UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE DPTO: MATERIAS BASICAS GUIA PRACTICA DE LABORATORIO FISICA I UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE SERVICIOS DE LABORATORIO LABORATORIO DEFSICA I Practica N 1 METROLOGA 1.- CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO La Metrologa constituye uno de los ms vastos campos cientficos en los que s esta basando gran parte de la tecnologa e industria moderna. Mediresunatcnicapormediodelacualseasignaunnmeroaunapropiedadfsicacomo resultado de una comparacin de dicha propiedad con otrasimilar tomando como patrn la cual se ha adoptado como unidad. ElFlexmetro.-Sirveparamedirdistanciaslineales,consisteenunacintademetalflexible; generalmente traen grabadas dos escalas, una de pulgadas y otra milimtrica La exactitud de medicin que puede obtenerse con la escala milimtrica es igual a 1.0 mm; mientras que en la escala de pulgadas es de 1/16 de pulgada. Los flexmetros son muy utilizados en el campo de la construccin civil, mecnica, etc. El calibrador Vernier.- Este tilinstrumento se utiliza para realizar mediciones lineales pequeas con mucha ms exactitud que con un flexometro. Puede medirse dimensiones lineales exteriores, interiores y profundidades. Consta de una regla graduada en la escala mtrica, y/o pulgadas. Los brazossirven para medir dimensiones exteriores mientrasque las garras para medir interiores. La barra de profundidades mide alturas interiores. El tornillo de fijacin sirve para mantener inmvil al conjunto deslizable. Finalmente el cursor o vernier es el elemento indicador en el proceso de medicin. Laexactitudosensibilidaddeestosinstrumentosson:0.1mm,0.05mm,0.02mmy1/128de pulgada. El manejo de este instrumento ser explicado por el docente. El Micrmetro.- Tambin denominado Tornillo Micromtrico puesto que consta de un tornillo de milmetro de paso, se utilizan para realizar medidas exteriores con una sensibilidad de 0.01 mm. Este instrumento consta de un yunque y un husillo con los cuales se oprime al objeto a ser medido, el seguro impide que el tambor gire. Elcilindrograduadoestadivididoenescalamilimtrica.Allsehacelalecturadelosmilmetros enteros y mitades de milmetro; mientras que con el tambor se hace la lectura de las centsimas de milmetro. El manejo de este instrumento ser explicado por el docente. 2.- OBJETIVOS -Conoceryutilizarinstrumentosdemedidadelongitudtantograndescomopequeosconla exactitud necesaria. Dentro de estos instrumentos se utilizar el fluxmetro, calibrador vernier y el micrmetro. -Aplicar correctamente la teora de errores 3.- MATERIALES 1. Flexmetro 2. Calibrador vernier 3. Micrmetro 4. Cilindro 5. Mesa 6. Carnet 4.- PROCEDIMIENTO Cadagrupodealumnosefectuaralasmedidasnecesariasparacalcularelvolumendelcilindro,el readelamesayelespesordelcarnet.CadamedidasertomadaunNdeveces,participando cada uno de los alumnos. Sobre la base de lecturas se efectuara la aplicacin de la teora de errores; tanto para las mediciones directas e indirectas. 5.- DURACION DE LA PRCTICA La prctica tiene una duracin de 2 periodos 6.- MEDICION y CALCULOS tambor Perilla reguladora de la fuerza Cilindro graduado a) Flexometro ( Area de la Mesa).- B cm H cm b) Calibrador Vernier (Volumen del cilindro) D mm H mm c) Micrometro (Espesor del carnet) e mm Enbasealastablas,aplicarlaTeoradeerroresacadacaso,yencontrarelreadelamesa,el volumen del cilindro, y el espesor del carnet 7.- CUESTIONARIO. 1. -Qu es la sensibilidad de un instrumento? 