Laboratorio Fisica General1

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  ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E  INGENIERIA Guía Tutorial Laboratorio Física General Los laboratorios se realizaran en grupos de 3 personas. Y deben seguirse las recomendaciones e indicaciones que dará el tutor. PRIMERA PRÁCTICA: Proporcionalidad directa. TITULO: Proporcionalidad Directa e Inversa OBJETIVO: Comprobar la relación de proporcionalidad entre diferentes magnitudes. PROBLEMA: En los estudios que usted ha tenido sobre proporcionalidad, se encuentra con una variable dependiente y otras independientes. En la medición de un líquido ¿Cuáles serían éstas? ¿Cuál sería la constante de proporcionalidad? -La variable independiente es el líquido. -La variable dependiente es el peso y la masa ¿Cuál sería la constante de proporcionalidad? La constante de proporcional idad es el valor que se obtiene al dividir los datos de las variables. MATERIALES: Una probeta graduada de 100 ml Un vaso plástico Balanza Agua Papel milimetrado. PROCEDIMIENTO: 1) Ident ifiq ue los objeto s que usará en la práctica . Defina que es una balanza. Los objetos a usar son: - Probeta graduada de 100ml: - Vaso pl ástico: Se utilizará con el fin de verter agua en la

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Los laboratorios se realizaran en grupos de 3 personas. Y deben

seguirse las recomendaciones e indicaciones que dará el tutor.

PRIMERA PRÁCTICA: Proporcionalidad directa.

TITULO: Proporcionalidad Directa e Inversa

OBJETIVO: Comprobar la relación de proporcionalidad entrediferentes magnitudes.

PROBLEMA:En los estudios que usted ha tenido sobre proporcionalidad, seencuentra con una variable dependiente y otras independientes.En la medición de un líquido ¿Cuáles serían éstas? ¿Cuál sería laconstante de proporcionalidad?-La variable independiente es el líquido.

-La variable dependiente es el peso y la masa

¿Cuál sería la constante de proporcionalidad?

La constante de proporcionalidad es el valor que se obtiene al dividir los datos de

las variables.

MATERIALES:

Una probeta graduada de 100 ml Un vaso plástico Balanza Agua Papel milimetrado.

PROCEDIMIENTO:

1) Identifique los objetos que usará en la práctica. Defina que esuna balanza.Los objetos a usar son:- Probeta graduada de 100ml:- Vaso plástico: Se utilizará con el fin de verter agua en la

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probeta

- Balanza: Instrumento de medición que permite medir lamasa del objeto, en el experimento se utiliza para medir lamasa de la probeta.

- Agua: Elemento utilizado en el experimento- Papel milimetrado: Elemento utilizado para presentar las

medidas e informe del experimento.

2) Calibre el cero de la balanza.3) Determine la masa de la probeta y tome este valor como m0.

m0 =

4) Vierta 10 ml, 20 ml, 30 ml, hasta llegar a 100 ml, de líquidoen la probeta y determine en cada caso la masa de laprobeta más el líquido MT

a. Determine correctamente cuál es la variableindependiente: El agua

 b. Determine la variable dependiente: Peso y masa

5) Calcule la masa del líquido ML sin la probeta para cadamedición. Registre estos resultados en la siguiente tabla

REGISTRO DE DATOS DE EXPERIENCIA

V(ml)

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

MT(g

)

ML(g

)

6) Trace una gráfica masa-líquido Vs Volumen.7) Calcule la constante de proporcionalidad.

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INFORME

1) Analice las causas ambientales que pueden influir en ladensidad de un líquido (Ejemplo: temperatura, presión, etc.).

2) Describa otras tres leyes de la naturaleza en las cuales larelación entre las magnitudes sea de proporcionalidaddirecta.

3) ¿Qué leyes de la naturaleza nos ofrecen una relación deproporcionalidad inversa?

En general, la densidad de un material varía al cambiar la presión o la temperatura. Se

puede demostrar[cita requerida], utilizando la termodinámica que al aumentar la presión

debe aumentar la densidad de cualquier material estable. En cambio, si bien al aumentar 

la temperatura usualmente decrece la densidad de los materiales, hay excepciones

notables. Por ejemplo, la densidad del agua líquida crece entre el punto de fusión (a 0 °C)

y los 4 °C y lo mismo ocurre con el silicio a bajas temperaturas[cita requerida].

