

la posición de equilibrio y libérenlo.

Presenten el respectivo preinforme

Si ha obtenido el visto bueno del profesor realice el (los) experimento (s).

Analicen e interpreten los resultados obtenidos en los experimentos. Es importante realizar análisis

cualitativos y análisis cuantitativos. Para los análisis cuantitativos se sugiere que se apoyen en la

hoja de cálculo Excel. En las ecuaciones obtenidas deben interpretar físicamente las constantes

(pendiente e intercepto vertical). A partir de las ecuaciones obtenidas construir enunciados que

involucren las variables consideradas y el tipo de relación existente entre ellas. Los resultados

cuantitativos deben expresarse en función del error asociado.

Usen los resultados obtenidos para elaborar un cuadro comparativo entre las tres relaciones

estudiadas: lineal, inversa y cuadrática. ¿Qué otras relaciones se pueden encontrar entre variables?

¿Pueden encontrar alguna regularidad en los datos que esté relacionada con la pendiente

encontrada?

Confronten sus resultados con los obtenidos por los otros grupos y con los aceptados por la

comunidad científica (los que aparecen en los textos de Física). Entre otras situaciones deben tener

en cuenta los siguientes interrogantes: ¿Son razonables sus resultados?, ¿se obtuvieron los mismos

resultados usando otros métodos?

Contrasten sus hipótesis con las conclusiones obtenidas hasta ahora. ¿Cuáles hipótesis

replantearían o modificarían?, ¿cuál sería ese replanteamiento?