2. -Por qu debemos expresar cada dimensin de la forma X = X AX ? 3. -Cul de los instrumentos es mas preciso y por que? 4. - Usted cree que puede tener una lectura de 39.73 mm en un calibre cuya sensibilidad es de 0.02 mm? explique 5.-Porquseutilizaunflexometroparamedirelespesordeunamesaencarpinteraynoun calibrador vernier? 6. - Qu instrumento recomienda para medir el espesor de una plancha metlica? PRACTICA N 1 METROLOGIA HOJA DE DATOS a) Flexo metro (rea de la Mesa).- B cm H cm b) Calibrador Vernier (Volumen del cilindro) D mm H mm c) Micrmetro (Espesor del carnet) e mm Integrantes: UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE SERVICIOS DE LABORATORIO LABORATORIO DE FISICA I Practica N 2 EQUILIBRIO DE VECTORES 1.- CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO Las cantidades vectoriales tienen magnitud, direccin y sentido y obedecen las leyesde vectores. Las cantidades escalares solo tienen magnitud y obedecen a las leyes de la aritmtica ordinaria. DosvectoresB y A puedensumarsegrficamenteyaseaconelmtododeltringulooconla regladelparalelogramo.Enelmtododeltriangulo(fig1)elvectorresultante B A R + = vadel origendeAalapuntade B.Enelmtododelparalelogramo(fig2),Resladiagonaldel paralelogramo que tiene aB y A como sus lados. Fig 1Fig 2 Lacomponentex,Ax,delvectorAesigualasuproyeccinalolargodelejexdeunsistemade coordenadas, dondeAx=Acos.Deigual modo,lacomponentey,Ay,deAessu proyeccinalo largo del eje y, donde Ay=A sen , como se muestra en la figura: Fig 3 SiunvectorAtieneunacomponentexigual aAxyunacomponenteyigualaAy,elvectorpuede expresarseenformadevectoresunitarioscomoA=Axi+Ayj.Enestanotacin,esunvector unitario que apunta en la direccin x positiva y es un vector unitario en la direccin y positiva. Como y son vectores unitarios, | | = | | = 1. La resultante de dos o mas vectores puede encontrarse descomponiendo todos los vectores en sus componentesxyy,sumandosuscomponentesxyyresultantesyusandodespuselteoremade Pitgoras para determinar la magnitud del vector resultante. El ngulo que el vector resultante forma con el eje x puede encontrarse con la funcin trigonomtrica apropiada. 2.- OBJETIVO. Estudiarelequilibriodevectoresconcurrentes,verificandoelmtodoexperimentalconelmtodo analtico y el grafico ABRARBR = A + BxyAyAxA 3.- EQUIPO Y MATERIALES.- -Equipo de Equilibrio de Vectores con accesorios (1 anillo y 3 clavijas) -3 dinammetros de 0.196 [N] de precisin 4.- PROCEDIMIENTO. 1.- Elegir dos posiciones cualesquiera en el primer y segundo cuadrante para dos dinammetros (F1 y F2). Sujetarlos con las clavijas. 2.- Enganchar el anillo en los dos dinammetros 3.- Encontrar el Vector Equilibrante (E) con el tercer dinammetro ubicndolo en el tercer o cuarto cuadrante, hasta que el anillo coincida con el origen de coordenadas 4.- Leer los dinammetros (F1, F2 y E) y tambin los ngulos que forma cada fuerza con los ejes coordenados x,y 5.- Repetir el procedimiento tres veces F2F1E12Eyx 5.- DURACION DE LA PRCTICA La prctica tiene una duracin de 2 periodos 6.- MEDICION Y CALCULOS F1 [N] F2 [N] E [N] 1 2 E Mtodo Experimental: Descomponer el vector Equilibrante en sus componentes rectangulares Ex= Ey= Mtodo analtico: Calcular las componentes rectangulares de F1 y F2 F1x= F1y= F2x= F2y= RealizarlaverificacinutilizandolasecuacionesdelEquilibrio,despejandoExyEyahoradeforma analtica Fx = 0 y Fy = 0 MtodoGrafico:GraficaraescalaenpapelmilimetradoF1,F2yEydescomponergrficamente para obtener Ex y Ey Comparar Ex y Ey obtenidos en los tres mtodos calculando su porcentaje de error 7.- CUESTIONARIO