El efecto de la temperatura y la presión en los sólidos y líquidos es muy pequeño, por lo

que típicamente la compresibilidad de un líquido o sólido es de 10–6 bar–1 (1 bar=0.1

MPa) y el coeficiente de dilatación térmica es de 10–5 K–1.

Por otro lado, la densidad de los gases es fuertemente afectada por la presión y la

temperatura. La ley de los gases ideales describe matemáticamente la relación entre

estas tres magnitudes:

donde R es la constante universal de los gases ideales, P es la presión del gas, m su

masa molar, y T la temperatura absoluta.

Eso significa que un gas ideal a 300 K (27 °C) y 1 bar duplicará su densidad si se

aumenta la presión a 2 bar o, alternativamente, se reduce su temperatura a 150 K.

4) Realice un análisis de la prueba y sus resultados.

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SEGUNDA PRÁCTICA: Instrumentos De Medición

  TITULO: Instrumentos de Medición: Calibrador y tornillomicrométrico

OBJETIVO: Aprender a manejar los instrumentos de medición quese utilizan en el laboratorio y en algunas empresas para la medidade longitudes.

PROBLEMAEn todos los laboratorios de física se utilizan instrumentos pararealizar mediciones. En que consiste la medición de longitudes?,¿Qué grado de precisión tienen estos instrumentos? ¿En qué árease utilizan?

MATERIALES

Calibrador  Tornillo micrométrico Materiales para medir su espesor: láminas, lentes, esferas,

etc.

PROCEDIMIENTO CON CALIBRADOR

1) Identifique los objetos que usará en la práctica.2) Determine y registre cual es la precisión del aparato.3) Haga un dibujo de la pieza problema (prisma, lámina, etc.) e

indique sobre el dibujo los resultados de las medidas de susdimensiones (cada medida debe realizarse al menos tresveces y se tomará el valor medio de todas ellas).

4) Calcule el volumen de la pieza, con todas sus cifras.5) Complete la siguiente tabla:

Medidas

1 2 3 4 5Promedi

o

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Pieza 1

Pieza 2

PROCEDIMIENTO CON TORNILLO MICROMÉTRICO O PALMER

Repita los pasos anteriores con el tornillo micrométrico o dePalmer ahora utilizando la siguiente tabla:

Medidas

1 2 3 4 5 X

Pieza 1

Pieza 2

INFORME

1) Realice las conclusiones respectivas sobre los instrumentosde medición que manipuló.

2) Determine que es exactitud y que precisión.

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TERCERA PRÁCTICA: Cinemática 

 TITULO: Movimiento Uniformemente Variado

OBJETIVO: Comprobar algunas de las leyes de la cinemática

PROBLEMA¿Qué tipo de función existe en el movimiento uniformementevariado entre las variables posición y tiempo, velocidad y tiempo?

(Recuerden que esta pregunta se debe responder a partir de laexperiencia del laboratorio)

MATERIALES

Cinta Registrador de tiempo Una polea Un carrito Una cuerda Un juego de pesas

PROCEDIMIENTO

1) Pida al tutor instrucciones para utilizar la cinta registradora yel registrador de tiempo.

2) Corte un pedazo de cinta aproximadamente de 1 ,50 m delargo.

3) Conecte el registrador de tiempo a la pila y suelte el carrito

para que éste se deslice libremente por la superficie de lamesa.

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4) Tome como medida de tiempo el que transcurre entre 11puntos es decir 10 intervalos, (se podría tomar otro valor

pero éste es el más aconsejable).5) Complete la siguiente tabla

Orden delintervalo de

tiempo1 2 3 4 5 6 7 8 9

10

Velocidad Media

6) Con base en los datos de la anterior tabla, realicen un graficoV X t Y determine que tipo de función es.

