Componente Práctico Física General (Opcion)

COMPONENTE PRÁCTICO

FÍSICA GENERAL

PRESENTADO POR:

SHEILA GERALDINE FRANCO VERGARA

1093224205

LUISA FERNANDA GIRALDO FRANCO

1093226612

JULY ALEJANDRA CARVAJARL RIOS

24339379

NICOL ORDOÑEZ BUSTOS

1088331584

TUTOR:

OSCAR JHONNY GOMEZ SUAREZ

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGIAS E INGENIERIAS

CCAV EJE CAFETERO

MAYO 2015

1

Objetivo General

Desarrollar actividades de carácter investigativo y experiencias de comprobación de

conceptos vistos en el Modulo de Física General, comprendiendo los fenómenos físicos y

contribuyendo así a la capacidad operativa experimental de las diferentes temáticas aplicadas en

el componente práctico.

2

Práctica 1

Proporcionalidad Directa y Medición

Objetivos Específicos

Promover el uso de gráficas y adecuado manejo de error en las medidas.

Comprobar la relación de la proporcionalidad entre diferentes magnitudes.

Manejar y evaluar instrumentos de medición que se utilizan para medida de

longitudes.

Comprender elementos básicos de las medidas.

3

Materiales

Parte 1: Medición de Objetos

Pie de Rey

Micrómetro

Moneda

Borrador

Parte 2: Medición Masa de Agua

Probeta

4

Balanza Analítica

Papel Milimetrado

Agua

5

Procedimiento medición volumen de objetos

1. Se seleccionan los objetos a medir, en este caso se utilizó: una moneda y un

borrador.

2. Se inició la medición con los instrumentos que son el Calibrador Pie de Rey y el

Micrómetro.

3. Para cada elemento se debe tener se debe conocer con anterioridad fórmulas para

hallar el volumen de estos y que partes de dichos objetos se debe medir.

4. Es importante tener en cuenta que los objetos son de tamaños y forma y diferente,

además con cada elemento de medición se obtienen resultados en unidades diferentes, de allí

la importancia de la conversión al SI.

5. Se realizan las respectivas mediciones 8 veces por objeto.

6. Se organizan los datos en una tabla y se promedian.

7. Después de obtener los datos, se procede a resolver las respectivas, conversiones,

ecuaciones y a dar respuesta según las unidades de medida del Sistema Internacional.

Datos y Análisis

Calibrador Pie de Rey

1. Moneda

Solo se toma el diámetro y altura dado que el objeto es circular, para obtener el radio r, se

divide el diámetro entre 2 y la altura equivale al espesor de la moneda, se escribe en mm dado

6

que esta es la media utilizada para medir con el instrumento, por último el resultado se expresa

con 4 cifras significativas.

𝒓𝟐 𝒉

17 mm 1,3 mm

17 mm 1,5 mm

17 mm 1,4 mm

17 mm 1,45 mm

17 mm 1,3 mm

17,1 mm 1,3 mm

17,1 mm 1,3 mm

17,1 mm 1,35 mm

Promedio

17,04 mm 1,362 mm

Después de obtener el promedio en la columna del radio, se divide dicho resultado entre 2,

por tanto el resultado sería:

𝑟 = 8,52 𝑚𝑚, el valor de la altura no varía.

Se realizan las respectivas conversiones:

Radio r

8,52𝑚𝑚 ×1 𝑚

1000 𝑚𝑚= 0,0085 𝑚

7

Altura h

1, 362 𝑚𝑚 ×1 𝑚

1000 𝑚𝑚= 0,0014 𝑚

Después de conocer los datos se puede hallar el volumen del objeto:

𝑉 = 𝜋 × 𝑟2 × ℎ

Se reemplazan incógnitas:

𝑉 = 𝜋 × (0,0085)2 × ℎ

𝑉 = 𝜋 × (0,000072) × 0,0014

𝑉 = 0,00000032𝑚3

El volumen obtenido con el pie de rey para la moneda fue 0,00000032𝑚3

2. Borrador

Solo se toman datos de largo, ancho y altura para obtener el volumen, los valores inicialmente

estarán en mm.