1.- Defina que es un vector 2.-Expliquequecondicionesdebeexistirparaque3vectoresconcurrentesseencuentrenen equilibrio 3.- Las magnitudes de dos vectores A y B son 5 y 2 unidades respectivamente. Encuentre los valores mas grande y mas pequeo posibles para la magnitud de su vector resultante R=A+B PRACTICA N 2 EQUILIBRIO DE VECTORES HOJA DE DATOS a) Primer Caso: F1 [N] F2 [N] E [N] 1 2 E b) Segundo Caso F1 [N] F2 [N] E [N] 1 2 E c) Tercer Caso F1 [N] F2 [N] E [N] 1 2 E Integrantes: UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE SERVICIOS DE LABORATORIO LABORATORIO DE FISICA I Practica N 3 DETERMINACIN DE LA CONSTANTE ELSTICA DE RESORTES 1.- CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO Siunresorteelsticolinealseutilizadesoporte,lalongituddelresortecambiaraenforma directamenteproporcionalalafuerzaqueactasobrel(LeydeHooke).Unacaractersticaque definelaelasticidaddeunresorteeslaconstantedelresorteorigidezk.Especficamente,la magnituddelafuerzadesarrolladaporelresorteelsticolineal,quetieneunarigidezkycuya deformacin (alongada o comprimida) una distancia AL medida con respecto a su posicin sin carga, es F = k AL . Observe que AL se determina a partir del resultado de la diferencia entre la longitud de deformacin del resorte L y su longitud indeformable LO,es decir, AL = L-LO EstapropiedaddeloscuerposfueenunciadaypublicadaporRobertoHookeen1678, conocido con el nombre de Ley de Hooke. 2.- OBJETIVO. Elobjetivodelaexperienciaesdeterminarlaconstanteelsticaderesortes,medianteelmtodo grafico. 3.- EQUIPO Y MATERIALES.- 1.Un soporte universal provisto de un elemento de sujecin para el resorte. 2.Tres resortes de constantes a determinar 3.Un juego de masas de diferentes valores W = F = m gAL 4.Una regla graduada en mm. de 300 mm. de longitud 4.- PROCEDIMIENTO. A.Numerar los resortes recibidos para diferenciarlos. B.Tomar la medida de la longitud natural de cada resorte con el mximo cuidado. C.Tomar uno de los resortes y colocarlo en el soporte universal, haciendo coincidirel cero de la regla conla parte superior del resorte.D.Cargar el resorte con distintas masas en forma ascendente. E.Repetir el paso anterior para cada uno de los resortes. F.HacerungrficodeAL(cm.)enfuncindeF=W=mg(N)paracadaresorteenpapel milimetrado. G.Aplicarregresinlinealparaencontrarlaecuacindelarecta:ordenada,pendienteyel coeficiente de correlacin. H.La constante elstica se halla calculando el inverso de la pendiente de la recta. 5.- DURACION DE LA PRCTICA La prctica tiene una duracin de 2 periodos 6.- MEDICION, CALCULOS Y GRAFICOS a)Para cada resorte, realizar la siguiente tabla: Lo =_____ cm m (g) F (dinas) Lf (cm) AL (cm.) F (N) 00Lo00 b) Graficar AL= f(F) , encontrar la ecuacin de la recta mediante regresin lineal AL= A + BF c) El inverso de la pendiente (1/B) es la constante K del resorte. Calcularla 7.- CUESTIONARIO 1.Enuncie la ley de Hooke 2.En que unidades estar la constante elstica? 3.Investigue distintos tipos de resortes y sus aplicaciones 4.Qu condiciones debe existir para que se cumpla la ley de Hooke? PRACTICA N 3 DETERMINACION DE LA CONSTANTE ELASTICA DE RESORTES HOJA DE DATOS a) Para el primer resorte: Lo =_____ cm m (g) Lf (cm) 0Lo b) Para el segundo resorte: Lo =_____ cm m (g) Lf (cm) 0Lo c) Para el tercer resorte: Lo =_____ cm m (g) Lf (cm) 0Lo Integrantes: UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE SERVICIOS DE LABORATORIO LABORATORIO DE FSICA I Practica N 4 MOMENTOS DE UNA FUERZA Y TEOREMA DE VARIGNON 1.- CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO

M = momento F = fuerza X = brazo TEOREMADEVARIGNON.-Paraunsistemadefuerzascualquieraelmomentoproducidoporla resultantedelsistemadefuerzasrespectoaunpuntoO,esigualaalsumadelosmomentos producidos por cada una de las fuerzas componentes del sistema respecto al mismo punto. CENTRO DE FUERZAS PARALELAS.- Para un sistema de fuerzas paralelas, el centro de fuerzas paralelas esta definido como el punto de aplicacin de la resultante del sistema, las coordenadasde dicho punto estn determinadas por la ecuacin siguiente: 2.- OBJETIVO. Estudiar el momento de una fuerza respecto a un punto y comprobar experimentalmente el teorema de Varignon. 3.- MATERIALES 1. Un soporte universal 2. Una varilla de 52 cm. de longitud con perforaciones cada 2.5 cm. 3. Un juego de pesas calibradas. 4. Ganchos para colgar las pesas. 5. Soporte de varilla 4.- PROCEDIMIENTO Fx M =nnii rM M M M M M + + + + = ==.........3 2 11===niinii icFx FX111. Montar la varilla perforada sobre el soporteintroduciendo el orificio central de la varilla en dicho soporte. 2. En el orificio del extremo izquierdo (a 20 cm del eje) colocar una masa de 100 g. lo que har que la varilla se desequilibre inclinndose a la izquierda, encontrar el equilibrio de la varilla utilizando los valores de pesas adecuadas en el lado derecho (ocupar 4 ganchos) 3.- Repetir el procedimiento con masas de 150 y 200 g a la izquierda. 5.- DURACION DE LA PRCTICA.- La prctica tiene una duracin de 2 periodos 6.- MEDICION, CALCULOS Y GRAFICOS a)Armar la siguiente tabla para el lado izquierdo: m g F Dinas X cm M izq Dinas cm 10020 15020 20020 b)Armar la siguiente tabla para el lado derecho: (no olvidar sus unidades) m1F1X1M1m2F2X2M2m3F3X3M3m4F4X4M4 En base a la anterior tabla calcular. Sum F der dinas Sum M der Dinas cm Xc cm % error < 10 % 7.- CUESTIONARIO 1. Comparar los momentos de la izquierda con la sumatoria de momentos a la derecha, se cumple el teorema de Varignon? Que factores afectaron para que exista un error entre estos dos valores? 2. Qu es un sistema de fuerzas paralelas? 3. Qu aplicaciones encuentra al Teorema de Varignon? PRACTICA N 4 MOMENTOS DE UNA FUERZA Y TEOREMA DE VARIGNON HOJA DE DATOS a)Tabla para el lado izquierdo: m g X cm 10020 15020 20020 b)Tabla para el lado derecho: (no olvidar sus unidades) m1X1m2X2m3X3m4X4 Integrantes: UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE SERVICIOS DE LABORATORIO LABORATORIO DE FISICA I Practica N 5 FRICCIN ESTATICA 1.- CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO. La fuerza de friccin tiene su origen en las imperfecciones que existen entre dos superficies, debido a que se opone al movimiento de una superficie sobre otra. Matemticamente est definida por la ecuacin: Donde: Fuerza de friccin esttica Coeficiente de friccin esttica Normal o fuerza de reaccin para determinar el coeficiente us podemos utilizar el mtodo del plano inclinado: haciendo la sumatoria de fuerzas para el equilibrio: pero: entonces: mg u u N Fr N u Fs rs==srF=su= NX Y uumgsen Fmgsen FFssrrx== =00uucos0 cos0mg Nmg NFY== =N u Fs rs=u sen mg N us= remplazando la Normal: Por tanto al inclinar gradualmente el plano llegara un momento en que el cuerpo tendr movimiento inminente, entonces se medir el valor del ngulo para calcular el valor del coeficiente de fricciones esttica. 