7) Con base en los datos de la tabla, calcule la aceleración encada intervalo, así:

.,1

,1

213

2

12

1etc

V V a

V V a

=

=

 Y registre los resultados en la siguiente tabla

Orden delintervalo de

tiempo1 2 3 4 5 6 7 8 9

10

Aceleración

 

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8) Complete la siguiente tabla tomando toda la distancia

recorrida incluyendo la de anteriores intervalos de tiempo.

TiempoTranscurrido

hasta el n-esimosegundo

1 2 3 4 5 6 7 8 910

DistanciaRecorrida (seincluyen lasanteriores)

INFORME

1. Realice el análisis de la práctica y de sus resultados.2. Grafique en papel milimetrado los resultados de las tablas 6,

7 Y 8.3. Determine el tipo de funciones a la que corresponde.

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CUARTE PARTE: Fuerzas

 TITULO: Trabajo y Energía Mecánica

OBJETIVO: Verificar la equivalencia entre trabajo y energía.

 TEORIA:

Cuando se suspende de un resorte un peso (mg), la deformación xque sufre el resorte es directamente proporcional al valor del peso(m.g) (fuerza).

 xk  g m .. =

Donde la constante de proporcionalidad k es:

   

  =m

 N 

 x

 g mk 

.

El trabajo que realiza una fuerza F para deformar un resorte en unamagnitud x es:

∫ = dx F Trabajo .

Entonces

2

mgxTrabajo =

MATERIALES

Un resorte Un soporte universal - Un juego de pesitas - Un metro Papel milimetrado Una balanza

PROCEDIMIENTO:

1) Cuelgue el resorte del soporte de tal forma que su extremosuperior permanezca completamente fijo y mida su longitudL0.

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2) Halle el valor de la masa m de cada pesita con ayuda de

una balanza.3) Suspenda una pesita del extremo superior del resorte ymida la longitud del resorte L.

4) Calcule el valor de la deformación x = L – L0.5) Repita los pasos 3 y 4 con 9 pesitas.6) Anote los datos en la tabla 1.7) En una hoja de papel milimetrado realice la gráfica F contra

x.8) Con ayuda de la gráfica calcule el trabajo realizado por cada

masa m para deformar el resorte y defina a qué tipo de

energía mecánica es equivalente este trabajo.9) Complete la tabla 2.10) Haga un breve análisis de la prueba y de sus resultados. Refiérase

especialmente a las unidades de trabajo y energía.

REGISTRO DE DATOS DE EXPERIENCIA

m.g

(N)

 x(m)

TABLA 1Registro de datos de deformación del resorte

Masa

(kg)

Trabajo(j)

TABLA 2

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Trabajo realizado en la deformación del resorte

INFORME

1. Realice un análisis de la prueba y sus resultados.2. Enuncie las maquinas que se encargan de las diferentes

formas de transformación de la energía.

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QUINTA PARTE SISTEMAS EN EQUILIBRIO

  TITULO: Equilibrio de Fuerzas.

OBJETIVO: Aplicar los conceptos de descomposición de un vector ysumatoria de fuerzas.

PROBLEMAEn ciertas ocasiones necesitamos encontrar las condiciones deequilibrio para encontrar valores para determinados problemas,

además de entender la descomposición de un vector en suscomponentes.

MATERIALES

Dos soportes universales Dos poleas  Juego de pesitas Dos cuerdas Un transportador

PROCEDIMIENTO

Monte los soportes y las poleas como se indica

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1.  Tome varias pesitas y asígneles el valor M32. Como se indica en el dibujo, encuentre dos masas M1 y M2

que equilibren el sistema. El equilibrio del sistema estádeterminado por los ángulos de las cuerdas con la horizontaly la vertical. Tome tres posiciones diferentes para la mismamasa M3 y dibuje los diagramas de fuerzas sobre papelmilimetrado.

3. Repita los pasos 2 y 3 con diferentes valores para M1, M2 yM3

INFORME

3) Realice las conclusiones respectivas sobre la practica4) Enuncie y explique las dos condiciones necesarias para que

un sistema físico se encuentre en equilibrio mecánico. ¿Porqué, en esta práctica, solo es necesaria una sola de estas

condiciones?