𝑳 𝒂 𝒉

18,2 mm 6,35 mm 11,9 mm

17,5 mm 6,4 mm 12 mm

18 mm 6,35 mm 11,7 mm

18 mm 6,3 mm 11,8 mm

18,2 mm 6, 35 mm 11,8 mm

8

17,6 mm 6,35 mm 11, 9 mm

17,6 mm 6,35 mm 11,9 mm

17, 6 mm 6,4 mm 12 mm

Promedio

17,84 6,356 11,87

Después de obtener el promedio de realizan las conversiones al SI:

Longitud

17,84 𝑚𝑚 ×1 𝑚

1000 𝑚𝑚= 0,018 𝑚

Ancho

6,356 𝑚𝑚 ×1 𝑚

1000 𝑚𝑚= 0,0063 𝑚

Altura

11,87 𝑚𝑚 ×1 𝑚

1000 𝑚𝑚= 0,012 𝑚

A partir de las conversiones se halla el volumen:

𝑉 = 𝐿 × 𝑎 × ℎ

𝑉 = 0,018 𝑚 × 0,0063 𝑚 × 0,012 𝑚

𝑉 = 0,0000014 𝑚3

El volumen obtenido para el borrador con el pie de rey es 0,0000014 𝑚3

9

Micrómetro

Los resultados obtenidos con este instrumento se representan en milésimas de pulgada para lo

cual se debe hacer la respectiva conversión al SI.

1. Moneda

𝒓𝟐 𝒉

650,19 m” 50,20 m”

650,20 m” 50,19 m”

650,19 m” 50,21 m”

650,19 m” 50,20 m”

650,20 m” 50,21m”

650,19 m” 50,20 m”

650,19 m” 50,21 m”

650,19 m” 50,21 m”

Promedio

650,2m” 50,20m”

Se aplican conversiones:

Radio

650,2 𝑚" ×1"

1000 𝑚"×

0,00254 𝑚

1"= 0,0016 𝑚

Ahora bien este resultado se divide en 2, por lo tanto el resultado del radio será:

0,008 𝑚

10

Altura

50,20 𝑚" ×1"

1000 𝑚"×

0,00254 𝑚

1"= 0,00013 𝑚

Se aplica la ecuación:

𝑉 = 𝜋 × 𝑟2 × ℎ

𝑉 = 𝜋 × (0,008𝑚)2 × 0,00013𝑚

𝑉 = 𝜋 × (0,000064𝑚)2 × 0,00013𝑚

𝑉 = 0,00000026 𝑚3

El volumen de la moneda obtenido con el micrómetro es de 0,00000026 𝑚3

2. Borrador

𝑳 𝒂 𝒉

700,05 m” 250,5 m” 450 m”

700,10 m” 250,9 m” 450,5 m”

700,09 m” 250,10 m” 450,6 m”

700,01 m” 250,15 m” 450,11 m”

700,20 m” 250,12 m” 450,10 m”

700,17 m” 250,11 m” 450,10 m”

700,18 m” 250,11 m” 450,12 m”

700,21 m” 250,10 m” 450,8 m”

Promedio

700,1 m” 250,3m” 450,3

11

Se realizan las conversiones al SI:

Longitud

701,1 𝑚" ×1"

1000 𝑚"×

0,0254 𝑚

1"= 0,0018 𝑚

Ancho

250,3 𝑚" ×1"

1000 𝑚"×

0,0254 𝑚

1"= 0,00063 𝑚

Altura

450,3 𝑚" ×1"

1000 𝑚"×

0,0254 𝑚

1"= 0,0011 𝑚

Se aplica la fórmula:

𝑉 = 0,0018 𝑚 × 0,00063 𝑚 × 0,0011 𝑚

𝑉 = 0,0000011 𝑚3

Por lo tanto según el micrómetro el volumen del borrador seria 0,0000011 𝑚3

12

Observaciones y Conclusiones

Al realizar las mediciones con los dos instrumentos se puede concluir que existen

errores que pueden ser propios del instrumento de medida o de quien realiza la medición,

pues este tipo de mediciones en ocasiones pueden ser muy subjetivas en términos de

observación y apreciación, dado que cada integrante del equipo realizo su propia medición.

Este tipo de actividad permite realizar comparaciones entre instrumentos de

medición para comprobar que tan alto o bajo o b fue el error y si se realizaron las medidas de

forma correcta.

Si se hace una comparación entre la medición de cada objeto medido (moneda y

borrador), se puede conocer en qué cantidad se dieron las diferencias, en el caso de la

Moneda con el Pie de Rey el valor del volumen fue de: 0,00000032 𝑚3 y con el Micrómetro

fue de 0,00000026 𝑚3, por lo cual se obtuvo una diferencia en las mediciones de

0,00000006 𝑚3; en el caso del borrador los resultados del volumen obtenidos fueron Pie de

Rey: 0,0000014 𝑚3 y con el Micrómetro: 0,0000011 𝑚3 la diferencia obtenida con este

objeto fue de 0,0000003, en este caso el margen de error fue más bajo.

Se puede concluir entonces que aunque existan errores a la hora de observar y

medir, también es importante tener en cuenta que cada tipo de instrumento de medición

posee un error de medición por lo tanto para tener una medida exacta se deben utilizar

equipos con más precisión que cumplan con las características requeridas para una medición

exacta.

13

Procedimiento medición de masa de volumen del agua

1. Se utiliza una probeta y agua.

2. Inicialmente se toma la medición de la masa de la probeta.

3. Se agrega en la probeta 10 ml, 20 ml hasta llegar a 100 ml, durante cada acción se

debe medir la masa del agua.

4. Se grafican los resultados.

5. Se determina la variable dependiente y la variable independiente.

Datos y Análisis

Masa del recipiente: 82,114 𝑔 = 0,8211 𝐾𝑔

Volumen 10 𝑚𝑙 20 𝑚𝑙 30 𝑚𝑙 40 𝑚𝑙 50 𝑚𝑙 60 𝑚𝑙 70 𝑚𝑙 80 𝑚𝑙 90 𝑚𝑙 100 𝑚𝑙

Masa

Agua 0,0085

Kg

0,0190

Kg

0,0298

Kg

0,0395

Kg

0,0499

Kg

0,0592

Kg

0,0599

Kg

0,0809

Kg

0,0890

Kg

0,0991

Kg

Masa

Probeta +

Agua

0,0905

Kg

0,0101

Kg

0,0111

Kg

0,0121

Kg

0,0132

Kg

0,0141

Kg

0,0152

Kg

0,0163

Kg

0,0171

Kg

0,0181

Kg

A continuación se presenta la gráfica de resultados:

15


El instrumento de medición (probeta), presenta errores de medición pues estos en

cada medición presentan rangos de diferencia diferentes, también se puede evidenciar que al

medir la masa del agua en un instrumento de este tipo es complicado ya que requiere un gran

sentido de observación y precisión, sin contar que al hacer una prueba de este tipo al agregar

el tipo de materia es subjetivo para cada individuo pues percibe y observa de forma única.

Generalmente en la graficas de representa en el eje y la variable dependiente y en

el eje x la variable independiente, ahora en este caso en particular se presenta la gráfica de

dicha forma, en donde la masa depende del aumento del volumen y su por ello la variabilidad

de su valor, para el caso del volumen este no necesariamente se debe a la masa dado que este

puede tomar formas diferentes sin afectar la cantidad de masa.

16

Práctica 2

Cinemática y Fuerzas


Realizar análisis de movimientos.

Reconocer movimiento rectilíneos acelerados.

Aplicar la sumatoria de fuerzas.

Comprender los elementos básicos de las fuerzas y movimientos.

Clasificar movimientos y fuerzas.

17

Materiales

Soporte

Polea

Pesitas

Carrito

Barra

18

Procedimiento cinemática y fuerzas 1

Se toma el valor de las pesas.

Se colocan las pesas en el sistema elaborado con el soporte y la polea según las

indicaciones del tutor.

Se colocan en tres (3) partes diferentes del sistemas

Se repiten los pasos anteriores y se agregan tres (3) nuevas pesas al sistema.