2.- OBJETIVO. Estudiarlafriccinestticaydeterminarelcoeficientedefriccinestticaentredossuperficies conocidas. 3.- EQUIPO 1. Un plano inclinado 2. Un soporte universal 3. Un cuerpo de geometra regular y superficie plana 4. Unflexometro para determinar el ngulo de inclinaciones 4.- PROCEDIMIENTO.- Cada integrante har lo siguiente: Colocar el objeto en el plano inclinado Regular la altura del gancho hasta que el objeto este a punto de deslizarse Medir con el flexo la base (L) y la altura (H) para determinar la tangente s = H/L Calcular la fuerza de friccin esttica sabiendo que el bloque tiene una masa conocida Repetir el procedimiento para todas las superficies de contacto 5.- DURACION DE LA PRCTICA.- La prctica tiene una duracin de 2 periodos 6.- MEDICION, CALCULOS Y GRAFICOS.- a) Los grupos tomaran los siguientes datos: H cm L cm b) Con los valores promedios, calcular la el coeficiente de rozamiento uuuu utgcossensen cos= ==ssumg mg us = H/L c) Calcular la Fuerza de friccin estticapara cada caso 7.- CUESTIONARIO 1. Cmo explica usted el origen de la friccin? 2. Qu sugiere usted para aminorar el valor de la fuerza de friccin entre dos superficies? 3. Indique 3 ejemplos donde la friccin sea ventajosa 4. Indique 3 ejemplos donde la friccin sea desventajosa 5. Investigue y defina que es el ngulo de rozamiento. N u Fs rs= PRACTICA N 5 FRICCION ESTATICA HOJA DE DATOS Para la primera superficie de contacto. H cm L cm Para la segunda superficie de contacto. H cm L cm Integrantes: UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE SERVICIOS DE LABORATORIO LABORATORIO DE FISICA I Practica N 6 MOVIMIENTO RECTILNEO UNIFORMEMENTE ACELERADO 1.- CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO. Partiendo de la ecuacin bsica del movimiento, se tiene: V = dx/dtya = dV/dt Derivando e integrando se obtienen las siguientes relaciones: V Vo =at(1) X = Vo t + at2 (2) V2 Vo2 = 2ax (3) 2.- OBJETIVO. Estudiar y comprobar las caractersticas del movimiento uniformemente acelerado, desde el punto de vista cinemtico y conocer e interpretar los grficos de este tipo de movimiento. 3.- EQUIPO. 1.Carril de aire con soplador 2.Panel con interfase 3.Sensor de polea 4.Pesas de 10 y 15 g. 5.Deslizador 6.Hilo 7.Electroimn 8.Computadora 4.- PROCEDIMIENTO. A) Sujetar el electroimn y el sensor de polea en ambos extremos del carril. Colocar una punta del hilo en una clavija congancho del deslizador, el otro extremo pasa por la polea y se colocan 10 g.B) Encender el soplador y horizontalizar el carril.C) Asegurarse de que el deslizador est en contacto con el electroimn. D) Elegir la aplicacin de MRUA en el programa y activar el sensor E) Realizar la corrida y tabular los datos desplegados por el programaF) Repetir el procedimiento para la masa de 15 g. 5.- DURACION DE LA PRCTICA.- La prctica tiene una duracin de 2 periodos 6.- MEDICION, CALCULOS Y GRAFICOS.- Hacer para 10 y 15 g : x[cm]t[s] -Graficarx = f (t) ysu linelizadaLn x = f ( Ln t )-Encontrar la ecuacin de la recta -Encontrar el valor de la aceleracin basndose en el anterior punto 7.- CUESTIONARIO. 1.Utilizando la ecuacin 1 graficarv = f(t),encontrar su ecuacin; que representa la pendiente de este grfico 2.Utilizando la ecuacin 3 Graficarv = f (x), que tipo de curva es. 3.Utilizando el grfico x = f(t), encontrar el espacio recorrido para t = 1.6 seg. 4.Utilizando el grfico v = f (t), encontrar el valor de la velocidad para t = 1.6 seg.

100 20.2 30.4 40.6 50.8 61 71.2 81.4 91.6 101.8 PRACTICA N 6 MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORMENTE ACELERADO HOJA DE DATOS Para una masa de 10 gramos: Para una masa de 15 gramos: Integrantes: x[cm]t[s] 100 20.2 30.4 40.6 50.8 61 71.2 81.4 91.6 101.8 x[cm]t[s] 100 20.2 30.4 40.6 50.8 61 71.2 81.4 91.6 101.8 UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE SERVICIOS DE LABORATORIO LABORATORIO DE FISICA I Practica N 7 SEGUNDA LEY DE NEWTON 1.- CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO.

La fuerzaactuante sobre una partcula esta definido como el cambio del momento lineal respecto del tiempo. F = dP/dt pero P = mv Siendo P un vector que tiene la misma direccin que elvector velocidad instantnea V por tanto:

F = m dv/dt Pero dv/dt = a Por tanto: F = m a 2.- OBJETIVO. Demostrar experimentalmente la segunda ley de Newton, a partir de las relaciones Funcionales: - Aceleracin en funcin de la fuerza - Aceleracin en funcin de la masa 3.- MATERIALES Y EQUIPO. 1.Carril con colchn de aire con soplador 2.Sensor de polea 3.Juego de masas 4.Deslizador 5.Panel de control con interfase 6.Hilo 7.Balanza 8.Electroimn 4.- PROCEDIMIENTO. CARRILmdmcasasTTFc=mc*gms = md+mc as = aceleracin del sistema md = masa del deslizador mc = masa que cuelga Fc = fuerza que cuelga T = tensin g = gravedad = 980 cm/s2 ms= masa del sistema = md + mc A)Aceleracin directamente proporcional la Fuerza as Fc ;ms= constante Colocarmc=5gdemasaquecuelgadelhiloy10gsobreeldeslizador(md+10g).Sujetarel deslizadoralelectroimn.ElegirlaaplicacindeMRUAenelprograma.Encenderelsoplador, activarelsensordepoleayrealizarlacorrida.Tabularlosdatosdesplegadosporelprograma. Repetir el procedimiento con mc =10 g y mc =15 g que cuelguen del hilo y md+5 g y md+0 g en el deslizador para mantener la masa del sistema constante B)Aceleracin inversamente proporcional a la Masa. as 1/ms ;Fc = constante Para mantener la fuerza constante, debemos colocar mc= 10g.de masa que cuelga en las tres corridas Colocar md+0 g en el deslizador para la primer corrida. Sujetar el deslizador al electroimn. Elegir la aplicacindeMRUAenelprograma.Encenderelsoplador,activarelsensordepoleayrealizarla corrida.Tabularlosdatosdesplegadosporelprograma.Repetirelprocedimientoconmd+50y md+100 g de masa en el deslizador. 5.- DURACION DE LA PRCTICA.- La prctica tiene una duracin de 2 periodos 6.- MEDICION, CALCULOS Y GRAFICOS.- A) Para la Aceleracin directamente proporcional a la Fuerza: B) Para la Aceleracin inversamente proporcional a la Masa: En base a las tablas, linealizar y calcular las aceleraciones de manera similar a la Practica N 6 (MRUA) 7.- CUESTIONARIO. 1.Con los datos obtenidos hacer un grfico deas = f (Fc)para m = cte. Como es este grfico?. Obtener la ecuacin respectiva. 2.Qu representa la pendiente de este grfico?. 