Datos y Análisis

Esquema primer intento

𝑇4𝑦 𝑇3𝑦

30° 30°

𝑇4𝑥 𝑇3𝑥

Valores conocidos

M1=99,451

M2=100,1026

M3=99,505

𝛼 = 30°

99,451 100,103 99,505

19

𝛽 = 30°

𝑇3𝑦

𝑇4𝑦

Valores desconocidos (Fuerzas)

𝑤1

𝑤2

𝑤3

𝑇3

𝑇4

Uso funciones Trigonométricas

𝑇3 𝑠𝑒𝑛𝛽 =𝑇3𝑦

𝑇3𝑥

𝛽 𝑇3𝑦

𝑇3𝑥 𝑐𝑜𝑠𝛽 =𝑇3𝑦

𝑇3𝑥

De modo que

𝑇3𝑦 = 𝑇3𝑠𝑒𝑛𝛽

𝑇3𝑥 = 𝑇3𝑐𝑜𝑠𝛽

𝑇4

𝑠𝑒𝑛𝛼 =𝑇3𝑦

𝑇3𝑥

𝛼 𝑇4𝑦

20

𝑇4𝑥 𝑐𝑜𝑠𝛼 =𝑇3𝑦

𝑇3𝑥

De modo que

𝑇4𝑦 = 𝑇4𝑠𝑒𝑛𝛼

𝑇4𝑥 = 𝑇4𝑐𝑜𝑠𝛼

Condiciones de equilibrio

∑𝐹 = 𝐹

∑𝐹𝑥 = 0

−𝑇4𝑥 + 𝑇3𝑥 = 0

Aplicando el sistema de igualación

−𝑇4 + 𝑇3 = 0

−𝑇4𝑐𝑜𝑠𝛼 + 𝑇3𝑐𝑜𝑠𝛽 = 0

−1

2𝑇4 +

1

2𝑇3 = 0

−1

2𝑇4 =

1

2𝑇3

𝑇4 = +2

2𝑇3

𝑇4 = 𝑇3

21

0.5 = 0,5

∑𝐹𝑥 = 0

Reemplazo de ecuación para 𝑇3𝑦 y 𝑇4𝑦

−𝑤1 − 𝑤2 − 𝑤3 + 𝑇3𝑐𝑜𝑠𝛽 = 0

−𝑤1 − 𝑤2 − 𝑤3 + 𝑇3𝑠𝑒𝑛𝛽 + 𝑇4𝑠𝑒𝑛𝛼 = 0

−𝑚1𝑔 − 𝑚2𝑔 − 𝑚3𝑔 + 𝑇3𝑠𝑒𝑛𝛽 + 𝑇4𝑠𝑒𝑛𝛼 = 0

−(99,451g)(9,8m/𝑠2) − (100,103g)(9,8m/𝑠2) − (99,505g)(9.8m/𝑠2) + 𝑇3𝑠𝑒𝑛(30°)

+ 𝑇4𝑠𝑒𝑛(30°) = 0

−974,619g.m

𝑠2− 981,009g.

m

𝑠2− 975,149g. m/𝑠2 + 𝑇3𝑠𝑒𝑛(0.5) + 𝑇4𝑠𝑒𝑛(0.5) = 0

−2930.777g. m/𝑠2 + 𝑇3𝑠𝑒𝑛(0.5) + 𝑇4𝑠𝑒𝑛(0.5) = 0

𝑇3𝑠𝑒𝑛(0.5) + 𝑇4𝑠𝑒𝑛(0.5) = 2930.777

Despejar 𝑇3

𝑇3 =2930.777gm/𝑠2

0.5= 1861,554g. m/𝑠2

𝑇4 =2930.777

0.5= 1861,554g. m/𝑠2

Convertir y dar resultados expresados en Kg en el SI (Sistema Internacional)

1861,554g. m/𝑠2𝑥 1𝐾𝑔

1000𝑔= 1,861𝐾𝑔. m/𝑠2

Para luego ser expresados en N (Newton)

22

1,861𝑁

Reemplazo de ecuación para 𝑇3𝑥 y 𝑇4𝑥

−𝑤1 − 𝑤2 − 𝑤3 + 𝑇3𝑐𝑜𝑠𝛽 = 0

−𝑤1 − 𝑤2 − 𝑤3 + 𝑇3𝑐𝑜𝑠𝛽 + 𝑇4𝑐𝑜𝑠𝛼 = 0

−𝑚1𝑔 − 𝑚2𝑔 − 𝑚3𝑔 + 𝑇3𝑐𝑜𝑠𝛽 + 𝑇4𝑐𝑜𝑠𝛼 = 0

−(99,451g)(9,8m/𝑠2) − (100,103g)(9,8m/𝑠2) − (99,505g)(9.8m/𝑠2) + 𝑇3𝑐𝑜𝑠(30°)

+ 𝑇4𝑐𝑜𝑠(30°) = 0

−974,619g.m

𝑠2− 981,009g.

m

𝑠2− 975,149g. m/𝑠2 + 𝑇3𝑐𝑜𝑠(0.5) + 𝑇4𝑐𝑜𝑠(0.5) = 0

−2930.777g. m/𝑠2 + 𝑇3𝑠𝑒𝑛(0.5) + 𝑇4𝑠𝑒𝑛(0.866) = 0

𝑇3𝑐𝑜𝑠(0.5) + 𝑇4𝑐𝑜𝑠(0.866) = 2930.777

Despejar 𝑇3

𝑇3 =2930.777gm/𝑠2

0.866= 3384,27g. m/𝑠2

𝑇4 =2930.777gm/𝑠2

0.866= 3384,27g. m/𝑠2


3384,27g. m/𝑠21𝐾𝑔

100𝑔= 3,3842𝐾𝑔. m/𝑠2


3,3842𝑁

Esquema Segundo intento

23

𝑇4𝑦 𝑇3𝑦

32° 34°

𝑇4𝑥 𝑇3𝑥

Valores conocidos

M1=198,972

M2=199,473

M3=199,085

𝛼 = 32°

𝛽 = 34°

𝑇3𝑦

𝑇4𝑦

Valores desconocidos (Fuerzas)

𝑤1

𝑤2

𝑤3

𝑇3

𝑇4

Uso funciones Trigonométricas

𝑇3 𝑠𝑒𝑛𝛽 =𝑇3𝑦

𝑇3𝑥

𝛽 𝑇3𝑦

198,972 199,473 199,085

24

𝑇3𝑥 𝑐𝑜𝑠𝛽 =𝑇3𝑦

𝑇3𝑥

De modo que

𝑇3𝑦 = 𝑇3𝑠𝑒𝑛𝛽

𝑇3𝑥 = 𝑇3𝑐𝑜𝑠𝛽

𝑇4

𝑠𝑒𝑛𝛼 =𝑇3𝑦

𝑇3𝑥

𝛼 𝑇4𝑦

𝑇4𝑥 𝑐𝑜𝑠𝛼 =𝑇3𝑦

𝑇3𝑥

De modo que

𝑇4𝑦 = 𝑇4𝑠𝑒𝑛𝛼

𝑇4𝑥 = 𝑇4𝑐𝑜𝑠𝛼

Condiciones de equilibrio

∑𝐹 = 𝐹

∑𝐹𝑥 = 0

−𝑇4 + 𝑇3 = 0

Aplicando el sistema de igualación

−𝑇4 + 𝑇3 = 0

25

−𝑇4𝑐𝑜𝑠𝛼 + 𝑇3𝑐𝑜𝑠𝛽 = 0

−1

4𝑇4 +

1

4𝑇3 = 0

−1

4𝑇4 =

1

4𝑇3

𝑇4 = +2

4𝑇3

𝑇4 = 𝑇3

∑𝐹𝑥 = 0

Reemplazo de ecuación para 𝑇3𝑦 y 𝑇4𝑦

−𝑤1 − 𝑤2 − 𝑤3 + 𝑇3𝑐𝑜𝑠𝛽 = 0

−𝑤1 − 𝑤2 − 𝑤3 + 𝑇3𝑠𝑒𝑛𝛽 + 𝑇4𝑠𝑒𝑛𝛼 = 0


−(198,972g)(9,8m/𝑠2) − (199,473g)(9,8m/𝑠2) − (199,085g)(9.8m/𝑠2) + 𝑇3𝑠𝑒𝑛(32°)

+ 𝑇4𝑠𝑒𝑛(34°) = 0

−1949,925g. m/𝑠2 − 1951,660g. m/𝑠2 − 1951,033g. m/𝑠2 + 𝑇3𝑠𝑒𝑛(0.52) + 𝑇4𝑠𝑒𝑛(0.56)

= 0

−5852,618g. m/𝑠2 + 𝑇3𝑠𝑒𝑛(0.52) + 𝑇4𝑠𝑒𝑛(0.56) = 0

26

𝑇3𝑠𝑒𝑛(0.52) + 𝑇4𝑠𝑒𝑛(0.56) = 5852,618g. m/𝑠2

Despejar 𝑇3

𝑇3 =5852,618gm/𝑠2

0.52= 11255,034g. m/𝑠2

𝑇4 =5852,618gm/𝑠2

0.56= 10451,035g. m/𝑠2


11255,034g. m/𝑠2𝑥 1𝐾𝑔

1000𝑔= 11,255𝐾𝑔. m/𝑠2

10451,035g. m/𝑠2𝑥 1𝐾𝑔

1000𝑔= 10,451𝐾𝑔. m/𝑠2


11,255𝑁

10,451𝑁

Reemplazo de ecuación para 𝑇3𝑥 y 𝑇4𝑥

−𝑤1 − 𝑤2 − 𝑤3 + 𝑇3𝑐𝑜𝑠𝛽 = 0

−𝑤1 − 𝑤2 − 𝑤3 + 𝑇3𝑠𝑒𝑛𝛽 + 𝑇4𝑠𝑒𝑛𝛼 = 0


27

−(198,972g)(9,8m/𝑠2) − (199,473g)(9,8m/𝑠2) − (199,085g)(9.8m/𝑠2) + 𝑇3𝑐𝑜𝑠(32°)

+ 𝑇4𝑐𝑜𝑠(34°) = 0

−1949,925g. m/𝑠2 − 1951,660g. m/𝑠2 − 1951,033g. m/𝑠2 + 𝑇3(0.85) + 𝑇4(0.83) = 0

−5852,618g. m/𝑠2 + 𝑇3𝑠𝑒𝑛(0.85) + 𝑇4𝑠𝑒𝑛(0.83) = 0

𝑇3𝑠𝑒𝑛(0.85) + 𝑇4𝑠𝑒𝑛(0.83) = 5852,618g. m/𝑠2

Despejar 𝑇3

𝑇3 =5852,618gm/𝑠2

0.85= 6885,432g. m/𝑠2

𝑇4 =5852,618gm/𝑠2

0.83= 7051,347g. m/𝑠2


6885,432g. m/𝑠2𝑥 1𝐾𝑔

1000𝑔= 6,885𝐾𝑔. m/𝑠2

7051,347g. m/𝑠2𝑥 1𝐾𝑔

1000𝑔= 7,051𝐾𝑔. m/𝑠2


6,885𝑁

7,051𝑁

28

Procedimiento cinemática y fuerzas 2

Se coloca la barra en una posición inclinada.

Se empuja el carro a través de la barra.

Se mide el tiempo en partes específicas de la trayectoria del carro sobre la barra.

Se repite el ejercicio 3 veces.

Datos y Análisis

Primera Inclinación

1. VUELTA 2. VUELTA 3. VUELTA PROMEDIO

TA 0.91 0.88 0.53 0.773

TB 1.60 1.44 1.41 1.483

TC 1.72 1.87 1.47 1.686

TD 1.98 2.19 1.99 2.053

TE 2.25 2.73 2.43 2.47

Segunda Inclinación

1. VUELTA 2. VUELTA 3. VUELTA PROMEDIO

TA 0.60 0.56 0.50 0.553

TB 0.81 0.81 0.84 0.82

TC 0.82 0.94 0.93 0.89

TD 1.22 1.47 1.22 1.303

TE 1.76 1.76 1.55 1.69

29

1. Datos Indirectos:

t1 = 𝑡𝑎 − 𝑡0 = 0.553 − 0 = 0.553

t2 = 𝑡𝑏 − 𝑡𝑎 = 0.82 − 0.553 = 0.267

t3 = 𝑡𝑐 − 𝑡𝑏 = 0.89 − 0.82 = 0.07

t4 = 𝑡𝑑 − 𝑡𝑐 = 1.303 − 0.89 = 0.413

t5 = 𝑡𝑒 − 𝑡𝑑 = 1.69 − 1.303 = 0.387

2. Cálculos Matemáticos:

Velocidad en A:

X = 𝑉𝑜𝑡 +1

2𝑎𝑡²

0A = 0. t1 +1

2𝑎𝐴 ( t1)²

0A = 0.553 +1

2𝑎𝐴 (0.553)²

30cm =1

2 0.3058 𝑆²

2x30cm

0,3058 𝑆² = a

a = 196,21cm

𝑆²

Vf𝐴 = Vo + 𝑎𝐴t1

Vf𝐴 = 196,21cm

𝑆2 × 30 S

Vf𝐴 = 5.886,3cm

S

Velocidad en B

X = 𝑉𝑜𝑡 +1

2𝑎𝑡²

30

AB = Vf𝐴 t2 +1

2𝑎𝐵 ( t2)²

20cm = 5.886,3cm

S× 0.267 +

1

2𝑎𝐵 (0.267)²

20cm = 5.886,3cm

S× 0.267 +

1

2𝑎𝐵 (0.267)²

〔20 − (5886,3 × 0.267)〕²

(0.267)²

〔20 − 1571,6〕²

(0.267)²

𝑎𝐵 =176,115

Vf𝐵 = Vf𝐴 + 𝑎𝐵t2

Vf𝐵 = 5.886,3cm

S+ 176,1 × 0.267

Vf𝐵 = 5.886,3cm

S+ 176,1 × 0.267

V𝑓 = Vo + at

x = Vot +1

2at²

T= 2𝜋 √L

g

31


De acuerdo con este ejercicio se pudo evaluar y conocer las condiciones del

sistema de forma experimental, detectando las incógnitas de este y resolviéndolas, aplicando

de esta manera las temáticas vistas.

Se pudo evaluar también el efecto que tiene agregar más masas en el sistema

inicial, permitiendo así conocer las principales variables y de esta manera hallar los

diferentes datos deseados.

Los ejercicios de cinemática permiten conocer que pasa dentro los movimientos,

permitiendo explicarlo e indagarlo, también lo que sucede dentro de una parte especifica de

dicho movimiento experimentado.

32

Práctica 3

Movimiento Armónico Simple


Promover el uso de las medidas de los periodos de los movimientos para deducir leyes.

Comprobar leyes del movimiento armónico simple.

Comprender características necesarias en los sistemas de masa-resorte.

Identificar relaciones entre los diferentes movimientos.

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Materiales

Soporte

Resorte

Pesitas

Procedimiento movimiento armónico simple

Se toma la masa de las pesas que se van a utilizar en el ejercicio.

Se cuelgan las pesitas en el montaje hecho previamente, que consiste en fijar el

resorte en el soporte.

Se toman las respetivas medidas de elongación.

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Con ayuda de un cronometro se calcula en tiempo de 30 oscilaciones del resorte

para obtener a partir de este dato la constante de elasticidad.

Datos y Análisis

Se toma el valor de la masa de las pesas por triplicado y se promedia para obtener el dato:

100,0267 g = 0,1000267 Kg

100,0266 g = 0,1000266 Kg

100,0265 g = 0,1000265 Kg

100,0266 g = 0,1000266 Kg

𝑥1: 11,7 𝑐𝑚 = 0,0117 𝑚

𝑥2: 14,7 𝑐𝑚 = 0,0147 𝑚

Por lo tanto el valor de la elongación es de:

3 𝑐𝑚 = 0,03𝑚

𝑇 = 30 0𝑠𝑐𝑖𝑙𝑎𝑐𝑖𝑜𝑛𝑒𝑠

𝑡 = 12,81 𝑠

Se halla la constante con la siguiente ecuación:

𝐹 = −𝑘 × 𝑥

−𝑘 =𝐹

𝑥

35

−𝑘 =𝑚𝑎𝑔

𝑥

−𝑘 =0,10002 × 9,8

0,03

−𝑘 = 0,32

Ahora se obtiene el valor de la constante, despejando dicha incógnita en la siguiente ecuación:

𝑇 = 2𝜋√𝑚

𝑘

𝑇

2𝜋= √

𝑚

𝑘

(𝑇

2𝜋)

2

= (√𝑚

𝑘)

2

(𝑇

2𝜋)

2

= (√𝑚

𝑘)

2

𝑇2

4𝜋2=

𝑚

𝑘

𝑘 =4𝜋2𝑚

𝑇2

𝑘 =4𝜋2 × 0,10002

(12,81)2

𝑘 =3,948

164,09

𝑘 = 0,024

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El movimiento armónico simple nos permite de forma experimental evidenciar

sus múltiples funciones en la vida cotidiana, en esta ocasión de forma sencilla se ha

observado cómo trabaja este método y sus funcionalidades.

Se ha dado pie para conocer como varía la constante de elasticidad al tener en

cuenta un determinado número de oscilaciones por cierto tiempo, permitiendo el uso de

diferentes ecuaciones para conocer el valor de esta.

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Práctica 4

Densidades


Conocer diferentes métodos en la medida de la densidad de solidos o líquidos.

Medir densidades de diferentes líquidos.

Aplicar el principio de Arquímedes.

Comprender la relación entre densidad y principio de Arquímedes.

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Materiales

Leche

Agua

Acetona

Picnómetro

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Procedimiento medición de la densidad

Se mide la masa del picnómetro.

Se toma la masa del picnómetro con el producto en su interior.

Se aplica el principio de Arquímedes para conocer la densidad de un sólido.

Datos y Análisis

Leche

Masa

Picnómetro

8,332 g

8,332 g

8,332 g

8,332 g

Ahora bien la masa de la leche es:

13,416 − 8,332 = 5,084 𝑔 = 0,005084 𝐾𝑔

El volumen equivale a 5 𝑚𝑙, que es la medida del picnómetro.

𝐷 =𝑚

𝑣

𝐷 =0,0050

5

Masa Leche +

Picnómetro

13,417 g

13,416 g

13,415 g

13,416 g

40

𝐷 = 0,001

Agua

Masa

Picnómetro

7,955 g

7,955 g

7,956 g

7,955 g


12,916 − 7,955 = 4,961 𝑔 = 0,004961 𝐾𝑔


𝐷 =𝑚

𝑣

𝐷 =0,0050

5

𝐷 = 0,001

Masa Agua +

Picnómetro

12,916 g

12,916 g

12,915 g

12,916 g

41

Acetona

Masa

Picnómetro

10,35 g

10,35 g

10,35 g

10,35 g


14,69 − 10,35 = 4,34 𝑔 = 0,00434 𝐾𝑔


𝐷 =𝑚

𝑣

𝐷 =0,0043

5

𝐷 = 0,0009

La densidad del objeto utilizado, el tornillo, se halla con el principio de Arquímedes:

La masa del objeto es de 12,59 𝑔 = 0,01259 𝑚

El volumen en que se sumergió el objeto fue de 43 𝑚𝑙

𝐷 =0,012

43

𝐷 = 0,00027

Masa Acetona +

Picnómetro

14,70 g

14,69 g

14,68 g

14,69 g

42


La densidad es una de las características de la materia más importantes, pues

cualquier objeto la posee y hace diferenciadora una cosa de otras.

Los métodos aplicados para hallar la densidad son lo más simples y utilizados,

aunque hoy en día existen aparatos más avanzados y precisos.

La densidad es importante, en muchos campos como en los alimentos donde

permite determinar la calidad de los productos y a partir de ello conocer si el producto

presenta alguna alteración o anomalía.

Componente Práctico Física General (Opcion)

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