3.Graficar as = f (ms)para Fc = cte. 4.Determinar la ecuacin de la curvagraficada en el punto 3 x[cm]t[s] 100 20.2 30.4 40.6 50.8 61 71.2 81.4 91.6 101.8 x[cm]t[s] 100 20.2 30.4 40.6 50.8 61 71.2 81.4 91.6 101.8 x[cm]t[s] 100 20.2 30.4 40.6 50.8 61 71.2 81.4 91.6 101.8 x[cm]t[s] 100 20.2 30.4 40.6 50.8 61 71.2 81.4 91.6 101.8 x[cm]t[s] 100 20.2 30.4 40.6 50.8 61 71.2 81.4 91.6 101.8 x[cm]t[s] 100 20.2 30.4 40.6 50.8 61 71.2 81.4 91.6 101.8 PRACTICA N 7 SEGUNDA LEY DE NEWTOM HOJA DE DATOS A) Para la Aceleracin directamente proporcional a la Fuerza: B) Para la Aceleracin inversamente proporcional a la Masa: Integrantes: x[cm]t[s] 100 20.2 30.4 40.6 50.8 61 71.2 81.4 91.6 101.8 x[cm]t[s] 100 20.2 30.4 40.6 50.8 61 71.2 81.4 91.6 101.8 x[cm]t[s] 100 20.2 30.4 40.6 50.8 61 71.2 81.4 91.6 101.8 x[cm]t[s] 100 20.2 30.4 40.6 50.8 61 71.2 81.4 91.6 101.8 x[cm]t[s] 100 20.2 30.4 40.6 50.8 61 71.2 81.4 91.6 101.8 x[cm]t[s] 100 20.2 30.4 40.6 50.8 61 71.2 81.4 91.6 101.8 UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE SERVICIOS DE LABORATORIO LABORATORIO DE FISICA I Practica N 8 MAQUI NADEATWOOD 1.-CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO Aplicando la segunda ley de Newton a las dos masas del sistema de la Fig. 1. El desplazamiento en funcin del tiempo es igual a: 2.- OBJETIVOS Estudiar las relaciones cinemticas y dinmicas para una mquina de Atwood. 1.Encontrar la aceleracin del sistema mediante el mtodo cinemtica. 2.Comparar el valor de la aceleracin obtenida con la aceleracin determinada a partir de las ecuaciones de la dinmica. 3.- EQUIPO 1.Maquina de Atwood 2.2 masas de 50 y una de 5 gramos 3.Hilo 4.Cronometro 5.Regla gm mm maa m m g m ma m g m Ta m T g m+=+ = = = ) () () ( ) (2 12 12 1 2 12 21 1221at y =m g1Tm g2T 4.- PROCEDIMIENTO Utilizar el equipo de la mquina de Atwood(ver fig. 1). Colgar masas m1 de 55 g y m2 de 50 g de forma que m1 sea ligeramente mayor que m2 dando lugar a una aceleracin pequea del sistema, que permita medir con un cronmetro los tiempos para distintos desplazamientos. 5.- DURACION DE LA PRCTICA.- La prctica tiene una duracin de 2 periodos 6.- MEDICION, CALCULOS Y GRAFICOS.- a) Con los valores de las masas y de la gravedad, calcular la aceleracin usando el mtodo dinmico. b) Realizar la siguiente tabla, en base a mediciones de distancias y tiempos Calcular la aceleracin por el mtodo cinemtico, linealizando de manera similar a las Practicas N 6 y 7 y[cm]t[s] 100 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Fig. 1 7.- CUESTIONARIO.- 1. Comparar las dos aceleraciones obtenidas por el mtodo dinmico y cinemtico. Son iguales, parecidas o distintas? explique 2.- Cual de las dos aceleraciones es mayor y porque? 3.- Cual mtodo considera que es el mas exacto y porque? PRACTICA N 8 MAQUINA DE ATWOOD HOJA DE DATOS a) Llenar la siguiente tabla, en base a mediciones de distancias y tiempos: b) m1=m2= g = Integrantes: y[cm]t[s] 100 2 3 4 5 6 7 8 9 10 UNIVERSIDAD PRIVADA DEL VALLE SERVICIOS DE LABORATORIO LABORATORIO DE FISICA I Practica N 9 DINAMICA DE ROTACION 1.- CONOCIMIENTO TEORICO REQUERIDO. A)APLICANDO LA CONSERVACION DE LA ENERGIA: Para el sistema de la figura: R1R2R1R2m1m1m2m2h1h2V=0V1V2En t = 0 En t = t -La masa m1 desciende una altura h1 en el tiempo t -La masa m2 asciende una altura h2 en el tiempo t -La masa m1 incrementa su velocidad en v1 en el tiempo t -La masa m2 incrementa su velocidad en v2 en el tiempo t -La velocidad angular de la rueda es en el tiempo t -El ngulo de giro en el tiempo t es Entonces: 2 22 221 1 2 2 1 1212121e I v m v m gh m gh m + + + = Ec. De la conservacin de la E mecnica Adems: 1 1R v e =

2 2R v e =

1 1R h u =

2 2R h u = B)APLICANDO LA DINAMICA: R1R2m1m2a1T1m1ga2T2m2gT1 T2 Del diagrama de cuerpo libre: 1 1 1 1a m T g m = 2 2 2 2a m g m T = o I R T R T = 2 2 1 1 Sabemos: 1 1R a o = 2 2R a o = 2.- OBJETIVO. Determinar el momento de inercia I de una ruedapartir de dos enfoques distintos: -Enfoque de la conservacin de la energa -Enfoque dinmico 3.- EQUIPO. 1.Equipo de dinmica de rotacin 2.Juego de masas 3.Hilo 4.Regla o flexometro 5.Cronometro 4.- PROCEDIMIENTO. A)ENFOQUE DE LA CONSERVACION DE LA ENERGIA.- -Armar el equipo, cuidando que la m1 sea ligeramente mayor a la m2 -Medir R1 y R2 -Medir la distancia h1 -Soltar la m1 y calcular el tiempo t -Medir h2 -Calcular la aceleracin a1 con cinemtica-Calcular la v1 y para el tiempo t -Despejar el momento de inercia I de la ecuacin de conservacin de la energa mecnica B)ENFOQUE DINAMICO.- -Con la aceleracin a1 y los radios R1 y R2 determinar la aceleracin angular y a2 -Determinar las tensiones T1 y T2 -Encontrar el momento de inercia I a partir de las ec. dinmicas 5.- DURACION DE LA PRCTICA.- La prctica tiene una duracin de 2 periodos 6.- MEDICION, CALCULOS Y GRAFICOS.- A)ENFOQUE DE LA CONSERVACION DE LA ENERGIA.- Conlosdatosdelasiguientetabla,secalculaelmomentodeinerciaIdesconocidodela rueda: ALTURA h1[cm] RADIO R1 [cm] RADIO R2 [cm] ALTURA h2 [cm] TIEMPO t[s] VELOCIDAD v1[cm/s] VELOCIDAD ANGULAR [rad/s] VELOCIDAD v2[cm/s] MASA m1[g] MASA m2[g] MOMENTO DE INERCIA I [g cm2] B)ENFOQUE DINAMICO ConlosdatosdelasiguientetablasecalculaelmomentodeinerciaIdesconocidodela rueda: RADIO R1 [cm] RADIO R2 [cm] ACELERACION a1 [cm/s2] ACELERACIONANGULAR[rad/s2] ACELERACION a2[cm/s2] TENSION T1 [dinas] TENSION T2 [dinas] MASA m1[g] MASA m2[g] MOMENTO DE INERCIA I [g cm2] 7.- CUESTIONARIO. 1.- Como cambia la Energa Rotacional del disco? 2.- Como varia la Energa Cintica de las masas m1 y m2? 3.- Que es el Momento de Inercia? PRACTICA N 9 DINAMICA DE ROTACION HOJA DE DATOS ENFOQUE DE LA CONSERVACION DE LA ENERGIA.- ALTURA h1[cm] RADIO r1 [cm] RADIO r2 [cm] ALTURA h2 [cm] TIEMPO t[s] VELOCIDAD v1[cm/s] VELOCIDAD ANGULAR [rad/s] VELOCIDAD v2[cm/s] MASA m1[g] MASA m2[g] MOMENTO DE INERCIA I [cm4] ENFOQUE DINAMICO RADIO R1 [cm] RADIO R2 [cm] ACELERACION a1 [cm/s2] ACELERACIONANGULAR[rad/s2] ACELERACION a2[cm/s2] TENSION T1 [dinas] TENSION T2 [dinas] MASA m1[g] MASA m2[g] MOMENTO DE INERCIA I [cm4] Integrantes: