PRACTICAS DE MECÁNICA CLÁSICA

2011

ITTG MANUAL DE PRÁCTICAS DE MECÁNICA CLÁSICA

REALIZADO POR: ESTEPHANY SANTIAGO SILICEO

INGENIERÍA QUÍMICA

ING LUIS ALBERTO PEREZ LOZANO

INSTITUTO TECNOLÓGICO DE TUXTLA GUTIÉRREZ

LABORATORIO DE FISICA GENERAL

LABORATORIO DE FISICA Página 2

ÍNDICE

NOMBRE DE LA PRÁCTICA Página

UNIDAD 1

“SISTEMAS DE UNIDADES Y MEDICIONES”… … … … … 4

“MEDICIÓN DE TIEMPOS”… … … … … … … … 16

“DETERMINACIÓN DE MASA DE SOLIDOS Y LÍQUIDOS”… … … … 23

“DETERMINACION DEL VOLUMEN DE CUERPOS REGULARES E

IRREGULARES”… … … … … … … … … 29

“DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE SÓLIDOS”… … … … 37

“DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE LÍQUIDOS”… … … … 44

“DETERMINACION DE LA DENSIDAD DEL AIRE”… … … … … 50

Unidad 2

“MEDIDA DE FUERZAS”… … … … … … … … 58

“FUERZA Y FUERZA ANTAGONISTA”… … … … … … 64

“FUERZA POR PESO”… … … … … … … … 68

“LEY DE HOOKE”… … … … … … … … … 73

“FLEXIÓN DE UNA LÁMINA ELÁSTICA”… … … … … … 81

“FUERZAS QUE ACTÚAN EN MISMO SENTIDO Y EN SENTIDO OPUESTO”… … 89

“COMPOSICIÓN DE FUERZAS; PARALELOGRAMO DE FUERZAS”… … … 98

“DESCOMPOSICIÓN DE FUERZAS EN UN PLANO INCLINADO”… … … 105

“FUERZAS EN EL SOPORTE DE UNA POLEA”… … … … … 112

“DETERMINACIÓN DEL CENTRO DE GRAVEDAD”… … … … … 119

“EQUILIBRIO”… … … … … … … … … 124

“REACCIONES EN LOS APOYOS EN UNA VIGA SIN CARGA”… … … … 129

“REACCIONES EN LOS APOYOS EN UNA VIGA EN CARGA”… … … … 136

“QUÉ FUERZA ACTÚA SOBRE EL PÉNDULO DESPLAZADO”… … … … 142

“ROZAMIENTO”… … … … … … … … … 148

“COEFICIENTE DE ROZAMIENTO”… … … … … … … 153

Unidad 3

“LA BALANZA”… … … … … … … … … 159

“PALANCA DE DOS BRAZOS”… … … … … … … 165

“PALANCA DE UN BRAZO”… …. … … … … … … 171

“FUERZAS Y RECORRIDOS EN LA POLEA FIJA”… … … … … 177

“FUERZAS Y RECORRIDOS EN LA POLEA LOCA”… … … … … 183

“POLIPASTO CON UNA POLEA LOCA Y UNA FIJA”… … … … … 189

“POLIPASTO DE 4 POLEAS”… … … … … … … … 195

“FUERZAS Y RECORRIDOS EN UNA RUEDA ESCALONADA”… … … … 201

“ENGRANAJES Y CORREAS Y DE TRANSMISIÓN”… … … … … 206




“TRABAJO EN UN PLANO INCLINADO”… … … … … … 213

“ENERGÍA POTENCIAL Y ENERGÍA ELÁSTICA”… … … … … 220

“POTENCIA”… … … … … … … … … 227

Unidad 4

“VASOS COMUNICANTES”… … … … … … … … 234

“PRESIÓN HIDROSTÁTICA”… …. … … … … … … 240

“EMPUJE Y FLOTACIÓN”… … … … … … … … 246

“PRINCIPIO DE ARQUÍMIDES”… … … … … … … 251

“HALLAR LA DENSIDAD DE SÓLIDOS MIDIENDO EL EMPUJE”… … … 258

“HALLAR LA DENSIDAD DE LIQUIDOS CON EL AREÓMETRO”… … … 269

“DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE LIQUIDOS NO MISCIBLES”… … 273

“CAPILARIDAD”… … … … … … … … … 274

“LEY DE BOYLE-MARIOTTE”… … … … … … … 281

“BOMBAS Y SIFONES”… … … … … … … … 288

Unidad 5

“OSCILADOR DE MUELLE HELICOIDAL”… … … … … … 295 “PÉNDULO DE HILO (PÉNDULO MATEMÁTICO)”… … … … … 303 “OSCILACIONES EN UN MUELLE DE LÁMINA”… … … … … 310 “AMORTIGUAMIENTO”… … … … … … … … 316 “OSCILACIÓN FORZADA Y RESONANCIA”… … … … … … 322 “REGISTRO RECORRIDO-TIEMPO”… … … … … … … 327 “PÉNDULO REVERSIBLE (PÉNDULO FÍSICO)”… … … … … 332

“SISTEMA DE PÉNDULOS ACOPLADOS”… … … … … … 338

Unidad 6

“MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME”… … … … … … 344

“COMPARACIÓN DEL MOVIMIENTO UNIFORME Y NO UNIFORME”… … 350

“VELOCIDAD INSTANTÁNEA Y VELOCDAD MEDIA”… … … … 356

“LEYES DEL MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME”… … … … 362

“LEYES DEL MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE ACELERADO”… … … 369

“ENERGÍA POTENCIAL Y CINÉTICA”… … … … … … 378

“CAIDA LIBRE”… … … … … … … … … 387

“ECUACION FUNDAMENTAL DE NWETON: ACELERACION EN FUNCION

DE LA FUERZA”… … … … … … … … ... 393




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 1.1

“SISTEMAS DE UNIDADES Y MEDICIONES”

OBJETIVO:

Aprender a utilizar diferentes instrumentos de medición y a emplearlo según necesidades del

problema; así como a reportar un dato experimental para el análisis estadístico, empleando

adecuadamente el sistema de unidades.

MARCO TEÓRICO:

Uno de los principales procesos que el hombre ha realizado desde tiempos muy remotos

es el de medir. Pero, ¿qué significa hacer una medición? Se puede entender como el proceso de

cuantificación de nuestras experiencias del mundo exterior. Para realizar una medición es

necesario comparar nuestros resultados con alguna cantidad de referencia, lo cual se ve reflejado

en tomar un acuerdo sobre la elección de las cantidades o unidades de referencia. Existe

actualmente en el mundo una comisión internacional que se encarga de generar los patrones

internacionales de medición, patrones necesarios para toda persona que realiza mediciones. Tal

patrón (que incluso nosotros adoptaremos en nuestro curso) se conoce como el Sistema

Internacional de Unidades (SI). Sin embargo existen otros sistemas como el CGS, el americano, el

inglés, todos ellos definiéndose en base a un conjunto muy pequeño de unidades fundamentales,

a partir de las cuales se generan cantidades derivadas. Para el SI (nombre que recibió alrededor de

1960, pero que antes era conocido como MKS), las unidades fundamentales que lo definen son:

Cantidad Física Unidad

Longitud Metro

Masa Kilogramo

Tiempo Segundo

Temperatura Kelvin

Intensidad de corriente Ampere

Intensidad luminosa Candela

Cantidad de sustancia Mol




A partir de estas unidades se pueden definir una gran cantidad de unidades derivadas, como la

velocidad, la fuerza, etc. Sin embargo, en muchas situaciones los valores numéricos de las

cantidades que se manejan resultan ser demasiado grandes, o bien demasiado pequeños, de

modo que se ha inventado una notación especial para designar ese tipo de cantidades, y más aún,

se han dado nombres especiales a tales números particulares (prefijos), los cuales habitualmente

se utilizan al momento de reportar cantidades físicas, por ejemplo, un kilómetro, abreviado por

Km., indica un kilo de metros, pero el prefijo kilo significa 1000, que en notación breve se escribe

como 103 (notación científica de base 10).

Otro problema con el que nos encontramos cuando queremos realizar una medida es el de

emplear el instrumento de medición adecuado. Existen instrumentos para medir longitud, masa,

tiempo, corriente eléctrica, etc., pero dependiendo del orden de magnitud que se vaya a medir,

debe ser el instrumento a emplear. Por ejemplo, para medir distancias del orden de una cuantas

millonésimas partes de un metro (10-6 ) se emplea el micrómetro, otro instrumento de medición

que se utiliza para medir distancias, en particular por unidades, ancho, diámetros exteriores e

interiores de valores relativamente pequeños es el vernier. Así como esos, podemos encontrar

otros instrumentos precisos para medir masas, y otras cantidades físicas.

DESARROLLO EXPERIMENTAL:

MATERIAL CANTIDAD

Regla de madera de 1 m 1 pza.

Flexómetro 1 pza.

Regla de 30 cm 1 pza.

Cinta métrica de 1.5 m 1 pza.

Cinta métrica de 30 m. 1 pza.

Pie de rey o vernier 1 pza.

Plásticos 2 pza.

Tubos de vidrio 2 pza.

Columna de madera 1 pza.




Pie de rey o Calibrador vernier cinta métrica de 1.5 metros

Regla de 30 cm Flexometro

Cinta métrica de 30 metros regla de madera de 1 metro




EL PIE DE REY O CALIBRADOR VERNIER:

¿Cómo se utiliza el calibrador?

Vamos a medir el diámetro exterior del tapón del dibujo inferior:

1. Ajustamos la parte móvil del calibre (cursor) al objeto a medir.

2. Anotamos la parte entera de lo que señala el cero del nonius sobre la regla fija

(solo los milímetros completos).

3. Ahora observaremos si alguna de las subdivisiones de nonius coincide con la

graduación de la regla principal, y anotamos su valor.

4. Con la ayuda de la calculadora:

Imagen:

http://www.kalipedia.com/popup/popupWindow.html?tipo=imagen&titulo=Esquema+de+calibre&url=/kalipediamedia/ingenieria/media/200708/22/tecnologia/20070822klpingtcn_189.Ges.LCO.png




PIE DE REY O CALIBRADOR

Definición

EI calibrador o pie de reyes insustituible para medir con precisión elementos pequeños

(tornillos, orificios, pequeños objetos, etc). La precisión de esta herramienta llega a la decima, a

la media decima de milímetro e incluso llega a apreciar centésimas de dos en dos (cuando el

nonio está dividido en cincuenta partes iguales).

Dibujo y sus partes

http://www.kalipedia.com/popup/popupWindow.html?tipo=imagen&titulo=Operaci%F3n&url=/kalipediamedia/ingenieria/media/200708/22/tecnologia/20070822klpingtcn_188.Ges.LCO.png

http://www.kalipedia.com/popup/popupWindow.html?tipo=imagen&titulo=Operaci%F3n&url=/kalipediamedia/ingenieria/media/200708/22/tecnologia/20070822klpingtcn_188.Ges.LCO.png




Utilización

Para medir exteriores se utilizan las dos patas largas, para medir interiores (p.e. diámetros de

orificios) las dos patas pequeñas, y para medir profundidades un vástago que va saliendo por la

parte trasera, llamado sonda de profundidad. Para efectuar una medición, ajustaremos el

calibre al objeto a medir y lo fijaremos. La pata móvil tiene una escala graduada (10, 20 o 50

divisiones, dependiendo de la precisión).

Procedimiento.

Realizar mediciones de diversos objetos, como se indica en las tablas que se presentan a

continuación.

Actividad 1.

Medir el volumen del salón. Realizar esta actividad por cada uno de los integrantes del

equipo, y con cada uno de los instrumentos que se mencionan en cada tabla.

Salón (metro)

No. Nombre Largo

(cm.)

Ancho

(cm.)

Altura

(cm.)

Volumen

(Vi)(cm3) promi VV 2

promi VV




Salón (flexómetro)

No. Nombre Largo

(cm.)

Ancho

(cm.)

Altura

(cm.)

Volumen


promi VV

Jardinera (Cinta métrica de 30 m.)

No. Nombre Largo

(cm.)

Ancho

(cm.)

Altura

(cm.)

Volumen


promi VV




Salón (Cinta métrica de 1.5 m.)

No. Nombre Largo

(cm.)

Ancho

(cm.)

Altura

(cm.)

Volumen


promi VV

Columna de madera (vernier.)

No. Nombre Largo

(cm.)

Ancho

(cm.)

Altura

(cm.)

Volumen


promi VV




Actividad 2.

Medir el área de la mesa de trabajo. Para tomar estas mediciones utilice el metro y la

regla. Realizar una medición por cada uno de los integrantes del equipo.

Mesa (metro)

No. Nombre Largo

(cm.)

Ancho

(cm.)

Altura

(cm.)

Volumen


promi VV

Mesa (regla)

No. Nombre Largo

(cm.)

Ancho

(cm.)

Altura

(cm.)

Volumen


promi VV




n

VVMD

promin

VV

i

prom

Vprom = valor promedio

Vi = valor medido

l Vi – Vprom l = desviación absoluta o error absoluto.

D.M. = desviación media o incertidumbre absoluta del valor promedio

Actividad 3.

Medir el volumen del vaso de precipitado, empleando para esto la regla y el vernier (en

milímetros). Genere su tabla con la información que crea conveniente y necesaria que debe

contener para poder realizar su trabajo.




Actividad 4.

Medir la longitud y los diámetros, interior y exterior del tubo que se le proporcionó. Emplear el

vernier y la regla (en milímetros). Realice su propia tabla.

Actividad 5.

Medir el espesor de dos piezas de papel, una de papel aluminio y otra de una hoja de su

libreta, empleando el vernier (en milímetros). Escriba sus propias tablas de datos y reporte sus

resultados.




EVALUACIÓN:

Note que en las tablas se está incluyendo información adicional como los valores promedio,

desviación, valor absoluto de la desviación, desviación media. ¿Para qué sirven estos datos?, no

olvide justificar este hecho en sus conclusiones, ya que es de importancia fundamental para el

desarrollo de la práctica.

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Anotar al menos para uno de los casos el procedimiento matemático y /o análisis realizado para la

obtención de los datos de las tablas que se llenaron.

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¿Qué diferencias hay en las mediciones realizadas con los diferentes instrumentos de medición?

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¿Cuándo se utiliza a la cinta métrica, y cuando el pie de rey?

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-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

¿Con que precisión se leen los valores en estos dos instrumentos?

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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CONCLUSION:

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MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 1.2

“MEDICIÓN DE TIEMPOS”

OBJETIVO:

Comprender el concepto de amplitud, frecuencia y periodo, para un péndulo simple, así como

determinar las proporciones entre ellas cuando:

1) Varía la masa con longitud constante.

2) Varía la longitud con peso constante.

MARCO TEÓRICO:

El tiempo es la magnitud física con la se mide la duración o separación de acontecimientos

sujetos a cambio, de los sistemas sujetos a observación, esto es, el período que transcurre entre el

estado del sistema cuando éste aparentaba un estado X y el instante en el que X registra una

variación perceptible para un observador (o aparato de medida). Es la magnitud que permite

ordenar los sucesos en secuencias, estableciendo un pasado, un presente y un futuro, y da lugar al

principio de causalidad, uno de los axiomas del método científico. El tiempo ha sido

frecuentemente concebido como un flujo sucesivo de situaciones atomizadas. Su unidad en

el Sistema Internacional es el segundo, cuyo símbolo es “s“

En la mecánica clásica, el tiempo se concibe como una magnitud absoluta, es decir, es

un escalar cuya medida es idéntica para todos los observadores (una magnitud relativa es aquella

cuyo valor depende del observador concreto). Esta concepción del tiempo recibe el nombre

de tiempo absoluto. Esto se opone al concepto de magnitud relativa, la cual siempre va a

depender de la subjetividad del sujeto que percibe.

Péndulo Llamamos péndulo a todo cuerpo que puede oscilar con respecto de un eje fijo. Él

péndulo ideal, simple o matemático se denomina así a todo cuerpo de masa m (de

pequeñas dimensiones) suspendido por medio de un hilo inextensible y sin peso. Estas dos últimas

condiciones no son reales sino ideales; pero todo el estudio que realizaremos referente al

péndulo, se facilita admitiendo ese supuesto.

El Péndulo es físico si en el extremo de un hilo suspendido sujetamos un cuerpo cualquiera. Por

esto, todos los péndulos que se nos presentan (columpios, péndulo de reloj, una lámpara

http://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_f%C3%ADsica

http://es.wikipedia.org/wiki/Estado_f%C3%ADsico

http://es.wikipedia.org/wiki/Observador

http://es.wikipedia.org/wiki/Pasado

http://es.wikipedia.org/wiki/Presente_(tiempo)

http://es.wikipedia.org/wiki/Futuro

http://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_causalidad

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9todo_cient%C3%ADfico

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Unidades

http://es.wikipedia.org/wiki/Segundo

http://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nica_cl%C3%A1sica

http://es.wikipedia.org/wiki/Escalar_(f%C3%ADsica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Observador




suspendida, la plomada) son péndulos físicos. Para comprender más sobre el tema es necesario

definir bien los siguientes conceptos:

Oscilación simple: es la trayectoria descrita entre dos posiciones extremas (arco AB).

Oscilación completa o doble oscilación: trayectoria realizada desde una posición extrema

hasta volver a ella, pasando por la otra extrema (arco ABA).

Angulo de amplitud o amplitud (alfa): ángulo formado por la posición de reposo

(equilibrio) y una de las posiciones extremas.

Período o tiempo de oscilación doble (T): es el tiempo que emplea el péndulo en efectuar

una oscilación doble.

Tiempo de oscilación simple (t): tiempo que emplea el péndulo en efectuar una oscilación

simple.

Elongación (e): Distancia entre la posición de reposo OR y cualquier otra posición.

Máxima elongación: distancia entre la posición de reposo y la posición extrema o de

máxima amplitud.

Frecuencia (f): número de oscilaciones en cada unidad de tiempo. f=numero de

oscilaciones/tiempo

El péndulo simple es un sistema compuesto de un punto material pesado, suspendido a un punto

fijo mediante un hilo flexible e inextensible. Cuando un sistema de este tipo es alejado de su

posición de equilibrio estable y llevado a una posición inestable, se verifica un aumento de energía

potencial que el sistema mismo tiende a anular, transformándolo en energía cinética, para

retornar a la posición primitiva. Alcanzada dicha posición, el punto material posee todavía, sin

embargo, en virtud de la velocidad adquirida, una cierta energía cinética que le hace continuar por

inercia hasta que el sistema alcanza una nueva posición inestable, en correspondencia de la cual,

la velocidad residual se anula. Lo anterior da lugar a sucesivas oscilaciones en el plano (plano de

oscilación).

Leyes del péndulo.

1. El movimiento del péndulo pesado es sinusoidal.

2. El período T es independiente de la amplitud.

3. El período de un péndulo simple viene dado por la fórmula

g

lT 2




Como puedes observar, si se conoce la longitud del hilo y el período de oscilación del péndulo,

se puede conocer el valor de la gravedad. Sólo es necesario despejar g.

2

24

T

lg

Esta ecuación es válida siempre y cuando el ángulo de oscilación sea menor a 30°


Material CANTIDAD

PIE ESTATIVO 1

VARILLA SOPORTE DE 600 MM 1

VARILLA SOPORTE DE 250 mm 1

NUEZ DOBLE 2

PASADOR 1

PLATILLO PARA PESAS DE

RANURA, 10 G

1

PESAS DE RANURA DE 10 G 1

PESAS DE RANURA DE 50 G 1

SEDAL 1.5 m

CRONOMETRO 1

CINTA METRICA DE 2 m 1

MATERIAL ADICIONAL

TIJERAS 1




MONTAJE:

MONTA EL SOPORTE PARA EL PENDULO SEGÚN LA FIGURA 1, Y FIJA EN LA NUEZ DOBLE DE ARRIBA

EL PASADOR, DE FORMA QUE EL ORIFICIO DE SU EXTREMO ESTÉ ORIZONTAL.

ATA UN TROZO DE SEDAL (DE APROX. 1.10 M) AL GANCHO DEL PLATILLO PARA PESAS DER

ANURA, PASALO POR EL ORIFICIO DEL PASADOR, Y ATALO A LA SEGUNDA NUEZ DOBLE.

PON PESAS SOBRE EL PLATILLO PARA QUE SU MASA TOTAL SEA DE 70 KG.




VARIANDO LA ALTURA DE LA NUEZ DOBLE INFERIOR, AJUSTA LA LONGITUD DEL PENDULO LO MAS

EXACTAMENTE POSIBLE, PARA QUE LA DISTANCIA DESDE EL PUNTO SUPERIOR HASTA EL CENTRO

DEL PESO (FIG 1) SEA 99.4 CM.

fig 1

REALIZACION:

EL PENDULO DEBE OSCILAR SIEMPRE PARALELO AL BORDE DE LA MESA.

CORRIGELO SI ES NECESARIO.

1.- DESVIA EL PENDULO LATERALMENTE UNOS 20 CM, Y SUELTALO CON CUIDADO, PONIENDO EN

MARCHA SIMULTANEAMENTE EL CRONOMETRO.

PÁRA EL CRONOMETRO CUANDO EL PENDULO HAYA REALIZADO UNA

OSCILACION COMPLETA, Y LEE EL TIEMPO. ANOTA EL VALOR t1 EN LA TABLA.

REPITE EL EXPERIMENTO, PERO CONTANDO AHORA 20 OSCILACIONES. TRAS LAS

20 OSCILACIONES PÁRA EL CRONOMETRO, LEE EL TIEMPO Y ANOTA EL VALOR t20 EN

LA TABLA.

REPITE EEL EXPERIMENTO OTRAS CUATRO VECES.

2.- REDUCE LA LONGITUD DEL PENDULO A EXACTAMENTE 49.7 CM, DESPLAZANDO HACIA ABAJO

LA SEGUNDA NUEZ DOBLE, Y ENROLLANDO, SI ES NECESARIO, EL SEDAL EN LA NUEZ. REPITE EL

EXPERIMENTO MIDIENDO EL TIEMPO CINCO VECES PARA UNA SOLA OSCILACION Y PARA 20

OSCILACIONES. LLEVA IGUALMENTE LOS VALORES A LA TABLA.




OBSERVACIONES Y RESULTADOS DE LAS MEDIDAS:

LONGITUD DEL PENDULO L= 99.4 CM LONGITUD DEL PENDULO L= 49.7 CM

T= --------------S t0.5= ---------------S T= --------------S t0.5= ------------------S

EVALUACION:

1.- CALCULA LA MEDIA (VM) DE LAS MEDICIONES PARCIALES, Y CALCULA, DE LA MEDIA DE 20

OSCILACIONES, EL TIEMPO UNA OSCILACION (EL PERIODO T).______________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

2.- COMPARA EL VALOR T ASI OBTENIDO, CON EL RESULTADO DE MEDIR UNA SOLA OSCILACION

(T/S).____________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

3.- ¿CUAL DE LOS DOS RESULTADOS ES MAS PRECISO?____________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

4.- ¿CUALES SON LAS DESVIACIONES DE LAS MEDICIONES PARCIALES CON RESPECTO AL VALOR

MEDIO?_________________________________________________________________________

No T1 / S T20 / S

1

2

3

4

5

VM

No T1 / S T20 / S

1

2

3

4

5

VM




________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

5.- ¿COMO INFLUYE ACORTAR LA LONGITUD DEL PENDULO SOBRE EL

PERIODO?________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

6.- CALCULA, A PARTIR DEL PERIODO T, EL TIEMPO DE MEDIA OSCILACION.___________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

7.- PUEDES EXPLICAR POR QUE UN PENDULO DE LONGITUD 99.4 CM SE DENOMINA “PENDULO DE

SEGUNDOS?______________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

EJERCICIOS COMPLEMENTARIOS:

1.- HAYA EL COCIENTE DE LOS PERIODOS DE LOS DOS PENDULOS DE DISTINTA LONGITUD, ¿Cuál ES

EL RESULTADO?___________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

2.- EXPRESA ESTE HECHO EN UNA PROPORCIONALIDAD:

T= _______________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 1.3

“DETERMINACIÓN DE MASA DE SOLIDOS Y LÍQUIDOS”

OBJETIVO:

Conocer el manejo de la balanza para tener una correcta lectura de la masa de un cuerpo,

aprendiendo la diferencia entre la medición de la masa de líquidos y sólidos.

MARCO TEÓRICO:

La masa, en física, es la cantidad de materia de un cuerpo. Es una propiedad intrínseca de

los cuerpos que determina la medida de la masa inercial y de la masa gravitacional. La unidad

utilizada para medir la masa en el Sistema Internacional de Unidades es el kilogramo (kg). Es una

cantidad escalar y no debe confundirse con el peso, que es una cantidad vectorial que representa

una fuerza.

El concepto de masa surge de la confluencia de dos leyes: la ley Gravitación Universal de

Newton y la 2ª Ley de Newton. Según la ley de la Gravitación de Newton, la atracción entre dos

cuerpos es proporcional al producto de dos constantes, denominadas masa gravitacional, siendo

así la masa gravitatoria una propiedad de la materia en virtud de la cual dos cuerpos se atraen; por

la 2ª ley de Newton, la fuerza aplicada sobre un cuerpo es directamente proporcional a la

aceleración que experimenta, denominándose a la constante de proporcionalidad: masa inercial del

cuerpo. No es obvio que la masa inercial y la masa gravitatoria coincidan. Sin embargo todos los

experimentos muestran que sí.

Para la física clásica esta identidad era accidental. Ya Newton, para quien peso e inercia

eran propiedades independientes de la materia, propuso que ambas cualidades son proporcionales

a la cantidad de materia, a la cual denominó "masa"

Aunque la unidad fundamental de masa es el kilogramo, el sistema de múltiplos y submúltiplos se

estableció a partir del gramo:

1 Kilogramo (Kg) = 1000 gramos (103 g) y 1 miligramo (mg) = una milésima de gramo (10-3 g)

Hablando con propiedad, hay que distinguir entre masa y peso. Masa es una medida de la

cantidad de materia de un objeto; peso es una medida de la fuerza gravitatoria que actúa sobre el

objeto. Para medir la masa de los objetos se utilizan balanzas. Uno de los tipos más utilizados en el

laboratorio es la balanza de platillos, que permite hallar la masa desconocida de un cuerpo

comparándola con una masa conocida, consistente en un cierto número de pesas.

http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica

http://es.wikipedia.org/wiki/Masa_inercial

http://es.wikipedia.org/wiki/Masa_gravitacional


http://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramo

http://es.wikipedia.org/wiki/Peso

http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza

http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_gravitaci%C3%B3n_universal

http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_gravitaci%C3%B3n_universal

http://es.wikipedia.org/wiki/Masa_gravitacional





Consta de un soporte sobre el que se sostiene una barra de la que cuelgan dos platillos. En el

punto medio de la barra se halla una aguja llamada fiel.

El objeto que se quiere pesar se coloca en uno de los platillos y se van colocando pesas de

masa conocida en el otro platillo hasta que el fiel indica que la balanza está equilibrada.


MATERIAL CANTIDAD

Probeta graduada de 500ml 1

Vaso de precipitados de 100 ml (plástico) 1

Pipeta con perilla de goma 1

Columna de hierro 1

Columna de aluminio 1

Columna de madera 1

Balanza 1

Pie estativo 1

Varilla soporte de 250 mm 1

Nuez doble 1

Pasador 1

Juego de pesas, 1-50 g 1




MONTAJE:

INSTALACIÓN DE UN STAND CON LA BASE DE APOYO Y LA VARILLA DE SOPORTE COMO SE

OBSERVA

PON LA PLACA CON LA ESCALA EN EL MEDIO DE LA PALANCA, LUEGO COLOCA EL PASADOR DE

SUJECIÓN EN EL ORIFICIO DE LA AGUJA Y EN EL ORIFICIO DE LA PALANCA, Y FIJAR LA ARANDELA DE

SUJECIÓN EN LA NUEZ.

ENSAMBLA EL PLATILLO DE LA BALANZA Y COLGAR CADA UNA DE LAS PINTAS AL FINAL DE LA

PALANCA.




COLOQUE EL PUNTERO DE TAL MANERA QUE APUNTE EXACTAMENTE A LA MARCA DEL CERO.

REALIZACION

1.- COLOCA SUCESIVAMENTE LAS 3 COLUMNAS EN UNO DELOS PLATILLOS DE LA BALANZA, Y

DETERMINA SUS MASAS (m) COLOCANDO PESAS EN EL OTRO PLATILLO HASTA QUE LA BALANZA

ESTÉ EQUILIBRADA (anota resultados en la tabla 1)

2.- PON EL VASO DE PRECIPITADOS (SECO) EN UNO DE LOS PLATILLOS, Y DETERMINA SU MASA

(M0)




PON EN LA PROBETA AGUA HASTA LA MARCA DE 30 ml, USA LA PIPETA PARA LLEVAR EL

NIVEL DEL AGUA JUSTO HASTA LA MARCA

ECHA EL AGUA DE LA PROBETA EN EL VASO DE PRECIPITADOS, SIN QUE QUEDA EN LA

PROBETA NI UNA SOLA GOTA.

REPITE EL EXPERIMENTO CON 50 ml DE AGUA, SECANDO BIEN EL VASO DE PRECIPITADOS

ANTES DE PESARLO

LLEVA LOS VALORES A LA TABLA 2

RESULTADOS DE LAS MEDIDAS:

Tabla 1: masa de sólidos

Tipo de columna m/g

De hierro

De aluminio

De madera

Vaso de precipitados vacio m0= ________g

Volumen de

agua

Vaso de prec.

lleno m1/g

Masa de agua

m/g

30 ml

50 ml

Tabla 2: masa de líquidos




EVALUACION:

1.- Ordena las 3 columnas según sus masas: ____________________________________

__________________________________________________________________________

2.- Las columnas tienen distintas masas: ¿Encuentras algo sorprendente en ello?:______________

__________________________________________________________________________

3.-Determina con la balanza la masa conjunta de 2 sólidos. Compara el resultado con el cálculo

¿coinciden?______________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

4.- ¿sucede lo mismo con los líquidos?________________________________________________

__________________________________________________________________________

5.-Halla la masa m del agua por la diferencia m= m1-m0, t anota el resultado en la tabla 2

6.- ¿Existe alguna relación entre el volumen de agua y su masa?____________

________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

7.- ¿qué forma adquieren los líquidos?______________________________________________

__________________________________________________________________________

EJERCICIO COMPLEMENTARIO

1.- ¿Con qué precisión se determinan las masas en la balanza? _____________________________

________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

2.- ¿Cómo se pude mejorar la presicion de lectura de una balanza?_______________________

________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

3.- ¿Existe la posibilidad de que la balanza tenga en cuenta automáticamente la masa del vaso de

precipitados?_____________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 1.4

“DETERMINACION DEL VOLUMEN DE CUERPOS REGULARES E

IRREGULARES”

OBJETIVO:

Determinar el volumen de cuerpos sólidos por tres métodos diferentes, sabiendo que la unidad de

volumen es el metro cubico (m3) y que también es de uso común el litro (l).

MARCO TEÓRICO:

El volumen es una magnitud escalar definida como el espacio ocupado por un cuerpo. Es

una función derivada ya que se halla multiplicando las tres dimensiones.

En matemáticas el volumen es una medida que se define como los demás conceptos métricos a

partir de una distancia o tensor métrico. En física, el volumen es una magnitud física extensiva

asociada a la propiedad de los cuerpos físicos de ser extensos, que a su vez se debe al principio de

exclusión de Pauli. La unidad de medida de volumen en el Sistema Internacional de Unidades es

el metro cúbico, aunque temporalmente también acepta el litro, que se utiliza comúnmente en la

vida práctica.

La "capacidad" y el "volumen" son términos que se encuentran estrechamente relacionados. Se

define la capacidad como el espacio vacío de alguna cosa que es suficiente para contener a otra u

otras cosas. Se define el volumen como el espacio que ocupa un cuerpo. Por lo tanto, entre ambos

términos existe una equivalencia que se basa en la relación entre el litro (unidad de capacidad) y

el decímetro cúbico (unidad de volumen).

Este hecho puede verificarse experimentalmente de la siguiente manera: si se tiene un recipiente

con agua que llegue hasta el borde, y se introduce en él un cubo sólido cuyas aristas midan 1

decímetro (1 dm3), se derramará 1 litro de agua. Por tanto, puede afirmarse que:

1 dm3 = 1 litro

Equivalencias

1 dm3 = 0,001 m3 = 1.000 cm

Las unidades de volumen de dividen en tres categorías:

http://es.wikipedia.org/wiki/Matem%C3%A1ticas

http://es.wikipedia.org/wiki/Volumen_(matem%C3%A1ticas)

http://es.wikipedia.org/wiki/Tensor_m%C3%A9trico

http://es.wikipedia.org/wiki/Distancia

http://es.wikipedia.org/wiki/Tensor_m%C3%A9trico



http://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_de_medida


http://es.wikipedia.org/wiki/Metro_c%C3%BAbico

http://es.wikipedia.org/wiki/Litro


http://es.wikipedia.org/wiki/Dec%C3%ADmetro_c%C3%BAbico


http://es.wikipedia.org/wiki/Cent%C3%ADmetro_c%C3%BAbico




Unidades de volumen sólido. Miden al volumen de un cuerpo utilizando unidades de

longitud elevadas a la tercera potencia. Se le dice volumen sólido porque

en geometría se utiliza para medir el espacio que ocupan los cuerpos tridimensionales,

y se da por hecho que el interior de esos cuerpos no es hueco sino que es sólido.

Unidades de volumen líquido. Estas unidades fueron creadas para medir el volumen

que ocupan los líquidos dentro de un recipiente.

Unidades de volumen de áridos, también llamadas tradicionalmente unidades de

capacidad. Éstas unidades fueron creadas para medir el volumen que ocupan las

cosechas (legumbres, tubérculos, forrajes y frutas) almacenadas en graneros y silos.

El principio de Arquímedes nos señala lo siguiente: "Todo cuerpo sumergido en un fluido

experimenta un empuje vertical hacia arriba igual al peso del fluido desalojado".

Al ir introduciendo el cuerpo en el líquido se va desalojando paulatinamente un volumen de

líquido igual al volumen que se va introduciendo del cuerpo. El líquido reacciona contra esa

intromisión empujando al cuerpo con la misma fuerza que utilizaba para mantener al líquido que

estaba allí. La fuerza empuje es igual al peso del líquido desalojado. El cuerpo se sumerge hasta

que el empuje del líquido iguala el peso que tiene el cuerpo en el vacío.

El empuje no depende ni del tamaño del recipiente donde está sumergido el objeto ni de la

profundidad a que se encuentre el cuerpo. El equilibrio se produce cuando el peso del cuerpo

en el vacío=Empuje. Si el peso es mayor que el empuje máximo el cuerpo se desplaza hacia el

fondo. Si utilizas unidades del S.I. (metro cúbico, Kg/ m3, 9.8 m/s

2) el empuje se obtendrá en

Newtons.


MATERIAL CANTIDAD



Vaso de expansión de 250 ml 1

Probeta graduada de 50 ml 1

Columna de hierro 1


Nuez doble 1

Pie de rey 1

http://es.wikipedia.org/wiki/Potenciaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Geometr%C3%ADa




Sedal 1

Tijeras 1

Balanza 1

Pie estativo 1

Varilla soporte 250 mm 1

Nuez doble 1

Pasador 1

Juego de pesas 1-50 g 1




MONTAJE

INSTALACIÓN DE UN STAND CON LA BASE DE APOYO, LA VARILLA DE SOPORTE Y LA NUEZ,

COMO SE VE EN LAS FIGURAS

COLOCAR LA PLACA CON LA ESCALA EN EL MEDIO DE LA PALANCA, A CONTINUACIÓN

PONER EL GANCHO DE SUJECIÓN EN EL ORIFICIO DE LA AGUJA Y EL ORIFICIO DE LA

PALANCA Y FIJAR LA ARANDELA DE SUJECIÓN EN LA NUEZ.

MONTAR LOS PLATILLOS DE LA BALANZA Y COLGAR CADA UNO AL FINAL DE LA PALANCA




COLOCAR EL PUNTERO DE TAL MANERA QUE APUNTE EXACTAMENTE A LA MARCA DEL

CERO.

QUIETAR LOS TORNILLOS DE LA NUEZ DOBLE, PON AGUA EN EL VASO DE

PRECIPITADOS GRANDE (250 ml) Y ATA UN TROZO DE SEDAL A LA NUEZ Y A LAS 2

COLUMNAS DE METAL.




REALIZACION

1.- COLOCAR EN LA PROBETA 35 ml DE AGUA (V0), Y LEE EL NIVEL. SUMERGE LA COLUMNA DE

HIERO EN LA PROBETA, HASTA QUE ESTÉ COMPLETAMENTE CUBIERTA POR EL AGUA. LEE DE

NUEVO EL NIVEL DEL AGUA (V1) Y ANOTA EL VALOR EN LA TABLA 1

REPITE EL EXPERIMENTO CON LA COLUMNA DE ALUMINIO, LLVANDO IGUALMENTE EL RESULTADO

A LA TABLA.

2.- PESA EL VASO DE PRECIPITADOS PEQUEÑO EN LA BALANZA , Y ANOTA EL VALOR OBTENIDO

(m0).

COLÓCALO DESUPES DE BAJO DEL TUBO DE SALIDA DEL VASO DE EXPANSIOB, Y LLENA

ÉSTE CON AGUA JUSTO HASTA QUE REBOSE POR EL TUBO. SECA BIEN EL VASO DE

PRECIPITADOS Y COLOCALO DE NUEVO EN SU LUGAR. SUMERGE UNO DE LOS 3 CUERPOS

EN LA VASO DE EXPANSIÓNM CUIDANDO DE QUE QUEDE TOTALMENTE CUBIERTO POR EL

AGUA.




ESPERA HASTA QUE EL VASO DE ESPANSIÓN DEJE DE GOTEAR, Y PESA EL VASO DE

PRECIPITADOS CON AL AGUA (m1), LLEVA ESTE VALOR A LA TABLA 2

PROCEDE DE LA MISMA FORMA CON LOS OTROS 2 CUERPOS.

ACUERDATE DE SECAR BIEN EL VASI DE PRECIPITADOS ANTES DE CADA MEDICIÓN

3.- MIDE CON EL PIE DE REY LA LONGITUD (l), EL ANCHO (b) Y LA ALTURA (h) DE LOS CUERPOS

REGULARES Y ANOTA LOS VALORES EN LA TABLA 3

RESULTADOS DE LAS MEDIDAS

Tabla 1: método de inmersión Tabla 2: método de rebosamiento

Probeta graduada V0= _______ml vaso de precipitados vacío m0= ________g

Cuerpos V1/ml V/cm3

Columna de

hierro

Columna de

aluminio

Cuerpos m1/g V/cm

Columna de

hierro

Columna de

aluminio

Nuez doble




3. Calculo del volumen

Cuerpos l/cm b/cm h/cm V/cm3

Columna de

hierro

Columna de

aluminio

EVALUACIÓN

1.- Calcula el volumen de V de los cuerpos hallando la diferencia V= V1-V0. Anota el resultado en la

tabla 1

2.- En el experimento ME1.3 se averiguó que 1ml (=1cm3) pesa 1 g. Calcula también aquí por

diferencia de las 2 pesadas en volumen V, a partir de la masa del agua m= m1-m0. Anota los valores

en la tabla 2.

3.- calcula el volumen con la fórmula V= l * b*h, y anota los valores en la tabla 3

4.- ¿Existen discrepancias entre los resultados que has obtenido por los distintos métodos? Si

existen, ¿Puedes dar una explicación?___________________________________________

________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

5.- ¿Cómo se puede determinar el volumen de un líquido? _____________________________

________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

6.- ¿Porqué no se ha previsto el cálculo del volumen de la nuez doble?_______________________

________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 1.5

“DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE SÓLIDOS”

OBJETIVO:

Determinar la densidad de distintos cuerpos sólidos, mediante el cálculo de la masa y volumen de

cada uno de ellos.

MARCO TEÓRICO:

Denominamos materia a todo aquello que podemos percibir con nuestros sentidos, es decir, todo

lo que podemos ver, oler, tocar, oír o saborear es materia. Las propiedades son las cualidades y

atributos que se pueden utilizar para distinguir una muestra de sustancia de otra. En algunos casos

pueden establecerse mediante los sentidos y se denominan organolépticas: olor, color, sabor,

dureza, textura.

Las propiedades físicas de las sustancias pueden ser clasificadas como propiedades extensivas

e intensivas. Las propiedades extensivas dependen de la cantidad de muestra examinada. El

volumen y la masa de una muestra son propiedades extensivas debido a que son directamente

proporcionales a la cantidad de materia.

Las propiedades intensivas no dependen de la cantidad de material examinado. El color y el punto

de fusión de una sustancia, por ejemplo, son las mismas para una muestra pequeña o para una

muestra grande. Puesto que dos sustancias no tienen propiedades físicas y químicas idénticas a las

mismas condiciones, es posible utilizar las propiedades para identificar y distinguir entre

sustancias diferentes.

Densidad

La densidad es una propiedad general de todas las sustancias. No obstante su valor es específico

para cada sustancia, lo cual permite identificarla o diferenciarla de otras. La densidad es una

propiedad intensiva y su valor depende de la temperatura y de la presión. Se define como la masa

de una sustancia presente en la unidad de volumen:

d = m / V




La densidad se define como el cociente entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa.

Unidades de densidad en el Sistema Internacional de Unidades (SI):

kilogramo por metro cúbico (kg/m³).

gramo por centímetro cúbico (g/cm³).

kilogramo por litro (kg/L) o kilogramo por decímetro cúbico. El agua tiene una densidad

próxima a 1 kg/L (1000 g/dm³ = 1 g/cm³ = 1 g/mL).

gramo por mililitro (g/mL), que equivale a (g/cm³).

Para los gases suele usarse el gramo por decímetro cúbico (g/dm³) o gramo por litro (g/L),

con la finalidad de simplificar con la constante universal de los gases ideales:

La densidad de un cuerpo está relacionada con su flotabilidad, una sustancia flotará sobre otra si

su densidad es menor.

La densidad puede obtenerse de forma indirecta y de forma directa. Para la obtención indirecta de

la densidad, se miden la masa y el volumen por separado y posteriormente se calcula la densidad.

La masa se mide habitualmente con una balanza, mientras que el volumen puede medirse

determinando la forma del objeto y midiendo las dimensiones apropiadas o mediante el

desplazamiento de un líquido, entre otros métodos.

Entre los instrumentos más comunes para la medida de densidades tenemos:

El densímetro, que permite la medida directa de la densidad de un líquido

El picnómetro, que permite la medida precisa de la densidad de sólidos, líquidos y

gases picnómetro de gas.

La balanza hidrostática, que permite calcular densidades de sólidos.

La balanza de Mohr (variante de balanza hidrostática), que permite la medida precisa de la

densidad de líquidos.

Otra posibilidad para determinar las densidades de líquidos y gases es utilizar un instrumento

digital basado en el principio del tubo en U oscilante




http://es.wikipedia.org/wiki/Gramo






http://es.wikipedia.org/wiki/Agua



http://es.wikipedia.org/wiki/Mililitro


http://es.wikipedia.org/wiki/Mililitro



http://es.wikipedia.org/wiki/Constante_universal_de_los_gases_ideales

http://es.wikipedia.org/wiki/Balanza

http://es.wikipedia.org/wiki/Dens%C3%ADmetro

http://es.wikipedia.org/wiki/Picn%C3%B3metro

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Picn%C3%B3metro_de_gas&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Balanza_hidrost%C3%A1tica

http://es.wikipedia.org/wiki/Balanza_de_Mohr





MATERIAL CANTIDAD




Columna de madera 1

Columna de hierro 1


Nuez doble 1

Pie de rey 1

Sedal 1

Tijeras 1

Balanza 1

Pie estativo 1


Nuez doble 1

Pasador 1





MONTAJE

INSTALACIÓN DE UN STAND CON LA BASE DE APOYO Y LA VARILLA DE SOPORTE, COMO SE

VE EN LAS FIGURAS









CERO.

REALIZACIÓN

1.- DETERMINA CON LA BALANZA LA MASA (m) DE LOS CUATRO CUERPOS, Y ANOTA LOS

RESULTADOS EN LA TABLA

2.-MIDE LA LONGITUD, ANCHO Y ALTURA DE LOS TRES UERPOS REGULARES Y CALCULA SU

VOLUMEN V= l *b * h. ANOTA IGUALMENTE LOS VALORES EN LA TABLA




3.- DETERMINA EL VOLUMEN DE LA PESA DE 50g UTILIZANDO EL MÉTODO DE INMERSIÓN

(práctica 1.4):

PON EN LA PROBETA 30 ml DE AGUA (V0) Y LEE EL NIVEL DE AGUA.

ATA UN TROZO DE SEDAL A LA PESA, Y SUMÉRGELA EN LA PROBETA DE FORMA QUE

QUEDE CUBIERTA COMPLETAMENTE POR EL AGUA. LEE DE NUEVO EL NIVEL DEL AGUA

(V1).

CALCULA EL VOLUMEN DE LA PESA, Y LLEVA TODOS LOS VALORES A LA SIGUIENTE TABLA.





CUERPOS m/g l/cm b/cm h/cm V/cm3 p/g/cm3

Columna

de madera

Columna

de

aluminio

Columna

de hierro

m/g V0/cm3 V1/cm3 V/cm3 p/g/cm3

Pesa

EVALUACIÓN

1.- Con la fórmula p =m/v, calcula la densidad en g/ cm3 de los cuatro cuerpos a partir de sus

masas m y sus volúmenes v. lleva los valores a la tabla superior.

2.- ¿Qué te llama la atención en la densidad de la madera?_______________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________

3.- Compara la densidad de la pesa con las columnas de metal. Ordena las pizas según su

densidad._____________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

________________________________________________________________________

4.- ¿Conoces la densidad de otros materiales? ¿Existen densidades superiores a la del hierro?_

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 1.6

“DETERMINACION DE LA DENSIDAD DE LÍQUIDOS”

OBJETIVO:

Determinar la densidad de distintos cuerpos líquidos, mediante el cálculo de la masa y volumen

de cada uno de ellos.

MARCO TEÓRICO:

Una de las propiedades de los sólidos, así como de los líquidos e incluso de los gases es la medida

del grado de compactación de un material: su densidad.

Un líquido no puede sufrir un esfuerzo cortante y no puede conservar una forma definida (toma la

forma del recipiente que lo contiene) pero, al igual que un sólido, no es fácilmente compresible y

su volumen puede cambiar de manera significativa sólo mediante una fuerza muy grande. Como

los líquidos y los gases no conservan una forma definida, ambos tienen la capacidad de fluir; por

esto a menudo se les denomina colectivamente como fluidos.

En física y química, la densidad (símbolo ρ) de una sustancia es una magnitud escalar referida a la

cantidad de masa contenida en un determinado volumen. La densidad absoluta de un fluido es el

cociente ρ=m/V (g/cm3)

De acuerdo a la expresión matemática, la densidad depende de la cantidad de materia (masa) que

se tenga y del volumen que ocupe. Mientras mayor sea la masa del cuerpo, mayor será su

densidad y viceversa (son variables directamente proporcionales); mientras mayor sea

el volumen que ocupe el cuerpo, menor será su densidad y viceversa (son variables inversamente

proporcionales).

La ciencia establece dos tipos de densidades. La densidad absoluta o real que mide la masa por

unidad de volumen, y es la que generalmente se entiende por densidad. Por otro lado, también

existe la densidad relativa o gravedad específica que compara la densidad de una sustancia con la

del agua; está definida como el peso unitario del material dividido por el peso unitario del agua a

4ºC. Se calcula con la siguiente fórmula: Densidad relativa = densidad de la sustancia / densidad

del agua. A la hora de calcular una densidad, se da por hecho que es la densidad absoluta o real, la

densidad relativa sólo se utiliza cuando se pide expresamente.


http://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica

http://es.wikipedia.org/wiki/%CE%A1

http://es.wikipedia.org/wiki/Magnitudes_f%C3%ADsicas

http://es.wikipedia.org/wiki/Masa

http://es.wikipedia.org/wiki/Volumen_(f%C3%ADsica)




La fórmula de la densidad, masa / volumen, se puede aplicar para cualquier sustancia, no obstante

ésta debe ser homogénea. Pues en sustancias heterogéneas la densidad va a ser distinta en

diferentes partes.

La densidad de un cuerpo está relacionada con su flotabilidad, una sustancia flotará sobre otra si

su densidad es menor. En el caso de que se presente este problema lo que se debe hacer es sacar

la densidad de las distintas partes y a partir de las cifras obtenidas extraer el promedio.


MATERIAL CANTIDAD





Tubito de vidrio de 250 mm 1

Cloruro sódico 250g 1


Nuez doble 1

Sedal 1

Balanza 1

Pie estativo 1


Nuez doble 1

Pasador 1





MONTAJE

INSTALACIÓN DE UN STAND CON LA BASE DE APOYO Y LA VARILLA DE SOPORTE, COMO SE

VE EN LAS FIGURAS









CERO.

REALIZACIÓN

1.- PON EXACTAMENTE 50 ml DE AGUA EN LA PROBETA GRADUADA, UTILIZA LA PIPETA.

LEE EL VOLUMEN (V) DE LA PROBETA CON PRESICIÓN. TEN EN CUENTA EL MENISCO.

DETERMINA CON LA BALANZA LA MASA m0 DEL VASO DE PRECIPITADOS PEQUEÑO,

ANOTA EL RESULTADO, Y VIERTEEN ÉL EL CONTENIDO DE LA PROBETA. VIERTE TODA EL

AGUA.

DETERMINA LA MASA m1 DEL VASO D EPRECIPITADOS CON EL AGUA, Y ANOTA ESTE

NUEVO VALOR.

2.- PON EN LA PROBETA 10 DE NaCl (sal común) y AÑADE 40 ml DE AGUA.

AGITA FUERTEMENTE LA SOLUCION CON EL TUBITO DE VIDRIO HASTA QUE TODA LA SAL

SE HALLA DISUELTO, Y COMPLETA CON LA PIPETA HASTA EXACTAMENTE 50 ml. VIERTE LA

SOLUCION EN EL VASO DE PRECIPITADOS PEQUEÑO, DETERMINA LA MASA m2 DE LA

SOLUCION CON EL BASO DE PRECIPITADOS, Y ANOTA TAMBIEN ESTE VALOR EN LA TABLA.





Masa del vaso de

precipitados pequeño,

vacio.

m0/g

Masa del vaso de

precipitados pequeño con

50 ml de gua.

m1/g

Masa del vaso de

precipitados pequeño con

50 ml de solución.

m2/g

EVALUACIÓN

1.- Con v= 50 ml, m= m1-m0, y m= m2-m0, calcula la densidad del agua y de la solución salina, según

la fórmula p=m/v

Material m/g V/cm3 p /g/cm3

Agua

solución salina

2.- ¿Cuál de las sustancias tiene mayor densidad?_____________________________________

_____________________________________________________________________________

3.- ¿Puedes razonar este fenómeno?______________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

4.- ¿Conoces líquidos que tengan menor densidad que el agua?_____________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________





¿Qué ocurre si añades cuidadosamente aceite o alcohol al agua? ¿Puedes razonar tu

respuesta?_______________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 1.7

“DETERMINACION DE LA DENSIDAD DEL AIRE”

OBJETIVO:

Determinar la densidad del aire, sabiendo así que la densidad también es propiedad de los gases, y

conocer la forma de determinar esta propiedad para el aire.

MARCO TEÓRICO:

Densidad es un concepto asociado a la física y el de volumen está asociado a la matemática

(geometría).

La densidad de una sustancia o de un material muchas veces caracteriza al material y en el caso de

sustancias puras, a menudo sirve para identificar de qué sustancia se trata, pero debe tenerse

presente que en algunos casos muy puntuales hay sustancias que tienen la misma densidad o muy

parecidas. Luego, para obtener la densidad de una sustancia, debemos saber su masa y su

volumen. Según esto, se define la densidad como: “el cociente entre la masa de una muestra de

sustancia y el volumen de dicha muestra”. En forma matemática, esta definición se puede

expresar mediante la siguiente fórmula:

ρ = masa = m

volumen v

Los cuerpos sólidos suelen tener mayor densidad que los líquidos y éstos tienen mayor densidad

que los gases. Lo anterior está dado por el hecho de que en un gas las partículas que lo componen

están menos cohesionadas, en términos vulgares esto significa que están más separados. En los

líquidos hay mayor cohesión y en los sólidos la cohesión es mayor aún.

La densidad de una sustancia puede variar si se cambia la presión o la temperatura. En el caso de

que la presión aumente, la densidad del material también lo hace; por el contrario, en el caso de

que la temperatura aumente, la densidad baja. Sin embargo para ambas variaciones, presión y

temperatura, existen excepciones, por ejemplo para sólidos y líquidos el efecto de la temperatura

y la presión no es importante, a diferencia de los gases que se ve fuertemente afectada




Con los conocimientos prácticos que hemos acumulado anterior mente, determinaremos ahora la

densidad de un gas (aire) por medio de la fórmula básica que mencionamos antes.


MATERIAL CANTIDAD


Vaso de precipitados de 600 ml 1



Tubito de vidrio de 80 mm 1

Tubito de vidrio, en gancho 1

Soporte para tubos de vidrio 1

Nuez doble 1

Globo para pesar aire 1

Balanza 1

Pie estativo 1


Nuez doble 1

Bomba de aire 1

Varilla soporte con orificio, 100 mm 1

Balanza LG 100 1

Tapón de goma, 2 orificios 1

Tuvo de PVC, D interior 7 mm 1

Glicerina 250 ml 1




MONTAJE:

INSTALACIÓN DE UN STAND CON LA BASE DE APOYO, LA VARILLA DE SOPORTE Y LA NUEZ, COMO

SE VE EN LAS FIGURAS

INSERTA UN EXTREMO DE LA VARILLA DE 100 mm DENTRO DEL RODILLO CORTO Y LUEGO COLOCA

EL OTRO ORIFICIO DE LA VARILLA DENTRO DE LA NUEZ.




PON EL TAPÓN DE GOMA EN LA PROBETA DE FORMA QUE TAPE TOTALMENTE LA SALIA, Y LA DEJE

HERMÉTICA.

COLOCA EL TAPÓN DE LOS 2 TUBOS DE VIDRIO, DE MANERA QUE EL QUE TIENE LA FORMA DE

GANCHO NO TAPE LA ESCALA DE LA PROBETA. APLICA UNA GOTA DE FLICERINA ALAS UNIONES

DE LOS TUBOS DE VIDRIO CON EL TAPÓN Y LOS TUBOS DE GOMA.

EMPUJA EL TUBO EN FORMA DE GANCHO HACIA ABAJO EN LA PROBETA (POR DEBAJO DE LA

MARCA DE 10 ml).

EMPALMA UN TROZO DE TUBO DE PVC DE UNOS 10 cm AL TUBO EN FORMA DE GANCHO Y DE

UNOS 25 cm AL TUBO DE VIDRIO RECTO.

PON A CERO EL AJUSTE FINO DE LA BALANZA, Y AJUSTA DESPUÉS A CERO LA AGUJA CON EL

TORNILLO QUE SE ENCUENTRA EN EL PIE DE LA BALANZA.




REALIZACIÓN

LLNA DE AGUA EL VASO DE PRECIPITADOS GRANDE (600 ml) Y ASPÍRALA A TRAVÉS DEK

EXTREMO LIBRE DEL TUVO DE PVC EN EL INTERIOR DE LA PROBETA, DE FORMA QUE

ALCANCE EN ELLA LA MARCA 50 ml.

1.- DETERMINACION DE LA MASA DE AIRE

PESA EL GLOBI OARA PESAR EL AIRE EN “VACIO”, ES DECIR SIN BOMBEAR AIRE, Y ANOTA SI

MASA m0.

CIERRA LA VÁLVULA DEL GLOBO TIRANDO, Y LLÉNALO CON 4-5 GOLPES DE BOMBA.

PÉSALO DE NUEVO, Y ANÓTA SU MASA m0L CON EL AIRE AÑADIDO.

2.- DETERMINACION DEL VOLUMEN DE AIRE

EMPALPA LA VÁLVULA DEL GLOBO AL EXTREMO DEL TUBO DE PVC DEL TUBO DE VIDRIO

RECTO. LEE EL NIVEL DE AGUA V0 DE LA PROBETA Y ANÓTALO EN LA SIGUIENTE TABLA.

ABRE LA VÁLVULA DEL GLOBO PRESIONANDO CUIDADOSAMENTE. DEJA QUE PASE EL AIRE

A LA PROBETA HASTA QUE EL NIVEL DE AGUA ALCANCE APROXIMADAMENTE LA MARCA

DE 10 ml. CIERRA LA VÁLVULA Y LEE EL NIVEL DE AGUA V1. ANÓTALO.

TEN CUIDADO DE QUE NO PASE EL AIRE DE LA PROBETA AL VASO DE

PRECIPITADOS GRANDE, SI ESTO SUCEDE DEBERÁS EMPESAR DE NUEVO.




QUITA POR UNOS INSTANTES EK GLOBO DEL TUBO.

REPITE EL PROCESO DESCRITO HASTA WUE NO SALGA MAS AIRE DEL GLOBO. (UNAS 3-5

VECES SEGÚN LO LLENO QUE ESTÉ)

ANOTA EN CADA PASO EL NOVEL DE AGUA (V2….Vn) EN AL TABLA.

TRABAJA CUIDADOSAMENTE Y CON PRECISIÓN, DE LO CONTRARIO LOS ERRORES

DE MEDIDA PUEDEN FALSEAR COMPLETAMENTE EL RESULTADO.


1.- Masa del globo “vacio”

m0=_________________g

masa del globo con aire

m0L=________________g

2.- lecturas en la probeta V0=__________ml

Ml

V1

V2

V3




V4

V5

V6

EVALUACIÓN

1.- Determinación de la masa del aire

Calcula la masa de aire bombeada a al globo, por la diferencia m0L – m0 =mL:

mL=_________________g

2.- Determinación del volumen del aire

Hallar las diferencias entre las lecturas de la probeta graduada V1 a V6 para un valor inicial V0 = 50

ml.

V0 – V1 ml V0 – V4 ml

V0 – V2 ml V0 – V5 ml

V0 – V3 ml V0 – V6 ml

Suma los volúmenes parciales para obtener el volumen total VL=__________ml

3.- Cálculo de la densidad del aire

Calcula la densidad del aire (1ml = 1cm3) a partir de la masa del aire bombeado mL y su volumen VL

P= mL/ VL =_________________g/cm3

4.- ¿Puedes responder ahora a la pregunta planteada en el ejercicio, si tiene densidad el aire?_

________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

5.- ¿Se puede averiguar por el mismo método la densidad de otros gases?_________________

________________________________________________________________________________




________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

6.- ¿Cuánto pesa un litro de aire?__________________________________________________

_____________________________________________________________________________


1.- En el experimento se introduce un tubito de vidrio en la probeta graduada, ¿Tiene su volumen

alguna influencia sobre el resultado? Si lo tiene ¿En qué sentido?_____________

________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 2.1

“MEDIDA DE FUERZAS”

OBJETIVO:

Aprender a utilizar el dinamómetro según necesidades del problema, para así conocer la fuerza

por peso de distintos objetos.

MARCO TEÓRICO:

En física, la fuerza es una magnitud física que mide la intensidad del intercambio de momento

lineal entre dos partículas o sistemas de partículas (en lenguaje de la física de partículas se habla

de interacción). Según una definición clásica, fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad

de movimiento o la forma de los cuerpos materiales. No debe confundirse con los conceptos

de esfuerzo o de energía.

En física hay dos tipos de ecuaciones de fuerza: las ecuaciones "causales" donde se especifica el

origen de la atracción o repulsión: por ejemplo la ley de la gravitación universal de Newton o la ley

de Coulomb y las ecuaciones de los efectos (la cual es fundamentalmente la segunda ley de

Newton).

La fuerza es una magnitud física de carácter vectorial capaz de deformar los cuerpos (efecto

estático), modificar su velocidad o vencer su inercia y ponerlos en movimiento si estaban

inmóviles (efecto dinámico).

En este sentido la fuerza puede definirse como toda acción o influencia capaz de modificar el

estado de movimiento o de reposo de un cuerpo (imprimiéndole una aceleración que modifica

el módulo o la dirección de su velocidad) o bien de deformarlo.

Comúnmente nos referimos a la fuerza aplicada sobre un objeto sin tener en cuenta al otro objeto

u objetos con los que está interactuando y que experimentarán, a su vez, otras fuerzas.

La fuerza se puede definir a partir de la derivada temporal del momento lineal:

Si la masa permanece constante, se puede escribir:



http://es.wikipedia.org/wiki/Cantidad_de_movimiento


http://es.wikipedia.org/wiki/Esfuerzo

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa


http://es.wikipedia.org/wiki/Vector_(f%C3%ADsica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Aceleraci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%B3dulo_(vector)


http://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Deformaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Momento_lineal




que es la expresión tradicional de la segunda ley de Newton.

En el caso de la estática, donde no existen aceleraciones, las fuerzas actuantes pueden deducirse

de consideraciones de equilibrio.

En el Sistema Internacional de Unidades (SI) y en el Cegesimal (cgs), el hecho de definir la fuerza a

partir de la masa y la aceleración (magnitud en la que intervienen longitud y tiempo), conlleva a

que la fuerza sea una magnitud derivada. Por el contrario, en el Sistema Técnico la fuerza es una

Unidad Fundamental y a partir de ella se define la unidad de masa en este sistema, la unidad

técnica de masa, abreviada u.t.m. (no tiene símbolo). Este hecho atiende a las evidencias que

posee la física actual, expresado en el concepto de Fuerzas Fundamentales, y se ve reflejado en el

Sistema Internacional de Unidades.

Sistema Internacional de Unidades (SI)

newton (N)

Sistema Técnico de Unidades

kilogramo-fuerza (kgf) o kilopondio (kp)

Sistema Cegesimal de Unidades

dina (dyn)

Sistema Anglosajón de Unidades

Poundal

KIP

Libra fuerza (lbf)

Equivalencias

1 newton = 100 000 dinas

1 kilogramo-fuerza = 9,806 65 newtons

1 libra fuerza ≡ 4,448 222 newtons

Se denomina dinamómetro o newtómetro a un instrumento utilizado para medir fuerzas. Fue

inventado por Isaac Newton y no debe confundirse con la balanza (instrumento utilizado para

medir masas), aunque sí puede compararse a la báscula.

Estos instrumentos consisten generalmente en un muelle contenido en un cilindro

cilindro de plástico, cartón o metal generalmente, con dos ganchos, uno en cada extremo. Los

dinamómetros llevan marcada una escala, en unidades de fuerza, en el cilindro hueco que rodea el

muelle.

http://es.wikipedia.org/wiki/Segunda_ley_de_Newton

http://es.wikipedia.org/wiki/Equilibrio_mec%C3%A1nico


http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Cegesimal_de_Unidades

http://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_t%C3%A9cnica_de_masa

http://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_t%C3%A9cnica_de_masa

http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerzas_Fundamentales


http://es.wikipedia.org/wiki/Newton_(unidad)

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_T%C3%A9cnico_de_Unidades

http://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramo-fuerza

http://es.wikipedia.org/wiki/Kilopondio

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Cegesimal_de_Unidades

http://es.wikipedia.org/wiki/Dina_(unidad_de_medida)

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Anglosaj%C3%B3n_de_Unidades

http://es.wikipedia.org/wiki/Libra_fuerza


http://es.wikipedia.org/wiki/Isaac_Newton

http://es.wikipedia.org/wiki/Balanza


http://es.wikipedia.org/wiki/B%C3%A1scula

http://es.wikipedia.org/wiki/Muelle_el%C3%A1stico

http://es.wikipedia.org/wiki/Cilindro

http://es.wikipedia.org/wiki/Pl%C3%A1stico

http://es.wikipedia.org/wiki/Cart%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Metal

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Gancho&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Escala_(cartograf%C3%ADa)

http://es.wikipedia.org/wiki/Unidades_de_fuerza




Al colgar pesos o ejercer una fuerza sobre el gancho inferior, el cursor del cilindro inferior se

mueve sobre la escala exterior, indicando el valor de la fuerza. Una forma común de dinamómetro

es una balanza de resorte calibrada en newtons, la unidad de fuerza del Sistema Internacional de

unidades (SI) y mide tanto fuerzas de tracción como de compresión, empleándose el dinamómetro

correspondiente según el caso.

Los dinamómetros de tracción pueden utilizarse para medir la resistencia de los trenes sobre las

vías, y los de compresión, para determinar la presión mutua ejercida entre dos cuerpos.


Material Cantidad


Muelle helicoidal 3N/m 1

Dinamómetro, 1N 1

Dinamómetro, 2N 1

Pasador 1

Platillo de balanza 1



http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_unidades

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_unidades




MONTAJE

ENSAMBLA EL PLATILLO DE LA BALANZA COMO SE MUESTRA EN LA FIGURA

REALIZACION

1.-COLOCA EN EL DINAMÓMETRO 2N EN DIVERSAS POSICIONES, SEGÚN SE MUESTRA A

CONTINUACIÓN

2.- PON EL DINAMÓMETRO 2N VERTICAL EN POSICIÓN INVERTIDA, Y AJUSTA EL INDICADOR

AFLOJANDO EL TORNILO DE LA CABEZA, Y HACIENDO GIRRAR EL GANCHO HASTA QUE EL

INDICADOR MARQUE CERO EXACTAMENTE. VUELVE A APERTAR EL TORNILLO.

PON AHORA EL SINAMÓMETRO VERTICAL EN POSICIÓN NORMAL, DESPUÉS

HORIZONTAL, LEYENDO EN LOS 2 CASOS LO QUE MARCA. ANOTA LOS VALORES EN

LA TABLA 1.




3.- AJUSTA A CERO EN POSISCIÓN VERTICAL NORMAL EL DINAMÓMETRO 2N. CUELGA EL PLATILLO

DE LA BALANZA Y COLOCA SOBRE EL PLATILLO SUCESIVAMENTE EL MUELLE HELICOIDAL, EL

PASADOR, Y LA VARILLA SOPORTE.

ANOTA TODOS LOS VALORES, INCLUIDO EL DEL PLATILLO SOLO, EN LA TABLA 2

REPITE LAS MISMAS MEDICIONES, DE IGUAL FORMA, CON EL DINAMÓMETRO 1N




OBSERVACIONES Y RESULTADOS DE LAS MEDIDAS

Tabla 1 Tabla 2

Posición del

dinamómetro

Marca F/N

Posición invertida

Horizontal

vertical

EVALUACIÓN

1.- ¿Varía lo que marca el dinamómetro en cada una de las tres posiciones?___________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

2.- Explica las discrepancias que aparecen entre las tres posiciones del dinamómetro: __________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

3.- ¿Qué significa una división en el dinamómetro de 1N y en el de 2N?______________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

4.-Apartir de los valores medidos de la tabla, calcula la fuerza por peso de los 3 objetos sin platillo,

y anota los resultados en la tabla 2.

Dinamómetro

Fuerza por peso F/N

Con platillo

2N 1N

Sin platillo

2N 1N

Platillo

Muelle

Pasador

varilla




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 2.2

“FUERZA Y FUERZA ANTAGONISTA”

OBJETIVO:

Aprender y experimentar que sólo se puede ejercer una fuerza sobre un cuerpo si sobre éste

cuerpo actúa simultáneamente una fuerza antagonista.

MARCO TEÓRICO:

Se entiende como fuerza a cualquier acción o influencia que es capaz de modificar el estado de

movimiento de un cuerpo, es decir, de imprimirle una aceleración a ese cuerpo.

Según una definición clásica, fuerza es todo agente capaz de modificar la cantidad de

movimiento o la forma de los cuerpos materiales. No debe confundirse con los conceptos

de esfuerzo o de energía.

Las fuerzas de contacto son ciertos tipos de fuerzas que se presentan en los objetos que

interactúan y que están físicamente en contacto (Por ejemplo: la fuerza con que se empuja un

objeto, la fuerza de fricción, etc.)

La fuerza de fricción o rozamiento es la fuerza que actúa sobre un cuerpo de manera que impide o

retarda el deslizamiento de éste respecto a otro en la superficie que ambos tengan en contacto.

Una fuerza normal se da si dos cuerpos están en contacto, de acuerdo al principio de acción y

reacción (Newton), se ejercen fuerzas iguales en magnitud, pero en sentido contrario, sobre

ambos cuerpos. Esta fuerza debido al contacto se llama fuerza normal y es siempre perpendicular

a la superficie que se encuentra en contacto.

La fuerza es una magnitud física de carácter vectorial capaz de deformar los cuerpos (efecto

estático), modificar su velocidad o vencer su inercia y ponerlos en movimiento si estaban

inmóviles (efecto dinámico). En este sentido la fuerza puede definirse como toda acción o

influencia capaz de modificar el estado de movimiento o de reposo de un cuerpo (imprimiéndole

una aceleración que modifica el módulo o la dirección de su velocidad) o bien de deformarlo.








http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%B3dulo_(vector)







Comúnmente nos referimos a la fuerza aplicada sobre un objeto sin tener en cuenta al otro objeto

u objetos con los que está interactuando y que experimentarán, a su vez, otras fuerzas.

Actualmente, cabe definir la fuerza como un ente físico-matemático, de carácter vectorial,

asociado con la interacción del cuerpo con otros cuerpos que constituyen su entorno.

Ahora bien una fuerza que se opone a otra se le conoce como Fuerza Antagónica. Todos los

cuerpos poseen fuerza, bajo este fundamento puede un cuerpo poseer una fuerza antagónica

hacia otro cuerpo.


Material Cantidad


Varilla soporte, 600 mm 1

Dinamómetro, 1N 1

Dinamómetro, 2N 1

Pie estativo 1

Soporte para dinamómetros 2




MONTAJE

CONECTA LAS 2 MITADES DEL PIE ESTATIVO CON LA VARILLA DE SOPORTE LARGA Y ENCLAVA LA

PARTE DERECHA.

COLOCA EN CADA UNA DE LAS MITADES UNA VARILLA CORTA, Y SOBRE ELLAS LOS SOPORTES

PARA DINAMÓMETROS. COLOCA LOS 2 DINAMÓMETROS Y AJÚSTALOS A CERO (VER NOTA).

ENGÁNCHALOS EL UNO AL OTRO.

NOTA: ANTES DE AJUSTAR LOS DINAMÓMETROS TIRA VARIAS VECES DEL GANCHO EN POSICÓN

HOROIZONTAL, Y SUELTA DE GOLPE. COMPRUEBAN SI VUELVEN AL PUNTO CERO. SI NO ES ASÍ

DEBES REAJUSTARLOS.




REALIZACIÓN

1.- TIRA SUCESIVAMENTE DE LOS DINAMÓMETROS, ESTI´NADOLOS UNOS 2/3 DE SU LONGITUD, Y

ONBSERVA LOS EFECTOS SOBRE TUS MANOS.

2.- SUJETA LA MITAD DERECHA DEL PIE ESTATIVO, Y TIRA CON LA OTRA MITAD SEPARANDO LOS

DINAMÓMETROS. LEE, APROXIMADAMENTE CADA DOS CENTÍMETROS, LO QUE MARCA CADA

UNO DE ELLOS, Y LLEVA LOS VALORES A LA TABLA. TOMA 5 PARES DE VALORES.

OBSERVACIONES Y RESULTADOS DE LAS MEDIDAS

Anota lo que observes: __________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________




Dinamómetro 1N 2N

Medición F1/N F2/N

1

2

3

4

5

EVALUACIÓN

1.- ¿Qué observas cuando enganchas un dinamómetro a un objeto fijo (una mesa o una ventana) y

tiras?____________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

¿Puedes estirar el dinamómetro cuando uno de sus extremos está libre?________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

2.-Compara las fuerzas F1 y F2 ¿Qué deduces?________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

4. ¿Necesitan los dinamómetros una fuerza de retención?_________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 2.3

“FUERZA POR PESO”

OBJETIVO:

Determinar cuál es la fuerza por peso que experimenta una masa en el campo gravedad de la

tierra. Conocer que las fuerzas se miden en N= kgm/s2 y aprender que la fuerza por peso es

proporcional a la masa.

MARCO TEÓRICO:

En física, la fuerza es una magnitud física que mide la intensidad del intercambio de momento

lineal entre dos partículas o sistemas de partículas. Según una definición clásica, fuerza es todo

agente capaz de modificar la cantidad de movimiento o la forma de los cuerpos materiales.

Las tres leyes de Newton nos permiten estudiar el movimiento de los cuerpos a partir de las

fuerzas que actúan sobre ellos.

La Tercera Ley de Newton dice que toda fuerza de acción sobre un cuerpo tiene una fuerza de

reacción con la misma magnitud, en la misma dirección y en sentido opuesto. Por lo tanto como

el peso es una fuerza, si el objeto está sobre una superficie, existirá una fuerza de reacción. A esta

fuerza perpendicular a la superficie y opuesta al peso se le llama fuerza normal. La fuerza normal

de una superficie horizontal plana sobre un objeto que empujado con una fuerza horizontal

siempre será de igual magnitud al peso pero con dirección opuesta.

El peso es una fuerza dirigida siempre hacia el centro de la Tierra, siendo ese sentido por

convención el signo negativo. Por ello, como la normal tiene sentido hacia arriba tendrá signo

positivo. Si la fórmula del peso es

La fórmula de la fuerza normal será igual pero con signo cambiado




http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/02/leyes.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Leyes_de_Newton#Tercera_Ley_de_Newton_o_Ley_de_acci.C3.B3n_y_reacci.C3.B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud

http://es.wikipedia.org/wiki/Direcci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Sentido


http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza_normal




Donde m es la masa del objeto sobre la superficie y es la gravedad, vector que tiene como valor,

aproximadamente constante en toda la superficie de la Tierra, .

En física, el peso de un cuerpo se define como un vector que tiene magnitud y dirección, que

apunta aproximadamente hacia el centro de la Tierra. El vector Peso es la fuerza con la cual un

cuerpo actúa sobre un punto de apoyo, a causa de la atracción de este cuerpo por la fuerza de

la gravedad.

En el Sistema Internacional de Magnitudes se establece que el peso, cuando el sistema de

referencia es la Tierra, comprende no solo la fuerza gravitatoria local, sino también la fuerza

centrífuga local debida a la rotación; por el contrario, el empuje atmosférico no se incluye.1

En las proximidades de la Tierra, todos los objetos materiales son atraídos por el campo

gravitatorio terrestre, estando sometidos a una fuerza (peso en el caso de que estén sobre un

punto de apoyo) que les imprime un movimiento acelerado, a menos que otras fuerzas actúen

sobre el cuerpo.

Unidades de peso:

Como el peso es una fuerza, se mide en unidades de fuerza. Sin embargo, las unidades de peso y

masa tienen una larga historia compartida, en parte porque su diferencia no fue bien entendida

cuando dichas unidades comenzaron a utilizarse.

Sistema Internacional de Unidades

Este sistema es el prioritario o único legal en la mayor parte de las naciones (excluidas Birmania,

Liberia y Estados Unidos) por lo que en las publicaciones científicas, en los proyectos técnicos, en

las especificaciones de máquinas, etc., las magnitudes físicas se expresan en unidades del sistema

internacional de unidades (SI). Así, el peso se expresa en unidades de fuerza del SI, esto es,

en Newtons (N):

1 N = 1 kg . 1 m/s²

Sistema Técnico de Unidades

En el Sistema Técnico de Unidades, el peso se mide en kilogramo-fuerza (kgf) o kilopondio (kp),

definido como la fuerza ejercida sobre un kilogramo de masa por la aceleración en caída libre (g =

9,80665 m/s² )2 . Entonces:


http://es.wikipedia.org/wiki/Gravedad#Aceleraci.C3.B3n_de_gravedad


http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica_cl%C3%A1sica



http://es.wikipedia.org/wiki/Gravedad

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional_de_Magnitudes

http://es.wikipedia.org/wiki/Peso#cite_note-0



http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_internacional_de_unidades

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_internacional_de_unidades



http://es.wikipedia.org/wiki/N


http://es.wikipedia.org/wiki/Metro


http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_T%C3%A9cnico_de_Unidades

http://es.wikipedia.org/wiki/Kilogramo-fuerza

http://es.wikipedia.org/wiki/Kgf

http://es.wikipedia.org/wiki/Kilopondio

http://es.wikipedia.org/wiki/Kp



http://es.wikipedia.org/wiki/Metro


http://es.wikipedia.org/wiki/Peso#cite_note-1




1kp = 9,80665 N = 9,80665 kg*m/s²

Otros Sistemas

También se suele indicar el peso en unidades de fuerza de otros sistemas, como la dina, la libra-

fuerza, la onza-fuerza, etcétera. La dina es la unidad CGS de fuerza y no forma parte del SI. Algunas

unidades inglesas, como la libra, pueden ser de fuerza o de masa. Las unidades relacionadas, como

el slug, forman parte de sub-sistemas de unidades.


Material Cantidad



Dinamómetro, 1N 1

Platillo para pesas de ranura, 10g 1

Pie estativo 1


Nuez doble 1

Pesas de ranura, 10g 4

Pesa de ranura, 50g 1

http://es.wikipedia.org/wiki/Kp



http://es.wikipedia.org/wiki/CGS

http://es.wikipedia.org/wiki/Libra_(unidad_de_fuerza)

http://es.wikipedia.org/wiki/Slug




MONTAJE

MONTA UNA BASE CON EL PIE ESTATIVO, LA VARILLA DE 60 cm Y LA NUEZ DOBLE, COMO PUEDES

VER EN LA SIGUIENTES FIGURAS

PON EN LA NUEZ DOBLE LA VARILLA CORTA Y COLOCA EN SU ORIFICIO EL SOPORTE PARA

DINAMÓMETROS.

AJUSTA EL DINAMÓMETRO A CERO EN POSICIÓN VERTICAL Y COLOCALO EN EL SOPORTE.




REALIZACIÓN

1.-CUELGA DEL DINAMÓEMTRO EL PLATILLO PARA PESAS DE RANURA (m=10g), Y LEE SU FUERZA

POR PESO Fg

2.- USA LAS 4 OESAS DE 10g Y LA DE 50G Y VE AUMENTANDO LAS MASAS DE 10g EN 10g, HASTA

UNA MASA TOTAL DE 100g, LEYENDO CADA VEZ LO QUE MARCA EL DINAMÓMETRO.

3.- LLEVA TODOS LOS VALORES A LA TABLA

RESULTADO DE LAS MEDIDAS

m/g F/N

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100




EVALUACIÓN

1.-Traza un diagrama con los valores de la tabla, siendo la masa m el eje horizontal (abscisas) y la

fuerza por peso Fg el eje vertical (ordenadas)

2.- ¿Qué tipo de curva resulta?__________________________________________________

________________________________________________________________________________

3.- Expresa la relación entre ambas magnitudes, en forma de “cuanto….tanto…”._______________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

4.- ¿Qué masa tiene una fuerza por peso de 1N?______________________________________

____________________________________________________________________________

5.- Determina la cota de la pendiente (factor de proporcionalidad)g, a partir del diagrama que

trazaste, según la fórmula Fg=g*m; g=____________________(no olvides dar la unidad correcta)


Según la ley de Newton se tiene que:

Fuerza= masa * aceleración. En el diagrama que realizaste, el factor de proporcionalidad g

representa una aceleración, que es la aceleración de la gravedad.

Para la unidad de fuerza se tiene que: 1N= 1kgm/s2

Indica , entonces el valor de la aceleración de la gravedad g, que experimenta una masa m

en el campo de gravitación de la tierra: g=_____________________m/s2

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

1.0

0.9

0.8

0.7

0.6

0.5

0.4

0.3

0.2

0.1

Fg/N

m/g




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 2.4

“LEY DE HOOKE”

OBJETIVO:

Mediante mediciones, en dos muelles helicoidales de distintas constantes elásticas, comprobar la

ley de Hooke.

MARCO TEÓRICO:

Cuando un objeto de somete a fuerzas externas, sufre cambios de tamaño o de forma, o de

ambos. Esos cambios dependen del arreglo de los átomos y su enlace en el material.

Cuando un peso jala y estira a otro y cuando se le quita este peso y regresa a su tamaño normal

decimos que es un cuerpo elástico.

Elasticidad: Propiedad de cambiar de forma cuando actúa una fuerza de deformación sobre un

objeto, y el objeto regresa a su forma original cuando cesa la deformación.

Los materiales no deformables se les llaman inelásticos (arcilla, plastilina y masa de repostería). El

plomo también es inelástico, porque se deforma con facilidad de manera permanente.

En física, la ley de elasticidad de Hooke o ley de Hooke, originalmente formulada para casos del

estiramiento longitudinal, establece que el alargamiento unitario que experimenta un material

elástico es directamente proporcional a la fuerza aplicada F:

siendo δ el alargamiento, L la longitud original, E: módulo de Young, A la sección transversal de la

pieza estirada. La ley se aplica a materiales elásticos hasta un límite denominado límite elástico.

Esta ley recibe su nombre de Robert Hooke, físico británico contemporáneo de Isaac Newton. Ante

el temor de que alguien se apoderara de su descubrimiento, Hooke lo publicó en forma de un

famoso anagrama, ceiiinosssttuv, revelando su contenido un par de años más tarde. El anagrama

significa Ut tensio sic vis ("como la extensión, así la fuerza").


http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%B3dulo_de_Young

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADmite_de_elasticidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Robert_Hooke

http://es.wikipedia.org/wiki/Isaac_Newton

http://es.wikipedia.org/wiki/Anagrama




La forma más común de representar matemáticamente la Ley de Hooke es mediante la ecuación

del muelle o resorte, donde se relaciona la fuerza F ejercida sobre el resorte con la elongación o

alargamiento δ producido:

Donde k se llama constante elástica del resorte y es su elongación o variación que experimenta

su longitud.

Si el sólido se deforma mas allá de un cierto punto, el cuerpo no volverá a su tamaño o forma

original, entonces se dice que ha adquirido una deformación permanente.

La fuerza más pequeña que produce deformación se llama límite de elasticidad.

El límite de elasticidad es la máxima longitud que puede alargarse un cuerpo elástico sin que

pierda sus características originales. Más allá del límite elástico las fuerzas no se pueden

especificar mediante una función de energía potencial, porque las fuerzas dependen de muchos

factores entre ellos el tipo de material.

Para fuerzas deformadoras que sobrepasan el límite de elasticidad no es aplicable la Ley de Hooke.

DESARROLLO EXPERIMENTAL

Material Cantidad

Muelle helicoidal, 3N/m 1




Pie estativo 1

pasador 1

Nuez doble 1

Pesas de ranura, 10g 4



Cinta métrica 2m 1

http://es.wikipedia.org/wiki/Muelle

http://es.wikipedia.org/wiki/Resorte

http://es.wikipedia.org/wiki/Elongaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Rigidez




MONTAJE

MONTA UN ESTATIVO CON EL PIE, LA VARILLA SOPORTE Y LA NUEZ DOBLE SEGÚN LAS FIGURAS.

COLOCA EL PASADOR EN LA NUEZ, Y CUELGA DE ÉL EL MUELLE DE 3N/m.




COLOCA EL SOPORTE PARA TUBIS DE VIDRIO EN LA PARTE INFERIOR DE LA VARILLA, PON LA CINTA

MÉTRICA SOBRE EL PIE, SACA LA CINTA Y SUJÉTALA AL SOPORTE PARA TUBOS.

REALIZACIÓN

1.- COLOCA A CINTA MÉTRICA DE TAL FORMA QUE SU CERO COINCIDA CON EL FIN DEL MUELLE DE

3N

CUELGA EL PLATILLO PARA PESAS DE RANURA (m=10g) DEL MUELLE, Y ANOTA EL ALARGAMIENTO ∆l.

AUMENTA LA MASA EN PASOS DE 10 GRAMOS HASTA UN TOTAL DE 50. Y LEE LAS VARIACIONES DE LONGITUD ∆l CORRESPOSNIENTES.

LLEVA TODOS LOS RESULTADOS A LA TABLA DE ABAJO.

2.-PON AHORA EL MUELLE DE 20N/m EN EL PASADOR Y COLOCA EL CERO DE LA CINTAMÉTRICA EN SU EXTREMO




CUELGA EL PLATILL EN EL MUELLE, CON UNA MASA DE 10g (SUMA 20g), Y ANOTA EL

ALARGAMIENTO ∆l. AUMENTA LA MASA EN PASOS DE 20g HASTA UN TOTAL DE 200g, Y DETERMINA LOS

CORRESPONDIENTES ALARGAMIENTOS.

. LLEVATAMBIEN ESTOS VALORES A LA TABLA.


1.-Muelle de 3N/m

Masa m/g Fuerza por peso Fg/N Alargamiento ∆l/cm




2.- Muelle de 20N/m

Diagrama:

Masa m/g Fuerza por peso Fg/N Alargamiento ∆l/cm

0 1.0 2.0

16

14

12

10

8

6

4

2

Fg/N

∆l/cm




EVALUACIÓN

1.- Calcula, a partir de las masa, las fuerzas por peso Fg= m* 0.01 N/g. Lleva a un diagrama ∆l en

función de las fuerzas por peso Fg, une los puntos para poder obtener la gráfica.

2.- Procede de la misma forma con los valores de la tabla 2 y llévalos igualmente al diagrama.

3.- ¿Qué se puede deducir del diagrama? ¿En qué se diferencian los 2 muelles?____________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

4.- ¿Qué cuerpos son deformados por las masas?________________________________________

____________________________________________________________________________

5.- ¿Forman una recta los valores medidos en los dos muelles? _____________________________

____________________________________________________________________________

6.- ¿Es el alargamiento ∆l de los dos muelles proporcional a la fuerza por peso Fg, y, en

consecuencias a la masa m?_________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

7.- Determina el factor de proporcionalidad a partir de las dos curvas (no olvides dar la unidad

correcta):

K1=∆l1/ Fg1, k1=______________

K2=∆l2/ Fg2, k2=______________


Los dos muelles se diferencian en su factor de proporcionalidad K. la inversa de este valor, 1/k, se

denomina constante de elástica D, o fuerza directriz: D= 1/k = F/∆l. La constante elástica es una

constante de cada muelle.

1.- Calcula las constantes elásticas. ¿En cuál de los dos muelles es mayor?____________________

______________________________________________________________________________

2.- ¿Qué efectos tiene una mayor constante elástica?_____________________________________

________________________________________________________________________________

3.- ¿Concuerdan las mediciones de las constantes elásticas con las características dadas en la lista

de material?___________________________________________________________________

4.- ¿Son discrepancias mayores de +/- 10%?____________________________________________

___________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 2.5

“FLEXIÓN DE UNA LÁMINA ELÁSTICA”

OBJETIVO:

Determinar la constante elástica D y las fuerzas necesarias para obtener una misma desviación de

una lámina cuando la tracción se ejerce de distintos ángulos.

MARCO TEÓRICO:

En ingeniería se denomina flexión al tipo de deformación que presenta un elemento estructural

alargado en una dirección perpendicular a su eje longitudinal. El término "alargado" se aplica

cuando una dimensión es dominante frente a las otras. Un caso típico son las vigas, las que están

diseñadas para trabajar, principalmente, por flexión. Igualmente, el concepto de flexión se

extiende a elementos estructurales superficiales como placas o láminas.

El rasgo más destacado es que un objeto sometido a flexión presenta una superficie de puntos

llamada fibra neutra tal que la distancia a lo largo de cualquier curva contenida en ella no varía con

respecto al valor antes de la deformación. El esfuerzo que provoca la flexión se

denomina momento flector.

En ingeniería estructural, las placas y las láminas son elementos estructurales que

geométricamente se pueden aproximar por una superficie bidimensional y que trabajan

predominantemente a flexión.

Estructuralmente la diferencia entre placas y láminas está en la curvatura. Las placas son

elementos cuya superficie media es plana, mientras que las láminas son superficies curvadas en el

espacio tridimensional (como las cúpulas, las conchas o las paredes de depósitos).

Constructivamente son sólidos deformables en los que existe una superficie media (que es la que

se considera aproxima a la placa o lámina), a la que se añade un cierto espesor constante por

encima y por debajo del plano medio. El hecho de que este espesor es pequeño comparado con

las dimensiones de la lámina y a su vez pequeña comparada con los radios de curvatura de la

superficie, es lo que permite reducir el cálculo de placas y láminas reales a elementos idealizados

bidimensionales.

http://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Eje_longitudinal

http://es.wikipedia.org/wiki/Viga

http://es.wikipedia.org/wiki/Placa

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%A1mina

http://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_neutra


http://es.wikipedia.org/wiki/Momento_flector

http://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa_estructural

http://es.wikipedia.org/wiki/Curvatura

http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%BApula

http://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nica_de_s%C3%B3lidos_deformables




Cálculo de láminas:

Una lámina es un elemento estructural bidimensional curvado. Si las placas se tratan

análogamente a las vigas rectas, las láminas son el análogo bidimensional de los arcos.

Usando coordenadas curvilíneas ortogonales sobre la superficie se pueden escribir las

ecuaciones de equilibrio para los esfuerzos internos para una lámina de Reisner-Mindlin como

Una placa es un elemento estructural que puede presentar flexión en dos direcciones perpendiculares. Existen dos hipótesis cinemáticas comunes para representar la flexión de placas y láminas:

La hipótesis de Love-Kirchhoff La hipótesis de Reissner-Mindlin.

Siendo la primera el análogo para placas de la hipótesis de Navier-Bernouilli y el segundo el análogo de la hipótesis de Timoshenko.

La teoría de Reissner-Mindlin es el análogo para placas de la teoría de Timoshenko para vigas. Así

en esta teoría, a diferencia de la teoría más aproximada de Love-Kirchhoff, el vector normal al

plano medio de la placa una vez deformada la placa no tiene por qué coincidir con el vector

normal a la superficie media deformada.

http://es.wikipedia.org/wiki/Viga

http://es.wikipedia.org/wiki/Arco_(construcci%C3%B3n)

http://es.wikipedia.org/wiki/Esfuerzos_internos

http://es.wikipedia.org/wiki/Placas_y_l%C3%A1minas




DESARROLLO EXPERIMENTAL

Material Cantidad



Muelle de lámina 1


Pie estativo 1

sedal 1

Nuez doble 2

Dinamómetro, 1N 1



Cinta métrica 2m 1

Tijeras 1




MONTAJE

CONECTE LAS DOS MITADES DEL SOPORTE CON UNA DE LAS VARILLAS LARGAS (600mm), LUEGO

INSTALA LAS OTRAS DOS VARILLAS DE 600mm Y 250mm A LA BASE, ASEGURA BIEN CADA

SOPORTE.

COLOCA UNA NUEZ AL SOPORTE DE 600mm Y OTRA AL SOPORTE DE 250mm

COLOCA EL SOPORTE PARA DINAMÓMETROS EN LA NUEZ DE LA VARILLA DE 600mm




COLOCA LA CINTA MÉTRICA UTILIZANDO EL SOPORTE PARA TUBOS DE VIDRIO Y ASEGÚRALO RN

LA BASE DEL SOPORTE DE 600mm

COLOCA LA LÁMINA ELÁSTICA LATERALMENTE EN LA NUEZ DOBLE DE LA VARILLA DE SOPORTE CORTA

AL OTRO EXTREMO DE LA LÁMINA UN SEDAL DE UNOS 12 cm DE LONGITUD, CON UN LAZO PARA

ENGANCHAR EL DINAMÓMETRO.




REALIZACIÓN

1.- COLOCA LA CINTA MÉTRICA DE TAL FORMA QUE UNA MARCA DETERMINADA (p. EJ. 20cm)

COINCIDA CON LA ALTURA DE LA LÁMINA SIN CARGA. A CONTINUACIÓN TIRA CON EL

DINAMÓMETRO HACIA ARRIBA, EXACTAMENTE EN EL SENTIDO DE LA VARILLA SOPORTE, CON

FUERZAS DE 0.1, 0.2, 0.3… 1N. LEE, PARA CADA FUERZA F LA FLEXIÓN ∆l.

2.- TIRA DE LA MISMA FORMA CON EL DINAMÓMETRO HACIA ARRIBA, CON UNA FUERZA

CONSTANTE DE P. Ej. 0.6 N. ANOTA ∆l.

VARÍA MANTENIENDO LA MISMA FLEXIÓN, EL ÁNGULO ENTRE LA LAMINA Y EL

DINAMÓMETRO: TIRA PRIMERO PARALELAMENTE A LA SUPERFICE DE LA MESA, ES DECIR

HORIZONTALMENTE, Y DESPUES CON UN ÁNGULO APROXIMADO DE 45°.

LEE LAS FUERZAS F Y LLEVA LOS VALORES A LA TABLA





1. 2. Desviación constante ∆l:________cm

Diagrama:

F/N ∆l/cm

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

Tracción F/N

Vertical hacia arriba

Horizontal

45°

18

16

14

12

10

8

6

4

2

0 1.0 2.0

Fg/N

∆l/cm




EVALUACIÓN

1.- Haz un diagrama con los valores de la tabla 1: desviación ∆l en función de la fuerza F uniendo

con una línea los valores marcados.

2.- Halla la constante elástica D = F /∆l con los cinco primeros valores de D= ___________

3.- ¿porqué se utilizan sólo los cinco primeros valores?____________________________________

________________________________________________________________________________

4.- ¿Con qué ángulo se necesita menor fuerza para desviar la lámina elástica?_________________

________________________________________________________________________________

5.- ¿Puedes razonarlo?_____________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

EJERCICIO COOMPLEMENTARIO

1.- ¿Por qué la línea del diagrama de desvía de la recta al aumentar la fuerza?_________________

_______________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 2.7

“FUERZAS QUE ACTÚAN EN EL MISMO SENTIDO Y EN SENTIDO OPUESTO”

OBJETIVO:

Comprender la acción sobre una masa de dos fuerzas del mismo sentido, y también la acción sobre

la masa, de dos fuerzas de sentido contrario; y deducir la relación que existe entre las tres fuerzas.

MARCO TEÓRICO:

Dinámica es la parte de la Física que estudia el movimiento de los cuerpos y las fuerzas que

producen dicho movimiento.

El dinamómetro es un instrumento que sirve para medir pesos y fuerzas. Consiste en un resorte de

acero templado enrollado en espira, contenido en un tubo y con un gancho en su extremo inferior,

donde se coloca el cuerpo a pesar. Los dinamómetros son instrumentos en los cuales se aprovecha

la deformación de un cuerpo elástico (resorte), para medir la fuerza o peso que le está aplicada.

Las unidades de fuerza y peso son las mismas que las de peso, es decir: el kilogramo-fuerza (), el

newton (N) y la dina.

De acuerdo con el modo en que interactúan los cuerpos, las fuerzas pueden actuar por contacto o

a distancia.

La fuerza a distancia: es la que se produce sin contacto entre los cuerpos que accionan uno

sobre otro. Ejemplo: a) La fuerza magnética que ejerce un imán, a distancia sobre un clavo

colocado cerca.

La fuerza por contacto: es la fuerza que un cuerpo aplica a otro en contacto con él.

Ejemplos: a) la fuerza muscular desarrollada por un hombre o un animal para poner un

cuerpo en movimiento, impedirlo o modificarlo.

Características de una fuerza: una fuerza se caracteriza por tener cuatro elementos:

Punto de aplicación

Dirección

Sentido

Intensidad

Sistema de fuerzas: es el conjunto de varias fuerzas que actúan sobre un cuerpo. Los sistemas de

fuerzas pueden ser: colineales, concurrentes y paralelas. Si un sistema de fuerzas no mueve el




cuerpo se dice que está en equilibrio. Los efectos de una fuerza no cambian cuando su punto de

aplicación se traslada en su recta de acción.

Fuerzas paralelas: Si sobre un cuerpo rígido actúan dos o más fuerzas cuyas líneas de acción son

paralelas, la resultante tendrá un valor igual a la suma de ellas con su línea de acción también

paralela a las fuerzas, pero su punto de aplicación debe ser determinado con exactitud para que

produzca el mismo efecto que las componentes.

Las fuerzas paralelas son aquellas que actúan sobre un cuerpo rígido con sus líneas de acción en

forma paralela. Cuando dos fuerzas paralelas de la misma magnitud pero de sentido contrario

actúan sobre un cuerpo, se produce el llamado par de fuerzas en el que el resultante es igual a

cero y su punto de aplicación está en el centro de la línea que une a los puntos de aplicación de las

fuerzas componentes. No obstante que la resultante es cero, un par de fuerzas produce siempre

un movimiento de rotación, tal como sucede con el volante de un automóvil


Material Cantidad



Varilla soporte con orificio, 100mm 2


Pie estativo 1

Nuez doble 2

Dinamómetro, 2N 1

Dinamómetro, 1N 1


Platillos para pesas de ranura 10g 1



Cinta métrica 2m 1

Sedal 1

Tijeras




MONTAJE PARTE 1

PRAPARA DOS TROZOS DE SEDAL DE UNOS 10 Y 20 cm. HAS UN PEQUEÑO LAZO EN LOS DOS

EXTREMOSDE CADA UNO DE ELLOS. CONECTE LAS DOS MITADES DE LA BASE DE APOYO CON

LA VARILLA DE 25 CM DE APOYO Y APRIETE LAS PALANCAS DE BLOQUEO.

AJUSTE LAS DOS BARRAS DE 60 CM DE APOYO EN LAS MITADES DEL SOPORTE DE LA

BASE, APRIETE LOS TORNILLOS DE FIJACIÓN. INSERTE EL RESORTE DE BALANCE EN LOS ORIFICIOS

DE LAS VARILLAS CORTAS.




FIJAR LA NUEZ EN LA VARILLA DE 60 CM DE APOYO, Y LA ABRAZADERA DE LA VARILLA DE SOPORTE DE CORTO EN LA NUEZ. COLOQUE LA ABRAZADERA DE LAS DOS BALANZAS DE RESORTE EN SU LUGAR Y AJUSTARLOS A CERO UTILIZANDO EL TORNILLO

CUELGUE LOS SEDALES EN EL EXTREMO DE LOS RESORTES DE BALANZA, EL SEDAL CORTO VA CON

EL DINAMÓMETRO DE 1N.

REALIZACIÓN, PARTE 1

1.- AJUSTA LOS DINAMOMETROS ANTES DEL EXPERIMENTO, EN POSICION DE USO.

2.- CUELGA EL PLATILLO PARA PESAS DE RANURA DE LOS DOS SEDALES, Y COLOCA LAS MASAS

NECESARIAS PARA QUE SEA m= 100g. EL SEDAL LARGO, QUE VA AL DINAMÓMETRO DE 2N NO

DEBE DE ESTAR TENSO.

3.-LEE LOS DOS DINAMÓMETROS Y LLEVA LOS VALORES A LA TABLA 1.




4.-BAJA EL DINAMOMETRO 1N MOVIENDO LA NUEZ DOBLE HASTA QUE QUEDE TENSO EL SEDAL

LARGO. LEE LAS DOS FUERZAS, Y ANÓTALAS EN LA TABLA 1.

5.- SUBE PASO A PASO EL DINAMÓMETRO 2N SOBRE SU SOPORTE Y LEE EN CADA POSICION LOS

DOS DINAMÓMETROS.

6.- LLEVA LOS VALORES A LA TABLA.

RESULTADO DE LAS MEDIDAS, PARTE 1

m= 100g, Fg=1N

F1/N F2/N FB/N




EVALUACIÓN, PARTE 1

1.1 ¿Qué relación descubres entre las tres fuerzas F1, F2 y Fg?______________________________

________________________________________________________________________________

1.2 Comprueba en cada par de valores, comparando con Fg, cómo se compone la fuerza total FB de

F1 y F2.______________________________________________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________________________________________________________

1.3 Completa la tabla, y define verbalmente la relación entre las fuerzas:_____________________

________________________________________________________________________________

MONTAJE, PARTE 2

CONECTE LAS DOS MITADES DE LA BASE DE APOYO CON LA VARILLA DE 25 CM Y APRIETE LA PALANCA DE BLOQUEO EN LA MITAD IZQUIERDA. CONECTE UNA DE LAS VARILLAS DE DE SOPORTE DE 60 CM EN LA BASE DE APOYO, LOS APRIETE LOS TORNILLOS DE FIJACIÓN.

FIJE EL RESORTE DE BALANCE 1 N CON LA NUEZ, LA BARRA DE APOYO CORTA Y EL SOPORTE DE LA

BALANZA DE EQUILIBRIO. AJUSTE LA BALANZA DE AQUILIBRIO SI ES NECESARIO.





1.- AJUSTA LOS DINAMÓMETROS ANTES DEL EXPERIMIENTO, EN POSICIÓN DE USO.

2.- CUELGA EL PLATILLO PARA PESAS DE RANURA, CON UNA MASA DE 10g (mtot=20g) DEL

DINAMÓMETRO 1N. ANOTA LO QUE MARCA EN LA TABLA 2.

3.-ENGANCHA EL DINAMÓMETRO 2N AL OTRO DINAMÓMETRO Y TITA CON DISTINTAS FUERZAS

VERTICALMENTE HACIA ABAJO.

4.- OBSERVA EL VALOR DE F2 PARA CADA VALOR DE F1 Y ANÓTALOS EN LA TABLA.

RESULTADOS DE LAS MEDIDAS, PARTE 2

m=20g, Fg=0.20 N

F1/N F2/N Fb/N





2.1 ¿Qué relación descubres entre las tres fuerzas F1, F2 y Fg?______________________________

_______________________________________________________________________________

2.2 Comprueba en cada par de valores, comparando con Fg, cómo se compone la fuerza total de

Fb, de F1 F2.

2.3 Completa la tabla, y define verbalmente la relación entre las fuerzas.____________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

2.4 ¿Cuál sería la diferencia F2-F1, si no hubiera ninguna masa en el dinamómetro 1N?_______

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 2.8

“COMPOSICIÓN DE FUERZAS; PARALELOGRAMO DE FUERZAS”

OBJETIVO:

Determinar el sentido y la magnitud de una fuerza resultante Fr, ya sea por medio del

paralelogramo de fuerzas o por cálculo.

MARCO TEÓRICO:

Hemos calificado la fuerza como una magnitud vectorial de la que es necesario conocer al menos

tres parámetros: intensidad, dirección y sentido, cuanto más se encuentra restringida la libertad

de su movimiento se hace preciso el conocimiento de un parámetro adicional, la recta soporte, o

ésta y el punto de apoyo.

Cuando se aplican dos fuerzas sobre un cuerpo la acción resultante se obtiene mediante la suma

geométrica de los dos vectores.

Sean los vectores y aplicados sobre un cuerpo que consideraremos una masa puntual. El

vector resultante se obtiene construyendo un paralelogramo con los dos vectores o con sendos

segmentos iguales y paralelos a ellos. La resultante es la diagonal al paralelogramo así construido

que une el origen de los dos vectores con el vértice opuesto.

Esta composición de fuerzas es comúnmente llamada ley del paralelogramo y nos sirve para sumar

dos vectores simultáneos.

1.-Consiste en dibujar los dos vectores a escala con sus orígenes coincidiendo con el origen

2.-Los vectores forman de esta manera los lados adyacentes de un paralelogramo, los otros dos

lados se construyen dibujando líneas paralelas en los vectores de igual magnitud.

3.-La resultante se obtendrá de la diagonal del paralelogramo a partir del origen común de los

vectores.




No importa el orden en que se sumen, siempre el resultado será el mismo (La suma de vectores

cumple la ley conmutativa).

La adición de vectores también se puede hacer por el método de cabeza y cola, donde se colocan

los vectores a sumar unidos cabeza con cola y la resultante va desde la cola del primero a la cabeza

del último. Este método es muy útil para sumar más de dos vectores, caso en el cual se forma un

polígono cerrado en vez de un triángulo.

No todas las cantidades físicas vectoriales cumplen la ley del paralelogramo.


Material Cantidad

Disco graduado, original para

reproducir

1

sedal 1




Pie estativo 1

Nuez doble 2

Dinamómetro, 2N 1

Dinamómetro, 1N 1




Cinta métrica 2m 1

tijeras




MONTAJE

CONECTE LAS DOS MITADES DE LA BASE DE APOYO CON LA VARILLA DE SOPORTE DE

LARGO Y APRETAR LAS PALANCAS DE BLOQUEO. AJUSTE LAS DOS BARRAS DE 60 CM DE

APOYO EN LAS MITADES DEL SOPORTE DE LA BASE, APRIETE EL TORNILLO DE FIJACIÓN.

INTRODUZCA LA BALANZA DE RESORTE EN LOS ORIFICIOS DE LAS VARILLAS CORTAS. FIJAR LA NUEZ EN LA VARILLA DE 60 CM DE APOYO, Y LA ABRAZADERA DE LA VARILLA DE SOPORTE DE CORTA EN LA NUEZ.




COLOCA LAS DOS BALANZAS DE RESORTE EN SU LUGAR Y AJUSTARLOS A CERO UTILIZANDO EL TORNILLO.

EN UN TROZO DE SEDAL (35cm) HAS UN LAZO EN CADA EXTREMO, Y OTRO JUSTO EN EL CENTRO.

REALIZACIÓN

CUELGA EL PLATILLO PARA PESAS DE LOS DOS DINAMÓMETROS, EN EL LAZO CENTRAL DEL

SEDAL, CON UNA CARGA TOTAL m= 100g

COLOCA A LA MISMA ALTURA LAS NUECES DOBLES QUE SUJETAN LOS DINAMÓMETROS




COLOCA EL DISCO GRADUADO DE FORMA QUE SU CENTRO COINCIDA CON EL

´PUNTO EN EL QUE ESTÁ COLGADA LA MASA, Y LA DIRECCION DE LA FUERZA POR

PESO COINCIDA CON UNO DE LOS EJES

1.- DESPLAZA EL DINAMÓMETRO 1N EN SU SOPORTE HASTA QUE LOS ÁNGULOS QUE FORMAN

LAS FUERZAS F1 Y F2 CON LA VERTICAL SEAN IGUALES.

SEPARANDO PASO A PASO LAS DOS MITADES DEL PIE ESTATIVO, VE FORMANDO

APROXIMADAMENTE, LOS ÁNGULOS DADOS EN LA TABLA 1.

LEE EN CADA PASO LOS ÁNGULOS 1 Y 2, Y LAS FUERZAS F1 Y F2, Y ANOTA LOS

VALORES EN LA TABLA 1.

2.- PATIENDO DE LA POSICIÓN INICIAL, VARÍA LA ALTURA DEL DINAMÓMETRO 1N PASO A PASO.

PON, APROXIMADAMENTE, LOS ÁNGULOS 1 EN LA TABLA 2.

LEE DE NUEVO EN CADA PASO LOS 2 ÁNGULOS, Y ANOTA LOS VALORES EN LA

TABLA 2




Tabla 2


m=100g, Fg= 1N

Tabla 1

1/° 2/° /° F1/N F2/N Fr/N

20 30

30 30

40 40

50 50

1/° 2/° /° F1/N F2/N Fr/N

40

55

70

90

115




EVALUACIÓN

1.- Calcula a partir de1

+ 2, y completa las dos tablas.

2.- En una hoja aparte traza un paralelogramo de fuerzas para cada una de las tablas. Para ello

establece una cota, p.ej. 1N 10 cm.

3.- Determina gráficamente, a partir de los diagramas, las resultantes Fr, y lleva los valores a las

tablas.

4.- Compra los valores de las resultantes Fr obtenidos gráficamente, con la fuerza por peso Fg.

¿Qué deduces?___________________________________________________________

________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

5.- define el resultado del experimento: _____________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

6.- Describe cómo has obtenido la fuerza resultante Fr:____________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________


Calcula con la fórmula

rb=

La resultante rb de algunas mediciones, y compara los valores obtenidos con la fuerza por peso Fg,

y con los valores de la resultante Fr obtenidos en los diagramas:

Frb=_________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 2.9

“DESCOMPOSICIÓN DE FUERZAS EN UN PLANO INCLINADO”

OBJETIVO:

Determinar experimentalmente la descomposición de la fuerza por peso Fg en la fuerza normal Fn

y la fuerza de la gravedad en la pendiente Fh.

MARCO TEÓRICO:

Un plano inclinado es una porción de suelo que forma un cierto ángulo con la horizontal sin llegar

a ser vertical, es decir, siendo el ángulo 0º < α < 90º. El plano inclinado, una de las máquinas

simples, permite reducir la fuerza que es necesario realizar para elevar o descender un peso.

Para analizar las fuerzas existentes sobre un cuerpo situado sobre un plano inclinado, hay que

tener en cuenta la existencia de varios orígenes en las mismas.

En primer lugar se debe considerar la existencia de una fuerza de gravedad, también

conocida como peso, que es consecuencia de la masa (M) que posee el cuerpo

apoyado en el plano inclinado y tiene una magnitud de M.g con una dirección vertical

y representada en la figura por la letra G.

Existe además una fuerza normal (N), también conocida como la fuerza de reacción

ejercida sobre el cuerpo por el plano como consecuencia de la tercera ley de Newton,

se encuentra en una dirección perpendicular al plano y tiene una magnitud igual a la

http://enciclopedia.us.es/index.php/%C3%81ngulo

http://enciclopedia.us.es/index.php/%C3%81ngulo

http://enciclopedia.us.es/index.php/M%C3%A1quina_simple

http://enciclopedia.us.es/index.php/M%C3%A1quina_simple

http://enciclopedia.us.es/index.php/Fuerza

http://enciclopedia.us.es/index.php/Peso




http://es.wikipedia.org/wiki/Tercera_ley_de_Newton




fuerza ejercida por el plano sobre el cuerpo. En la figura aparece representada por N y

tiene la misma magnitud que F2= M.g.cosα y sentido opuesto a la misma.

Existe finalmente una fuerza de rozamiento, también conocida como fuerza de fricción

(FR), que siempre se opone al sentido del movimiento del cuerpo, su magnitud

depende tanto del peso como de las características superficiales del plano inclinado y

la superficie en contacto del cuerpo que proporcionan un coeficiente de rozamiento.

Esta fuerza debe tener un valor igual a F1=M.g.senα para que el cuerpo se mantenga

en equilibrio. En el caso en que F1 fuese mayor que la fuerza de rozamiento el cuerpo

se deslizaría hacia abajo por el plano inclinado. Por tanto para subir el cuerpo se debe

realizar una fuerza con una magnitud que iguale o supere la suma de F1 + FR.

En resumen, sólo intervienen dos fuerzas reales, pero al descomponer el peso según los ejes

normal y tangente podemos llegar a comprender mejor los problemas.

http://es.wikipedia.org/wiki/Fricci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente_de_rozamiento





Material Cantidad

Carrito para medidas y experimentos 1




Pasador 1

Pie estativo 1

Nuez doble 2

Dinamómetro, 2N 1

Dinamómetro, 1N 1


Sedal 1

Carril, 500 mm o 900 mm 1


Cinta métrica 2m 1

tijeras




MONTAJE

MONTA EL PLANO INCLINADO SEGÚN LA SIGUIENTE FIGURA. EL DINAMÓMETRO DE 1N DEBE

ENCONTRARSE EN EL EXTREMO SUPERIOR DEL CARRIL.

ENGANCHA ESTE DINAMÓMETRO AL CARRITO, Y COLOCA EN EL CARRITO EL PASADOR.

FIJA EL DINAMÓMETRO DE 2N AL PASADOR CON UN TROZO PEQUEÑO DE SEDAL.

REALIZACIÓN

DETERMINA PRIMERO LA FUERZA POR PESO Fg DEL CARRITO SOLO, DESPUES DEL CARRITO

CON UNA MASA DE 50g Y FINALMENTE CON DOS MASAS DE 50g. LLEVA LOS VALORES A

LAS TABLAS DE RESULTADOS.




1.- COLOCA EL CARRIL A UNA ALTURA h DE 20 cm, MIDE CON LA CINTA MÉTRICA b Y l, Y ANOTA

LOS VALORES EN LA TABLA.

ELEVA EL CARRITO SIN MASA CON EL DINAMÓEMTRO 2N, JUSTO HASTA QUE LAS RUEDAS

NO TOQUEN EL CARRIL. DEBEES TIRAR SIEMPRE PERPENDICULARMENTE AL CARRIL

LEE LOS DOS DINAMÓEMTROS, Y LLEVA LOS VALORES Fn Y Fh A LA TABLA

REALIZA DE NUEVO LAS MEDICIONES, PERO PRIMERO CON mZ= 50g, Y DESPUÉS 100g

ANOTA EN LA TABLA TODOS LOS VALORES PARA h= 20cm




2.- PON A LA ALTURA h= 30cm. DETERMINA YN NUEVO b Y l Y ANOTA LOS VALORES.

MIDE PRIMERO Fn Y Fh CONJ EL CARRITO SIN CARGAR, DESPUÉS CON UNA MASA DE 50g, Y

FINALMENTE CON 100g.

ANOTA EN LA TABLA TODOS LOS VALORES PARA h=30


h=20 cm

l=____________________ b=____________________ h/l=_________ b/l=_________

mz/g Fg/N Fn/N Fh/N Fh/Fg Fn/Fg

0

50

100

h=30 cm

l=____________________ b=____________________ h/l=_________ b/l=_________

mz/g Fg/N Fn/N Fh/N Fh/Fg Fn/Fg

0

50

100

EVALUACIÓN

1.- Halla en las dos tablas los coeficientes Fh/Fg y h/l, y compáralos ¿Qué deduces?______________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

2.- halla los coeficientes Fn/Fg , y compáralos ¿Qué deduces?_____________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________




3.- Traza en una hoja aparte los paralelogramos de fuerzas de dos pares de fuerzas (Fh, Fn) con

distintas masa y alturas.

4.- ¿Qué fuerza debes aplicar para empujar a un automóvil cuesta arriba?____________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________


Di las funciones trigonométricas correspondientes a los coeficientes:

Fn/Fg = b/l= ________________________

Fh/Fg= h/l= ________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 2.10

“FUERZAS EN EL SOPORTE DE UNA POLEA”

OBJETIVO:

Determinar una fuerza por peso por medio de una polea y medir su fuerza resultante, variando el

ángulo entre la fuerza por peso y la fuerza invertida.

MARCO TEÓRICO:

Una polea, es una máquina simple que sirve para transmitir una fuerza. Se trata de una rueda,

generalmente maciza y acanalada en su borde, que se usa como elemento de transmisión para

cambiar la dirección del movimiento en máquinas y mecanismos. Además, formando conjuntos

sirve para reducir la magnitud de la fuerza necesaria para mover un peso.

Según definición de Hatón de la Goupillière, «la polea es el punto de apoyo de una cuerda que

moviéndose se arrolla sobre ella sin dar una vuelta completa» actuando en uno de sus extremos la

resistencia y en otro la potencia.

La polea simple se emplea para elevar pesos, consta de una sola rueda con la que hacemos pasar

una cuerda. Se emplea para cambiar el sentido de la fuerza haciendo más cómodo el

levantamiento de la carga, porque nos ayudamos del peso del cuerpo para efectuar el esfuerzo, la

fuerza que tenemos que hacer es la misma al peso a la que tenemos que levantar. F=R. Hay dos

clases de polea simple las cuales son:

Polea simple fija: La manera más sencilla de utilizar una polea es colgar un peso en un

extremo de la cuerda, y tirar del otro extremo para levantar el peso.

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina_simple

http://es.wikipedia.org/wiki/Rueda




Una polea simple fija no produce una ventaja mecánica: la fuerza que debe aplicarse es la

misma que se habría requerido sin la polea. La polea permite aplicar la fuerza en una

dirección más conveniente.

Polea simple móvil: Una forma alternativa de utilizar la polea es fijarla a la carga un

extremo de la cuerda al soporte, y tirar del otro extremo para levantar la polea y la carga.

La polea simple móvil produce una ventaja mecánica: la fuerza necesaria para levantar la

carga es justamente la mitad de la fuerza que habría sido requerida para levantar la carga

sin la polea. Por el contrario, la longitud de la cuerda de la que debe tirarse es el doble de

la distancia que se desea hacer subir a la carga.

Aplicación de poleas: El ascensor

Los sistemas de poleas se usan en el diseño de muchas máquinas, y especialmente para mover y

levantar equipos y productos pesados. El ascensor es un ejemplo de un sistema de poleas

diseñado para levantar pesos. La mayoría de los ascensores usa contrapesos que tienen un peso

igual al del elevador más un 40% adicional de la carga máxima que puede soportar. El contrapeso

reduce la cantidad de peso que deba tirar el motor.

http://es.wikipedia.org/wiki/Ventaja_mec%C3%A1nica





Material Cantidad




Pie estativo 1

Nuez doble 2

Dinamómetro, 2N 1

Dinamómetro, 1N 1


Sedal 1

Polea, D=40 mm 1


Cinta métrica 2m 1

tijeras

Disco graduado, original para reproducir 1




MONTAJE

ARMA UNA BASE SOPORTE COMO SE MUESTRA A CONTINUACIÓN.

E INSERTA EN LA VARILLA MÁS CORTA EL SOPORTE PARA DINAMÓMETROS, AJUSTA LAS VARILLAS CON LOS SOPORTES A LA NUEZ Y FÍJA ÉSTAS AL SOPORTE

AJUSTA LOS DINAMÓMETROS ANTES DE CADA MEDICIÓN, EN POSICIÓN DE USO. CUELGA LA

POLEA DEL DINAMÓMETRO DE 1N. FIJA EL DINAMÓMETRO 1N CON EL SOPORTE PARA

DINAMÉMETROS FIJO EN LA VARILLA SOPORTE DE LA DERECHA, ARRIBA DEL TODO.




EL DINAMÓMETRO 2N, CON EL SOPORTE PARA DINAMÓMETROS, A LA VARILLA SOPORTE DE LA

IZQUIERDA, EN POSISCION HORIZONTAL. ATA EL DINAMÓEMTRO 2N A UN TROZO DE SEDAL AL

PLATILLO PARA PESAS DE RANURA.

REALIZACIÓN

1.- CARGA EL PLATILLO PARA PESAS DE RANURA CON TRES MASAS (mtot=40g), Y DESPLAZA EL

DINAMÓMETRO 2N HASTA QUE ESTÉ EXACTAMENTE HORIZONTAL.

LA MASA DEBE COLGAR LIBREMENTE

LEE LOS DOS DINAMÓMETROS Y ANOTA LOS VALORES DE LA FUERZA DESPLAZADA

F1 Y DE LA RESULTANTE Fr EN LA POLEA ( = 90°)

2.- VARÍA EL ÁNGULO ENTRE LA FUERZA POR PESO Fg Y F1 DESPLAZANDO EL SOPORTE DEL

DINAMÓMETRO 2N PRIMERO TOTALMENTE ARRIBA, Y DESPUÉS COMPLETAMENTE ABAJO. PON,

APROXIMADAMENTE, LOS ANGULOS DADOS EN LA SIGUIENTE TABLA.

PARA ELLO, COLOCA EL DISCO GRADUADO DE FORMA QUE SU CENTRO SE ENCUENTRE EN

LA INTERSECCION DE LOS EJES DE LAS FUERZAS.




LEE EN CADA UNA DE LAS POSICIONES, ES DECIR PARA CADA ÁNGULO , LAS FUERZAS Fr Y F1, Y

ANOTA LOS VALORES EN LA TABLA.

QUITA EL DINAMÓMETRO DE 2N DEL SOPORTE, Y TIRA DE EL HACIA ABAJO

PARALELAMENTE A Fg ( = 0°). ANOTA TAMBIEN ESTOS VALORES.


m= ______________ Fg= _________________

Angulo /° F1/N Fr/N

90

120

105

70

50

0




EVALUACIÓN

1.- Calcula la fuerza por peso Fg y la masa m, y lleva los valores a la tabla

2.- Compara los valores medidos de las fuerzas Fr Y Fg, ¿Son iguales?_______________________

________________________________________________________________________________

3.- ¿Tienes que tener en cuenta la fuerza por peso de la polea?___________________

_______________________________________________________________________________

4.- ¿Cuál es la fuerza pro peso? Mídela con un dinamómetro:____________________________

________________________________________________________________________________

5.- ¿Bajo qué ángulo es máxima la fuerza Fr?______________________________

_____________________________________________________________________________

6.- ¿Bajo qué ángulo es minima?______________________________________________________

_______________________________________________________________________________

7.- ¿Cómo explicarías esto?:_____________________________________________________

________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

8.- Dibuja en una hoja aparte los paralelogramos de fuerzas con los ángulos 70° y 120°.Determina

con ellos las resultantes Fr, y compáralas con los resultados de las tablas. Determina primero una

cota apropiada, p ej. 1N = 10 cm.




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 2.11

“DETERMINACIÓN DEL CENTRO DE GRAVEDAD”

OBJETIVO:

Determinar el centro de gravedad de los cuerpos regulares e irregulares

MARCO TEÓRICO:

El centro de gravedad es un punto de aplicación de la fuerza peso en un cuerpo, y que es siempre

el mismo, sea cual sea la posición del cuerpo.

Para determinar el centro de gravedad hay que tener en cuenta que toda partícula de un cuerpo situada cerca de la superficie terrestre está sometida a la acción de una fuerza, dirigida verticalmente hacia el centro de la Tierra, llamada fuerza gravitatoria.

Cuando se trata de cuerpos de dimensiones muy pequeñas frente a la Tierra, se puede admitir que las fuerzas gravitatorias que actúan sobre las distintas partículas del cuerpo son paralelas y de módulo constante.

En física, además del centro de gravedad aparecen los conceptos de centro de masa y de centro geométrico o centroide que, aunque pueden coincidir con el centro de gravedad, son conceptualmente diferentes.

El centroide es un concepto puramente geométrico que depende de la forma del sistema; el centro de masas depende de la distribución de materia, mientras que el centro de gravedad depende también del campo gravitatorio.

Centro de masa y centro de gravedad

El centro de masas coincide con el centro de gravedad sólo si el campo gravitatorio es uniforme; es decir, viene dado en todos los puntos del campo gravitatorio por un vector de magnitud y dirección constante.

Centro geométrico y centro de masa

El centro geométrico de un cuerpo material coincide con el centro de masa si el objeto es homogéneo (densidad uniforme) o cuando la distribución de materia en el sistema tiene ciertas propiedades, tales como simetría.


http://es.wikipedia.org/wiki/Centro_de_masas

http://es.wikipedia.org/wiki/Centroide


http://es.wikipedia.org/wiki/Simetr%C3%ADa




Un objeto está en equilibrio estable mientras su Centro de gravedad quede arriba y dentro de su base original de apoyo. Cuando éste es el caso, siempre habrá una torca de restauración. No obstante cuando el centro de gravedad o el centro de masa cae fuera de la base de apoyo, pasa sobre el cuerpo, debido a una torca gravitacional que lo hace rotar fuera de su posición de equilibrio. Los cuerpos rígidos con bases amplias y centros de gravedad bajos son, por consiguiente más estables y menos propensos a voltearse.

Aplicación del centro de gravedad: El centro de gravedad sirve para calcular el equilibrio de un sistema.


Material Cantidad


Pasador 1


Pie estativo 1

Nuez doble 1

Sedal 1

Cartulina, aprox 30x40 cm

Lápiz

tijeras




MONTAJE

FORMA UNA BASE CON EL PIE ESTATIVO Y LA VARILLA SOPORTE

RECORTA DE LA CARTULINA LOS CUERPOS PLANOS REGULARES DE LA FIGURA 1, EL 1 AL 6 Y HAZ

UNOS PEQUEÑOS ORIFICIOS CON EL LÁPIZ EN LOS PUNTOS INDICADOS, EN LOS QUE QUEPA EL

PASADOR.

COLOCA UN SEDAL EN EL ESTATIVO Y CUELGA CON UN SEDAL DEL PASADOR EL PLATILLO PARA

PESAS DE RANURA.

1 2 3

6

5 4




REALIZACIÓN

1.- BALANCEA LOS CUERPOS DEL 1 AL 4 EN LA PUNTA DEL LÁPIZ, E INTENTA DETERMINAR SU

CENTRO DE GRAVEDAD LO MÁS EXACTAMENTE POSIBLE.

MÁRCALO CON EL LÁPIZ

CUELGA LOS CUERPOS POR LOS DISTINTOS ORIFICIOS EN EL PASADOR, Y COMPRUEBA SI

EL SEDALPASA SIEMPRE POR LA MARCA QUE HAS HECHO.

2.- CUELGA AHORA EL CUERPO IRREGULAR 6 POR UNO DE SUS ORIFICIOS, Y MARCA EN ÉL POR

DÓNDE PASA EL SEDAL. REPITE LO MISMO CON TODOS LOS ORIFICIOS.

COMPRUEBA SI TODAS LAS LÍNEAS COINCIDEN EN UN PUNTO

COMPRUEBA LO SUJETAS POR DEBAJO CON EL LÁPIZ EN EL PUNTO DE INTERSECCIÓN DE

LAS LÍNEAS.




OBSERVACIONES Y EVALUACIÓN

1.- En los cuerpos del 1 al 4 ¿Coinciden las marcas del centro de gravedad con la línea que sigue el

sedal?___________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

2.- ¿Qué deduces de ello?___________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

3.- ¿Obtienes por los dos métodos el mismo centro de gravedad?___________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

4.- ¿Qué método es más exacto?_____________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________


1.- ¿Cómo se determina el centro de gravedad del cuerpo 5?_______________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

2.- ¿Dónde se encuentra?___________________________________________________________

________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

3.- ¿Puedes decir cómo se obtiene el centro de gravedad del cuerpo 1 sólo con un lápiz y una

regla?___________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 2.12

“EQUILIBRIO”

OBJETIVO:

Comprobar que un cuerpo se cae cuando el pie de la plomada que pasa por su centro de gravedad

se encuentra fuera de su superficie de apoyo.

MARCO TEÓRICO:

El equilibrio mecánico es una situación estacionaria en la que se cumplen una de estas dos

condiciones:

Un sistema está en equilibrio mecánico cuando la suma de fuerzas y momentos,

sobre cada partícula del sistema es cero.

Un sistema está en equilibrio mecánico si su posición en el espacio de

configuración es un punto en el que el gradiente de energía potencial es cero.

La segunda alternativa de definición equilibrio es más general y útil.

Un cuerpo en equilibrio estático, si no se le perturba, no sufre aceleración de traslación o de

rotación, porque la suma de todas las fuerzas u la suma de todos los momentos que actúan sobre

él son cero. Sin embargo, si el cuerpo se desplaza ligeramente, son posibles tres resultados:

1 el objeto regresa a su posición original, en cuyo caso se dice que está en equilibrio

estable.

2 el objeto se aparta más de su posición, en cuyo caso se dice que está en equilibrio

inestable.

3 el objeto permanece en su nueva posición, en cuyo caso se dice que está en equilibrio

neutro o indiferente.

Por ejemplo, el bloque que se para sobre su extremo, si se inclina ligeramente regresará a su

estado original, pero si se inclina demasiado, caerá. El punto crítico se alcanza cuando el centro de

gravedad ya no cae sobre la base de soporte. En general, un cuerpo cuyo centro de gravedad está

arriba de su base de soporte estará en equilibrio estable si una línea vertical que pase por su

centro de gravedad pasa dentro de su base de soporte.

http://es.wikipedia.org/wiki/Estado_estacionario


http://es.wikipedia.org/wiki/Momento_de_fuerza

http://es.wikipedia.org/wiki/Espacio_de_configuraci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Espacio_de_configuraci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_potencial




Esto se debe a que la fuerza hacia arriba sobre el objeto, la cual equilibra a la gravedad, sólo se

puede ejercer dentro del área de contacto, y entonces, si la fuerza de gravedad actúa más allá de

esa área, habrá un momento neto que volteará el objeto. En general, mientras más grande sea la

base y más abajo esté el centro de gravedad, será más estable el objeto.

Condiciones Especiales de Equilibrio

La palabra "cuerpo" se usa en Mecánica en forma amplia para denominar cualquier porción definida de materia, y, cualquier parte de uno de esos elementos puede llamarse "cuerpo", si esa parte tiene especial interés para tomarse por separado.

Conviene distinguir entre fuerzas externas e internas con referencia a un cuerpo determinado. Es externa a un cuerpo si ejerce sobre él por otro cuerpo; es interna si se ejerce en parte del cuerpo por otra parte del mismo cuerpo.

Con referencia a un cuerpo, todas las fuerzas externas tomadas en conjunto se llaman el sistema externo, y las interiores en conjunto el sistema interno. Cuando un cuerpo está inmóvil, todas las fuerzas externas e internas que actúan sobre él, constituyen un sistema de equilibrio.

El sistema interno está constituido por fuerzas que mutuamente se balancean y por tanto, el sistema externo también se halla balanceado. Puede, en consecuencia, decirse que el sistema externo de las fuerzas que actúan en un cuerpo inmóvil está en equilibrio.


Material Cantidad

Taco de rozamiento 1

Pasador 1



Placa con escala 1

Sedal 1

tijeras

http://www.monografias.com/trabajos7/tain/tain.shtml




MONTAJE

MONTA EL EXPERIMENTO COMO EN LA SIGUIENTE FIGURA. EL CATO DE ROZAMIENTO DEBE DE CHOCAR CON LA PLACA




REALIZACIÓN

1.- ENGANCHA EL DINMÓMETRO EN EL GANCHO DEL TACO DE ROZAMIENTO.

2.- SUJETA LA PLACA FIRMEMENTE CON LA MANO.

3.- TIRA CON EL DINAMÓMETRO PARALELAMENTE A LA MESA.

4.-OBSERVA EL CUERPO Y LA PLOMADA EN LAS 3 POSICIONES DE LAS SIGUEINTES FIGURAS.

5.- LEE CADA VEZ LAS FUERZAS DE TRÁCCION.

OBSERVACIONES Y RESULTADOS DE LAS MEDIDAS (Ver figuras anteriores)

Posición 1: fuerza de tracción = __________________N Posición 2: fuerza de retención =___________________N Posición 3: fuerza =___________________N

EVALUACIÓN 1.- Dibuja las tres plomadas en las 3 figuras anteriores. ¿Dónde se encuentra el pie de la plomada que pasa por el centro de gravedad, con respecto a la superficie (borde) de apoyo en la posición 1? __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ -en la posición 2?_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ - en la posición 3?__________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________ 2.- ¿Qué condiciones se debe cumplir para que un cuerpo (p. ej. Una torre) no se caiga? ________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________




EJERCICIO COMPLEMENTARIO 1.- Coloca una masa en el pasador y por el pasado en el orificio de la cara de madera del taco de rozamiento.

Coloca el taco de rozamiento contra la placa, de forma que la masa mire hacia la placa, en el sentido de la tracción.

Mide la fuerza de tracción con el dinamómetro y anótala. ________________________________________________________________________________ 2.- Quita el pasador con la masa, y colócalos en la parte de goma del taco de rozamiento.

Coloca el taco contra la placa, de forma que la masa esté en el lado opuesto a la tracción. Mide de nuevo la fuerza de tracción, y anota su valor.

____________________________________________________________________________ 3.- Compara los resultados ¿Qué explicación puedes dar?_________________________________ __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 2.13

“REACCIONES EN LOS APOYOS EN UNA VIGA SIN CARGA”

OBJETIVO:

Determinar las reacciones en los apoyos de una viga sin carga.

MARCO TEÓRICO:

Se denomina viga a un elemento constructivo lineal que trabaja principalmente a flexión. En las

vigas, la longitud predomina sobre las otras dos dimensiones y suele ser horizontal.

El esfuerzo de flexión provoca tensiones de tracción y compresión, produciéndose las máximas en

el cordón inferior y en el cordón superior respectivamente, las cuales se calculan relacionando

el momento flector y el segundo momento de inercia. En las zonas cercanas a los apoyos se

producen esfuerzos cortantes o punzonamiento. También pueden producirse tensiones

por torsión, sobre todo en las vigas que forman el perímetro exterior de un forjado.

Ecuaciones de equilibrio:

Las ecuaciones de equilibrio para una viga son la aplicación de las ecuaciones de la estática a un

tramo de viga en equilibrio. Las fuerzas que intervienen sobre el tramo serían la carga exterior

aplicada sobre la viga y las fuerzas cortantes actuantes sobre las secciones extremas que delimitan

el tramo. Si el tramo está en equilibrio eso implica que la suma de fuerzas verticales debe ser cero.

Estas dos condiciones sólo se pueden cumplir si la variación de esfuerzo cortante y momento

flector están relacionada con la carga vertical por unidad de longitud mediante:

http://es.wikipedia.org/wiki/Flexi%C3%B3n_mec%C3%A1nica

http://es.wikipedia.org/wiki/Tensi%C3%B3n_mec%C3%A1nica

http://es.wikipedia.org/wiki/Tracci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Compresi%C3%B3n


http://es.wikipedia.org/wiki/Segundo_momento_de_inercia

http://es.wikipedia.org/wiki/Esfuerzo_cortante

http://es.wikipedia.org/wiki/Torsi%C3%B3n_(ingenier%C3%ADa)

http://es.wikipedia.org/wiki/Forjado

http://es.wikipedia.org/wiki/Esfuerzo_cortante







Material Cantidad

Pie estativo 1

Varilla soporte, 600mm 3


Nuez doble 2

Palanca 1

Dinamómetro, 1N 1

Dinamómetro, 2N 1


Sedal 1

tijeras




MONTAJE

CONECTE LAS DOS MITADES DE LA BASE DE APOYO CON LA VARILLA DE 60 CM DE APOYO Y

APRIETE LAS PALANCAS DE BLOQUEO. AJUSTE LAS DOS BARRAS DE 60 CM DE APOYO EN LAS

MITADES DE SOPORTE DE LA BASE, APRIETE CON LOS TORNILLOS DE FIJACIÓN.

INSERTE LOS SOPORTES PARA DINAMÓMETROS EN LAS VARILLAS CORTAS. FIJA LA NUEZ EN LA VARILLA DE 60 CM, SOPORTE Y PINZA DE LA VARILLA DE SOPORTE DE CORTO EN LA NUEZ. AJUSTA LOS DOS DINAMÓMETROS EN SU LUGAR Y AJUSTARLOS A CERO UTILIZANDO EL TORNILLO DE AJUSTE.




PREPARA DOS TROZOS DE SEDAL CON LAZOS (LONGITUD DE CADA UNO 10 cm) Y PÁSALOS POR OS EXTREMOS DE LA VIGA.

MONTA UN DISPOSITIVO COMO EN LA SIGUIENTE FIGURA. DESPLAZA LAS DOS MITADES DEL PIE DE FORMA QUE LOS DOS LAZOS CON LOS DINAMPOMETROS QUEDEN VERTICALES EN LA MARCA “10” A DERECHA E IZQUIERDA DE LA VIGA. AJUSTA LA ALTURA DE LOS DINAMÓMETROSPARA QUE LA VIGA QUEDE HORIZONTAL.




REALIZACIÓN

ANTES DE CADA MEDICIÓN OBSERVA QUE LA VIGA ESTÉ EN HORIZONTAL INTRODUCE SIEMPRE LAS VIGAS POR LOS LAZOS, HASTA QUE QUEDEN JUNTO A LAS

ESPIGAS QUE VALLAS A UTILIZAR. DEZPLAZA SIEMPRE LAS DOS MITADES DEL PIE LO SUFICIENTE PARA QUE LOS LAZOS Y LOS

DINAMÓMETROS QUEDEN VERTICALES. DETERMINA CON EL DINAMÓMETRO 2N LA FUERZA POR PESO FB DE LA VIGA Y ANOTA EL

RESULTADO

1.- LEE LOS DOS NINAMÓMETROS CON LAZOS EN LAS MARCAS “10”. ANOTA EN LA TABLA LAS FUERZAS F1 Y F2.

DESPLAZA LOS LAZOS( Y LAS DOS MITADES DEL PIE) SUCESIVAMENTE A LAS MARCAS 6 Y 3, LEE CADA VEZ LOS DOS DINAMÓMETROS, Y LLEVA LOS VALORES A LA TABLA 1

2.- COLOCA LA VIGA OTRA VEZ EN LA POSICIÓN INICIAL (MARCAS DE “10”) Y PON SUCESIVAMENTE EL DINAMÓMETRO DE LA DERECHA SOBRE LAS MARCAS 8, 6, 4, 2 Y 0. LEE LOS DOS DINAMÓMETROS EN CADA UNA DE LAS POSICIONES, Y ANOTA EN LA TABLA 2 LOS VALORES F1 Y F2.





Fuerza por peso de la viga, FB= _______________N Tabla 1

Marca

MiZ Mder

F1/N

F2/N

Ftot/N

F1/F2

10 10

6 6

3 3

Tabla 2

Marca

MiZ Mder

F1/N

F2/N

Ftot/N

F1/F2

10 8

10 6

10 4

10 2

10 0




EVALUACIÓN

1.- Calcula en las dos tablas la suma de fuerzas Ftot con la fórmula Ftot= F1+ F2 y anótala en las tablas. 2.- Compara los valores obtenidos Ftot con la fuerza por peso de la viga FB ¿Qué resulta?_________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3.- Halla también en las dos tablas los cocientes F1/F2 y anota los valores. 4.- Compara los cocientes F1/F2 con las cifras de las marcas (Miz y Mder). ¿Te llama algo la atención? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5.- ¿Puedes dar, en lugar de la cifra de las marcas, una magnitud (física) equivalente?_________ ________________________________________________________________________________ 6.- ¿Qué significado tiene el centro de la viga? ¿Qué representa desde el punto de vista físico?____ ________________________________________________________________________________

7.- Dibuja a escala las fuerzas sobre la viga, tomando una unidad apropiada, p. ej. 1N 2 cm

-para la medición (2) en la tabla 1 -para la medición (5) en la tabla 2

8.- En este experimento la viga está suspendida de dos hilos. ¿Varían las fuerzas o su sentido si la viga, en lugar de los hilos, va colocada sobre dos apoyos?__________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 2.14

“REACCIONES EN LOS APOYOS EN UNA VIGA EN CARGA”

OBJETIVO:

Determinar los efectos de una carga sobre las reacciones en los apoyos, en función de la posición

de la carga sobre la viga.

MARCO TEÓRICO:

Una viga es un miembro estructural donde las cargas aplicadas son principalmente

perpendiculares al eje, por lo que el diseño predominante es a flexión y corte (véase Figura 1); si

las cargas no son perpendiculares se produce algo de fuerza axial, pero esta no es determinante

en el diseño.

Los apoyos de vigas, son los elementos que le proporcionan la estabilidad a la viga y por lo general, se encuentran en los extremos o cerca de ellos. Las fuerzas en los apoyos que se generan son productos de las cargas aplicadas y se llaman reacciones y equilibran las cargas aplicadas. Analíticamente estas reacciones representan las incógnitas de un problema matemático. Las reacciones se pueden dividir en tres grupos que corresponden al tipo de apoyo que se está empleando.

Reacciones formada por una fuerza de dirección conocida: Los apoyos y conexiones que causan reacciones de este tipo son: rodillos, balancines, superficies lisas, bielas y cables cortos. Estos apoyos solo impiden el movimiento en una dirección. Las reacciones de este grupo solo proporcionan una incógnita, que consiste en la magnitud de la reacción y se pueden dirigir en uno u otro sentido a lo largo de la dirección conocida.

Reacciones formada por una fuerza de dirección desconocida: Los apoyos y conexiones que causan reacciones de este tipo son: articulaciones, bisagras y superficies rugosas. Estos




pueden impedir la traslación del cuerpo libre en todas las direcciones pero no impiden la rotación del cuerpo alrededor de la conexión. En las reacciones de este grupo intervienen dos incógnitas que se representan generalmente por sus componentes x y y.

Reacciones formada por una fuerza y un par: Estas reacciones son producidas por apoyos fijos o empotramientos que impiden cualquier movimiento inmovilizándolo por completo la viga. En las reacciones de este grupo intervienen tres incógnitas, que son generalmente las dos componentes de la fuerza y el momento del par. Cuando no se ve claramente el sentido de la fuerza o del par de las reacciones, no se debe intentar su determinación. El sentido de la fuerza o del par se puede suponer arbitrariamente y el signo de la respuesta indicará si la suposición fue conecta o no


Material Cantidad

Pie estativo 1



Nuez doble 2

Palanca 1



Dinamómetro, 1N 1

Dinamómetro, 2N 1


Sedal

tijeras




MONTAJE

CONECTE LAS DOS MITADES DE LA BASE DE APOYO CON LA VARILLA DE 60 CM Y APRIETE LAS

PALANCAS DE BLOQUEO. AJUSTE LAS OTRAS DOS BARRAS DE 60 cm EN LAS MITADES DE SOPORTE

DE LA BASE, APRIETE CON LOS TORNILLOS DE FIJACIÓN.

INSERTE LOS SOPRTES PARA DINAÓMETROS EN LOS ORIFICIOS DE LAS VARILLAS CORTAS. FIJE LA

NUEZ EN LA VARILLA DE 60 cm Y FIJE LA VARILLA CORTA A LA NUEZ. COLOQUE EN SU LUGAR A LOS

DINAMÓMETROS Y AJÚSTELOS A CERO USANDO EL TORNILLO DE AJUSTE.




ATA DOS TROZOS DE SEDAL (10 cm CADA UNO) A LOS ORIFICIOS EXTERIORES DE LA VIGA.

AVERIGUA LA FUERZA POR PESO DE LA MASA Fg, Y ANOTA SU VALOR.

CUELGA LA VIGA DE LOS DINAMÓMETROS CON EL SEDAL, Y AJUSTA LA ALTURA DE LOS

DINAMÓMETROS PARA QUE LA VIGA QUEDE HORIZONTAL.

REALIZACIÓN

1.- AVERIGUA LA FUERZA POR PESO DE LA VIGA FB Y ANOTA SU VALOR.

2.- LEE LAS FUERZAS F1 Y F2 SIN CARG, Y ANOTA SUS VALORES EN LA TABLA

3.-CUELGA EL PLATILLO PARA PESAS DE RANURA CON DOS MASAS DE 10g (m=30g) EN LA MARCA

9, A LA DERECHA.

4.-LEE LAS FUERZAS F1 Y F2 Y ANÓTALAS EN LA TABLA.




5.- DESPLAZA LA MASA, EMPESANDO POR LA DERECHA, A LAS MARCAS 7, 5, 3 Y 1, Y OTRA VEZ

HACIA LA IZQUIERDA, A LAS MARCAS 1, 3, 5, 7 Y 9.


Fuerza por peso de la viga FB= _____________N Fuerza por peso de la masa m Fg=__________N

Marca F1/N F2/N Ftot/N

Fuerzas sin masa, F0

Masa

en

9 der.

7

5

3

1

1 izq.

3

5

7

9




EVALUACIÓN

1.- Sumando los valores medidos, calcula las reacciones en los apoyos Ftot= F1 + F2. Anótalos en la

tabla.

2.- Compara Ftot con las fuerzas por peso FB y Fg. ¿A qué resultado llegas?__________________

________________________________________________________________________________

3.- ¿Cómo explicarías la relación entre las reacciones en los apoyos obtenidas y el punto de

aplicación de la masa? ¿Qué papel desempeña aquí el centro de gravedad de la viga?

Solución sugerida: Haz un diagrama en una hoja parte (papel milimétrico), lleva los valores

de F1 y F2 (y) sobre la posición de la masa (x) y une los puntos de cada fuerza con una

línea.

4.- Completa el siguiente enunciado: cuando la masa m se desplaza de derecha a izquierda la

fuerza F2 se hace __________y la fuerza F1___________.

5.- ¿Cómo varía la fuerza F10 (sin carga) con una carga colocada exactamente en el apoyo derecho

de la viga?________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

6.- ¿Dónde se cortan las curvas de F1y F2? En la marca_________, es decir, en _________de la viga.

7.- ¿Qué significado tiene este punto de intersección?____________________________________

_______________________________________________________________________________.

¿Encuentras alguna diferencia en el efecto de la masa sobre las fuerzas F1 o F2, cuando se

coloca a la izquierda o a la derecha de este punto?________________________________

__________________________________________________________________________

¿Cómo son las fuerzas en el punto de intersección?________________________________

_______________________________________________________________________

8.- Si se repitieran las mediciones ¿Cómo afectaría un incremento de la carga (masa m) a la curva

de la fuerza F1? (de tu diagrama en papel milimétrico)____________________________________

________________________________________________________________________________

9.- ¿Cómo afectaría a F2?____________________________________________________________

________________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 2.15

“QUÉ FUERZA ACTÚA SOBRE EL PÉNDULO DESPLAZADO”

OBJETIVO:

Determinar la fuerza con la que un péndulo de hilo desplazado tiende a su posición de equilibrio,

en función de la deviación.

MARCO TEÓRICO:

Péndulo simple: sistema mecánico que se mueve en un movimiento oscilatorio. Un péndulo simple

se compone de una masa puntual m suspendida por una cuerda ligera supuestamente inextensible

de longitud L, donde el extremo superior de la cuerda está fijo, como se muestra a continuación:

El movimiento ocurre en un plano vertical y es accionado por la fuerza gravitacional. Considerando

que el péndulo oscila libremente (sin roce) se puede demostrar que su movimiento es un

movimiento armónico simple, siempre y cuando la amplitud de su oscilación sea pequeña.

Las fuerzas que actúan sobre la masa son las fuerzas ejercidas por la cuerda T y la fuerza

gravitacional m*g. La componente tangencial de la fuerza gravitacional, mg senθ actúa siempre

hacia θ=0, opuesta al desplazamiento.

Por consiguiente, la fuerza tangencial es una fuerza restauradora, y podemos escribir la ecuación

de movimiento en la, actúa siempre hacia dirección tangencial:

http://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtml

http://www.monografias.com/trabajos15/kinesiologia-biomecanica/kinesiologia-biomecanica.shtml

http://www.monografias.com/trabajos11/tebas/tebas.shtml

http://www.monografias.com/trabajos12/eleynewt/eleynewt.shtml

http://www.monografias.com/trabajos15/direccion/direccion.shtml




Ft = -mg sen = m d2s

Donde s es el desplazamiento medido a lo largo del arco y el signo (-) indica que Ft actúa hacia la

posición de equilibrio.

El principio de conservación de la energía establece que la

suma de la energía cinética de rotación del péndulo más

potencial es constante. La energía potencial del centro de

masa del sólido rígido tal como vemos en la figura vale

mgh=mgb(1-cosq ).

b es la distancia entre el centro de masa (cm) y el eje de

rotación O del sólido rígido


Material Cantidad

Pie estativo 1



Nuez doble 1




Dinamómetro, 1N 1

Pasador 1


Cinta métrica, 2m 1

Sedal

tijeras

http://www.monografias.com/trabajos/tomadecisiones/tomadecisiones.shtml




MONTAJE

CONECTA LAS DOS MITADES DE LA BASE DE APOYO CON LA VARILLA DE SOPORTE DE 60

cm. AL MOVER LA PALANCA DE BLOQUEO SEFIJA LA VARILLA DE SOPORTE A LA BASE DE

APOYO. CONECTA LA VARIALLA DE 60 cm LA VARILLA DE 25 cm DE EN LAS MITADES DEL SOPORTE

DE LA BASE Y APRIETE CON LOS TORNILLOS DE FIJACIÓN.

SUJETE LA NUEZ EN LA BARRA DE 60 cm DE APOYO Y FIJAR LA ARANDELA DE SUJECIÓN EN EL

MISMO.




EMPUJE LA CINTA MÉTRICA EN EL SOPORTE DE TUBO DE VIDRIO Y FIJARLO A LA VARILLA DE

SOPORTE DE 25 cm.

HAZ DOS LAZOS EN UN TROZO DE SEDAL, DE FORMA QUE SU LONGITUD TOTAL SEA DE

UNOS 30 cm.

CUELGA EL PLATILLO DEL PASADOR CON EL SEDAL, Y CÁRGALO DE FORMA QUE EL PESO

TOTAL, INCLUYENDO EL PLATILLO, SEA mtot= 200g.

ATA EL PLATILLO AL DINAMÓMETRO CON UN TROZO DE SEDAL.

EL DINAMÓMETRO DEBE IR ATADO AL CENRO DE GRAVEDAD DE LA MSA, Y DEBE ESTAR

SIEMPRE PERPENDICULAR AL HILO DEL PÉNDULO.

REALIZACIÓN

1.- MIDE LA LONGITUD DEL PÉNDULO l (DISTANCIA ENTRE EL PUNTO DE SUSPENSIÓN Y EL CENTRO

DE GRAVEDAD DE LA MASA PENDULAR).

DESPLAZA EL PÉNDULO EN X=2, 4, 6, 8 Y 10 cm, LEYENDO EL DINAMÓMETRO CADA VEZ (EL

DINAMÓMETRO SIEMPRE PERPENDICULAR AL HILO DEL PÉNDULO). ANOTA LOS VALORES

EN LA TABLA.




2.- REDUCE LA LONGITUD DEL PÉNDULO EN 10 cm, MIDE DE NUEVO l Y REPITE EL EXPERIMENTO CON LOS DISTINTOS DESPLAZAMIENTOS DE x.

LLEVA TODOS LOS VALORES A LA TABLA

RESULTADOS DE LAS MEDIDAS Fuerza por peso Fg=_________________N 1.- Longitud del péndulo l =_______________N 2.-Longitud del péndulo l =____________N

X/cm F/N x/l F/Fg

2

4

6

8

10

X/cm F/N x/l F/Fg

2

4

6

8

10




EVALUACIÓN

1.- Calcula los cocientes x/l, y lleva los resultados a la tabla 2.- Calcula los cocientes F/Fg, y lleva igualmente los resultados a la tabla. 3.- Compara los resultados de las divisiones ¿Qué encuentras?_____________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4.- Completa el esquema de la figura a continuación, con las fuerzas que actúan sobre la masa del péndulo cuando éste está desplazado, y dibuja el paralelogramo de fuerzas (valores de la primera tabla, con x=10)

5.- ¿Puedes razonar los resultados de tus mediciones y cálculos?___________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 2.16

“ROZAMIENTO”

OBJETIVO:

Determinar cómo distintas superficies dan lugar a diferentes fuerzas de rozamiento, y determinar

la diferencia entre rozamiento de adherencia y rozamiento de de deslizamiento.

MARCO TEÓRICO:

Se define como fuerza de rozamiento o fuerza de fricción, entre dos superficies en contacto, a

aquella que se opone al movimiento entre ambas superficies (fuerza de fricción dinámica) o a la

fuerza que se opone al inicio del movimiento (fuerza de fricción estática). Se genera debido a las

imperfecciones, especialmente microscópicas, entre las superficies en contacto.

En el rozamiento entre cuerpos sólidos se ha observado que son válidos de forma aproximada los

siguientes hechos empíricos:

1. La fuerza de rozamiento tiene dirección paralela a la superficie de apoyo.

2. El coeficiente de rozamiento depende de la naturaleza de los cuerpos en contacto, así

como del estado en que se encuentren sus superficies.

3. La fuerza máxima de rozamiento es directamente proporcional a la fuerza normal que

actúa entre las superficies de contacto.

4. Para un mismo par de cuerpos (superficies de contacto), el rozamiento es mayor un

instante antes de que comience el movimiento que cuando ya ha comenzado.

El rozamiento puede variar en una medida mucho menor debido a otros factores:

1. El coeficiente de rozamiento es prácticamente independiente del área de la superficie de

contacto.

2. El coeficiente de rozamiento cinético es prácticamente independiente de la velocidad de

los móviles.

3. La fuerza de rozamiento puede aumentar ligeramente si los cuerpos llevan mucho tiempo

sin moverse uno respecto del otro ya que se "agarrotan".

Algunos autores sintetizan las leyes del comportamiento de la fricción en las siguientes dos leyes

básicas:

http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza_normal




1. La resistencia al deslizamiento tangencial entre dos cuerpos es proporcional a la fuerza

normal ejercida entre los mismos.

2. La resistencia al deslizamiento tangencial entre dos cuerpos es independiente de las

dimensiones de ambos.

Existen dos tipos de rozamiento o fricción, la fricción estática (adherencia) y la fricción

dinámica (deslizamiento). El primero es la resistencia que se debe superar para poner en

movimiento un cuerpo con respecto a otro que se encuentra en contacto. El segundo, es la

resistencia, de magnitud considerada constante, que se opone al movimiento pero una vez que

éste ya comenzó. En resumen, lo que diferencia a un roce con el otro, es que el estático actúa

cuando los cuerpos están en reposo relativo en tanto que el dinámico lo hace cuando ya están en

movimiento.

Rozamiento estático

Es la fuerza que se opone al inicio del movimiento. Sobre un cuerpo en reposo al que se aplica una

fuerza horizontal F, intervienen cuatro fuerzas:

F: la fuerza aplicada.

Fr: la fuerza de rozamiento entre la superficie de apoyo y el cuerpo, y que se opone al

movimiento.

P: el peso del propio cuerpo, igual a su masa por la aceleración de la gravedad.

N: la fuerza normal, con la que la superficie reacciona sobre el cuerpo sosteniéndolo.

Rozamiento dinámico

Dado un cuerpo en movimiento sobre una superficie horizontal, deben considerarse las siguientes

fuerzas:

F: la fuerza aplicada.

Fr: la fuerza de rozamiento entre la superficie de apoyo y el cuerpo, y que se opone al

movimiento.

Fi: fuerza de inercia, que se opone a la aceleración de cuerpo, y que es igual a la masa del

cuerpo m por la aceleración que sufre a.

P: el peso del propio cuerpo, igual a su masa por la aceleración de la gravedad.

N: la fuerza normal, que la superficie hace sobre el cuerpo sosteniéndolo.





Material Cantidad


Dinamómetro, 1N 1

Dinamómetro, 2N 1


Superficie de papel

Superficie de madera

Papel de lija, granulado 150




MONTAJE

OBSERVA LAS FIGURAS 1, 2, Y 3 DE ACONTUNUACIÓN

Fig. 1 Fig. 2

Fig. 3

REALIZACIÓN

1.- COLOCA EL TACO DE ROZAMIENTO CON LA PARTE DE MADERA SOBRE LA SUPERFICIE DE LA MESA, Y ENGÁNCHALE EL DINAMÓMETRO 2N

MIDE LA FUERZA F1, JUSTO CON LA QUE EMPIEZA A MOVERSE EL TACO, Y ANOTA ESE VALOR EN LA TABLA 1.

MIDE LA FUERZA F2, CON LA QUE EL TACO SE MUEVE DE MANERA UNIFORME, Y ANOTA EL VALOR IGUALMENTE.

DALE LA VUELTA AL TACO DE ROZAMIENTO, PARA QUE QUEDE SOBRE LA MESA SU CARA DE GOMA, Y MIDE DE NUEVO LAS FUERZAS F1 Y F2. ANOTA LOS VALORES EN LA TABLA 1

2.- COLOCA DEBAJO DEL TACO DE ROZAMIENTO (POR LA CARA CON GOMA) DOS VARILLA SOPORTE PEQUEÑAS, DE 10 CM, COMO RODILLOS. ENGANCHA EN EL TACO EL DINAMÓMETRO 1N, E INTENTA MEDIR LAS FUERZAS F1 AL INICIARSE EL MOVIMIENTO, Y F2 DURANTE EL MOVIMIENTO.

PRESTA ATENCIÓN AL MEDIR, PORQUE EL RECORRIDO SOBRE LOS RODILLOS NO ES LARGO. ANOTA LOS VALORES EN LA TABLA 1.




3.-PON SUCESIVAMENTE PAPEL, MADERA Y PAPEL DE LIJA DEAJO DE LA CARA DE ADERA DEL TACO DE ROZAMIENTO. ENGANCHA EL DINAMÓMETRO 2N Y MIDE CADA VEZ LAS FUERZAS F2 EN MOVIMIENTO UNIFORME.

LLEVA LOS VALORES A LA TABLA 2 DALE LA VUELTA AL TACO Y PONLO SOBRE SU CARA DE GOMA. REPITE LAS MEDICIONES

DE F2 SOBRE PAPEL, MADERA Y PAPEL LIJA. LLEVA TODOS LOS VALORES A LA TABLA 2

RESULTADO DE LAS MEDIDAS 1.- 2.- Fuerza F2/N

EVALUACIÓN

1.- En los valores de la tabla 1 ¿Encuentras diferencia entre las fuerzas F1y F2?_________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2.- ¿Puedes dar alguna explicación?___________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3.- ¿Porqué se utilizan ruedas en los coches?____________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4.- el hielo está muy deslizante ¿qué hay que hacer para no patinar?_________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Sup rozamiento base

Madera

Goma

Papel

Madera

Lija

Superficie de

rozamiento

Madera

Goma

rodillos

F1/N

F2/N




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 2.17

“COEFICIENTE DE ROZAMIENTO”

OBJETIVO:

Conocer si la fuerza de rozamiento guarda relación con el área de la superficie que roza y con la

masa.

MARCO TEÓRICO:

Se define a la fricción como una fuerza resistente que actúa sobre un cuerpo, que impide o retarda

el deslizamiento de este respecto a otro o en la superficie que este en contacto. Esta fuerza es

siempre tangencial a la superficie en los puntos de contacto con el cuerpo, y tiene un sentido tal

que se opone al movimiento posible o existente del cuerpo respecto a esos puntos. Por otra parte

estas fuerzas de fricción están limitadas en magnitud y no impedirán el movimiento si se aplican

fuerzas lo suficientemente grandes.

Esta fuerza es la causante, por ejemplo, de que podamos andar (cuesta mucho más andar sobre

una superficie con poco rozamiento, hielo, por ejemplo, que por una superficie con rozamiento

como, por ejemplo, un suelo rugoso).

La experiencia nos muestra que:

la fuerza de rozamiento entre dos cuerpos no depende del tamaño de la superficie de

contacto entre los dos cuerpos, pero sí depende de cual sea la naturaleza de esa superficie

de contacto, es decir, de que materiales la formen y si es más o menos rugosa.

la magnitud de la fuerza de rozamiento entre dos cuerpos en contacto es proporcional a

la normal entre los dos cuerpos, es decir: Fr = m·N Donde m es lo que conocemos

como coeficiente de rozamiento.

http://www.monografias.com/trabajos11/tebas/tebas.shtml

http://www.monografias.com/trabajos14/propiedadmateriales/propiedadmateriales.shtml

http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/02/fuerzas.html#normal




El coeficiente de rozamiento o coeficiente de fricción expresa la oposición al movimiento que

ofrecen las superficies de dos cuerpos en contacto. Es un coeficiente adimensional. Usualmente se

representa con la letra griega μ (mu).

La mayoría de las superficies, aún las que se consideran pulidas son extremadamente rugosas a

escala microscópica. Cuando dos superficies son puestas en contacto, el movimiento de una

respecto a la otra genera fuerzas tangenciales llamadas fuerzas de fricción, las cuales tienen

sentido contrario a la fuerza aplicada. La naturaleza de este tipo de fuerza está ligada a las

interacciones de las partículas microscópicas de las dos superficies implicadas.

El valor del coeficiente de rozamiento es característico de cada par de materiales en contacto; no

es una propiedad intrínseca de un material. Depende además de muchos factores como

la temperatura, el acabado de las superficies, la velocidad relativa entre las superficies, etc.

En un boque la fuerza de rozamiento estática es directamente proporcional a la NORMAL.

Fs = μs . N

Si el bloque comienza a moverse, ya no es necesario ejercer tanta fuerza para mantener su

velocidad constante pero aún así, continúa existiendo el rozamiento entre superficies, llamada

fuerza cinética de rozamiento.

Fk = μk . N


Material Cantidad


Dinamómetro, 1N 1


pasador 1

Pie de rey 1

http://es.wikipedia.org/wiki/Superficie_(f%C3%ADsica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Coeficiente

http://es.wikipedia.org/wiki/Adimensional

http://es.wikipedia.org/wiki/%CE%9C


http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura

http://es.wikipedia.org/wiki/Acabado

http://es.wikipedia.org/wiki/Superficie_(f%C3%ADsica)





MONTAJE OBSERVA LAS SIGUIENTES FIGURAS.




REALIZACIÓN 1.- COLOCA EL TACO DE ROZAMIENTO CON LA PARTE ANCHA SOBRE LA MESA, CON LA SUPERFICIE DE GOMA HACIA ARRIVA.

MIDE CON PIE DE REY SU LONGITUD a Y SU ANCHO b. LLEVA LOS RESULTADOS A LA TABLA

TIRA DEL TACO CON EL DINAMÓMETRO, Y LEE LA FUERZA Fr CON MOVIMIENTO

UNIFORME (ROZAMIENTO DE DESLIZAMIENTO) ANOTA LOS VALORES EN LA TABLA 1 DALE LA VUELTA AL TACO DE ROZAMIENTO PARA QUE QUEDE SOBRE LA CARA DERECHA,

DETERMINA SU ALTURA c, Y MIDE DE NUEVO LA FUERZA DE ROSAMIENTO 2.- DETERMINA CON EL DINAMÓMETRO LA FUERZA POR PESO DEL TACO DE ROZAMIENTO, INCLUIDO EL PASADOR. ANOTA EL VALOR EN LA TABLA 2.

COLOCA EL TACO SOBRE LA MESA, CON LA CARA DE GOMA Y EL PASADOR HACIA ARRIBA. TIRA DEL TACO CON EL DINAMÓMETRO, Y LEE LA FUERZA Fr, CON MOVIMIENTO

UNIFORME (ROSAMIENTO DE DESLIZAMIENTO). CARGA EL TACO CON 50g (COLOCA UNA MASA EN EL PASADOR), Y LEE DE NUEVO LA

FUERZA DE ROZAMIENTO Fr. ANOTA EL VALOR EN LA TABLA 2. REPITE EL EXPERIMENTO AÑADIENDO PRIMERO 2 Y DESPUES 3 MASAS DE 50g, MIDIENDO

CADA VEZ LA FUERZA DE ROZAMIENTO Fr, Y LLEVA LOS VALORES A LA TABLA 2.





1 Fuerza de rozamiento y superficie. 2 Fuerza de rozamiento y masa.

a/cm b/cm c/cm A/cm2 Fr/N

---------

--------

EVALUACIÓN

1. – Calcula con a y b, y con a y c, las superficies de rozamiento A, y anótalas en la tabla 1. 2.- ¿Varía la fuerza Fr cuando la superficie A se hace menor?______________________________ _______________________________________________________________________________ 3.- ¿Qué consecuencias sacas?_______________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4.- Calcula la fuerza por peso Fg del taco + las masas, y anótalas en la tabla 2. 5.- ¿Depende la fuerza de rozamiento Fr de la carga del taco?__________________________ ___________________________________________________________________________ 6.- Lleva al diagrama siguiente los valores medidos de la fuerza de rozamiento Fr sobre la fuerza por peso Fg, y une los puntos.

Taco con pasador Fg/N Fr/N

+50

+100

+150




7.- ¿Qué tipo de línea resulta?________________________________________________________ 8.- Determina el incremento de la pendiente ∆Fr/∆Fg_____________________________________ ________________________________________________________________________________ 9Esta magnitud se denomina coeficiente de rozamiento μ. ¿Está μ en función de las características de las superficies de contacto?___________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 3.1

“LA BALANZA”

OBJETIVO:

Determinar la masa de distintos cuerpos con una balanza, además de interpolar valores para

obtener una mayor precisión de lectura.

MARCO TEÓRICO:

La balanza es una palanca de primer género de brazos iguales que mediante el establecimiento de

una situación de equilibrio entre los pesos de dos cuerpos permite medir masas. Al igual que

una romana, o una báscula, es un instrumento de medición que permite medir la masa de un

objeto.

Para realizar las mediciones se utilizan patrones de masa cuyo grado de exactitud depende de la

precisión del instrumento. Al igual que en una romana, pero a diferencia de una báscula o

un dinamómetro, los resultados de las mediciones no varían con la magnitud de la aceleración de

la gravedad.

El rango de medida y precisión de una balanza puede variar desde varios kilogramos (con precisión

de gramos), en balanzas industriales y comerciales; hasta unos gramos (con precisión

de miligramos) en balanzas de laboratorio.

La principal utilidad de las balanzas es pesar los alimentos que se venden a granel, al peso: carne,

pescado, frutas, etc.

Otro uso importante de las balanzas es para pesar pequeñas cantidades de masa que se utiliza en

los laboratorios para hacer pruebas o análisis de determinados materiales. Estas balanzas

destacan por su gran precisión. En los hogares también hay, a menudo, pequeñas balanzas para

pesar los alimentos que se van a cocinar según las indicaciones de las recetas culinarias.

La aparición de las básculas electrónicas ha dejado obsoleto el uso de las balanzas en muchas

aplicaciones.

http://es.wikipedia.org/wiki/Palanca



http://es.wikipedia.org/wiki/Romana_(instrumento)


http://es.wikipedia.org/wiki/Instrumento_de_medici%C3%B3n


http://es.wikipedia.org/wiki/Dinam%C3%B3metro




http://es.wikipedia.org/wiki/Miligramo

http://es.wikipedia.org/wiki/Laboratorio

http://es.wikipedia.org/wiki/Alimento

http://es.wikipedia.org/wiki/Carga_a_granel

http://es.wikipedia.org/wiki/An%C3%A1lisis_qu%C3%ADmico

http://es.wikipedia.org/wiki/Precisi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Receta_de_cocina






Material Cantidad

Pie estativo 1


Nuez doble 1

Pasador 1

Balanza 1


Juego de pesas, 1-50g 1

Perdigones 1

Vaso de precipitados, 100ml, plástico 1

Vaso de precipitados, 250 ml, plástico 1


Columna de hierro 1


Columna de madera 1





MONTAJE

ARMA UNA BASE SOPORTE COMO SE MUESTRA EN LAS SIGUIENTES FIGURAS:

COLOQUE LA PLACA CON LA ESCALA EN EL MEDIO DE LA PALANCA, LUEGO PON LA ARANDELA DE

SUJECIÓN EN EL AGUJERO DE LA AGUJA Y EN EL AGUJERO DE LA PALANCA. COLOQUE LA NUEZ DE

LA VARILLA DE SOPORTE Y FIJA LA ARANDELA DE SUJECIÓN EN EL MISMO.

ENSAMBLA LOS PLATILLLOS DE LA BALANZA Y COLOCA CADA UNO EN LAS MARCAS 10 DEL BRAZO.

COLOQUE EL PUNTERO DE LA AGUJA DE TAL MANERA QUE MARQUE EXACTAMENTE CERO.




REALIZACIÓN

1.- COLOCA ALGUNOS OBJETOS SUCESIVAMENTE SOBRE UNO DE LOS PLATILLOS DE LA BALANZA, Y

EQUILÍBRALA PONIENDO MASAS DEL JUEGO DE PESAS SOBRE EL OTRO PLATILLO. ANOTA LOS

RESULTADOS EN LA BALANZA TABLA 1

2.- COLOCA EN UN VASO DE PRECIPITADOS DE 100 ml, Y EN EL OTRO PLATILLO LOS PERDIGONES

SUFICIENTES PARA QUE LA BALANZA SE EQUILIBRE (TARADO).

LLENA EL VASO PRECIPITADOS APROXIMADAMENTE HASTA MITAD CON AGUA, Y

DETERMINA LA MASA DEL AGUA CON EL JUEGO DE PESAS. ANOTA EL RESULTADO EN 2.

3.- EN LAS PESADAS DEL PUNTO 1, NO SIEMPRE LA BALANZA HA QUEDADO EN PERFECTO

EQUILIBRIO, ALGUNAS VECES LA AGUJA QUEDABA ALREDOR DE CERO. LA LECTURA SE PUEDE

MEJORAR DE LA SIGUIENTE MANERA:

COLOCA EN EL PLATILLO DERECHO LA CULUMNA DE MANERA, Y DETERMINA LO MÁS

EXACTAMENTE POSIBLE. LA AHUJA QUEDA TODAVIA A LA IZQUIERDA DEL CERO.

LEE LA DESVIACIÓN DE LA AGUJA, Y ANOTA EL VALOR. PON (+) SI SE DESVÍA A LA

IZQUIERDA, (-) SI SE DESVÍA A LA DERECHA.

PON UNA PESA DE 1g EN EL PLATILLO DE LA IZQUIERDA, Y LEE LA DESVIACIÓN DE LA

AGUJA (CON SU SIGNO). ANOTA LA DESVIACIÓN EN LA TABLA 3.





TABLA 1 TABLA 3 interpolación

Objeto m/g

Muelle

Columna de hierro

Columna de aluminio

Columna de madera

Vaso de precipitados 250 ml

Varilla 100 mm

2.-Tarado

Masa del agua del vaso de precipitados m= _______________g

EVALUACIÓN

1.- ¿Cuál es la propiedad de los cuerpos que puedes averiguar con una balanza?_________

________________________________________________________________________________

¿Tendrías los mismos resultados, p. ej. En la luna? _________________________________

__________________________________________________________________________

2.- ¿Qué ventajas tiene el tarado?_____________________________________________________

________________________________________________________________________________

3.- Con los datos de la tabla 3, calcula cuál es la desviación de la aguja para 1g, sumando las

desviaciones + y – sin tener en cuenta el signo.

Calcula la masa que corresponde a una división de la escala, anótala en la tabla.

Pasa después a gramos la desviación de la aguja, y calcula la masa exacta (corregida) mK de

la columna de madera.

Anota los resultados de la tabla.


Sensibilidad de la balanza. La sensibilidad de una balanza se define como el coeficiente entre la

masa y la desviación de la aguja. Para medirla se averigua cuál es la masa que produce desviación

de 1 división de escala.

M=_________g

+1g

Desviación =_______div. Esc.




Corrección de la masa de madera




Variando la carga y la posición de los platillos, según los valores dados en la siguiente tabla,

estudia si la sensibilidad de la balanza está en función de

La carga en los platillos

La longitud del brazo de la balanza

Posición de los

platillos

Carga/g

Izq. der

Desviación/div. Escala

Izq. der

Sensibilidad

g/div. Esc.

10 1 0 __

10 0 1 __

7 1 0 __

7 0 1 __

10 50+1 50 __

10 50 50+1 __

EVALUACIÓN

1.- Calcula la sensibilidad de la balanza en g/div.esc., y anota los valores en la tabla.

2.- ¿Está la sensibilidad en función de la carga de los platillos?______________________________

________________________________________________________________________________

3.- ¿Está la sensibilidad en función del lado en que está la carga?____________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

4.- ¿Cómo influye acortar los brazos, con la misma carga, sobre la sensibilidad?________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

5.- ¿Cuándo es máxima la sensibilidad de la balanza?_____________________________________

________________________________________________________________________________

______________________________________________________________________________

6.- ¿Cuál puede ser la razón?_________________________________________________________

________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 3.2

“PALANCA DE DOS BRAZOS”

OBJETIVO:

Estudiar una palanca de dos brazos, expresando su ley verbalmente y con una fórmula.

MARCO TEÓRICO:

El hombre, desde los inicios de los tiempos ha ideado mecanismos que le permitan ahorrar energía

y con ello lograr que sus esfuerzos físicos sea cada vez menores.

Entre los diversos mecanismos para hacer más eficientes sus esfuerzos se pueden citar las poleas,

los engranajes y las palancas.

La palanca es una máquina simple que se emplea en una gran variedad de aplicaciones. Con una

buena palanca es posible mover los más grandes pesos y también aquellos que por ser tan

pequeños también representan dificultad para tratarlos.

Básicamente está constituida por una barra rígida, un punto de apoyo (se le puede llamar “fulcro”)

y dos fuerzas (mínimo) presentes: una fuerza (o resistencia) a la que hay que vencer (normalmente

es un peso a sostener o a levantar o a mover en general) y la fuerza (o potencia) que se aplica para

realizar la acción que se menciona. La distancia que hay entre el punto de apoyo y el lugar donde

está aplicada cada fuerza, en la barra rígida, se denomina brazo. Así, a cada fuerza le corresponde

un cierto brazo.

Como en casi todos los casos de máquinas simples, con la palanca se trata de vencer

una resistencia, situada en un extremo de la barra, aplicando una fuerza de valor más pequeño

que se denomina potencia, en el otro extremo de la barra.

En una palanca podemos distinguir entonces los siguientes elementos:

El punto de apoyo o fulcro.

Potencia: la fuerza que se ha de aplicar.

Resistencia: el peso que se ha de mover.

El brazo de potencia (b2): es la distancia entre el fulcro y el punto de la barra donde se

aplica la potencia.

El brazo de resistencia (b1): es la distancia entre el fulcro y el punto de la barra donde se encuentra

la resistencia o carga.

http://www.profesorenlinea.cl/fisica/MaquinasSimples.htm




La ubicación del fulcro respecto a la carga y a la potencia o

esfuerzo, definen el tipo de palanca

Según lo visto en la figura y lo definido en el cuadro superior, hay tres tipos de palancas:

Palanca d primera clase: tienen el fulcro entre la fuerza a vencer y la fuerza a aplicar.

Palanca de segunda clase: la fuerza a vencer se está entre el fulcro y la fuerza a aplicar.

Palanca de tercera clase: Se ejerse la fuerza “a aplicar” entre el fulcro y la fuerza a vencer.

Ley de las palancas

Hay una ley muy importante, que era conocida como la “ley de oro”, esta es la Ley de las Palancas: El producto de la potencia por su brazo (F2 • b2) es igual al producto de la resistencia por el brazo

suyo (F1 • b1)

Lo cual se escribe así: F1 • b1 = F2 • b2 lo que significa que: Trabajo motor = Trabajo resistente


Material Cantidad

Pie estativo 1


Nuez doble 1


Balanza 1



Dinamómetro 2N 1

Pasador 1




MONTAJE ARMA UNA BASE SOPORTE COMO SE MUESTRA EN LAS SIGUIENTES FIGURAS:

FIJA LA NUEZ A LA VARILLA SOPORTE. AJUSTA LA PALANCA USANDO EL PASADOR, EL PASADOR

DEBE ESTAR EN EL CENTRO DE LA PALANCA. DESPUES DE ESO INSERTA EL PASADORDENTRO DE LA

NUEZ. AJUSTA EL DINAMÓMETRO A CERO ANTES DE COLGARLO DE CABEZA.




REALIZACIÓN

ANTES DE EMPEZAR A MEDIR, AJUSTA EL DINAMÓMETRO A CERO EN LA POSICIÓN

INVERTIDA.

1.- CUEKGA EL PLATILLO PARA PESAS DE RANURA, CON UNA MASA TOTAL mTtot= 100G, DN LA

MARCA DE 10, EN LA PARTE IZQUIERDA DE LA PALANCA.

CUELGA EL DINAMÓMETRO DEN LA MARCA 10 DE LA DERECHA, Y PON LA PALANCA

HORIZONTAL. LEE EL VALOR QUE MARAC EL DINAMÓMETRO Y ANÓTALO EN LA TABLA 1.

CUELGA LA CARGA SUUCESIVAMENTE EN LAS MARCAS 8, 6, 4, 2 DE LA IZQUIERDA, Y LEE

EN CADA POSICIÓN LA FUERZA F. ANOTA TODOS LOS VALORES EN LA TABLA 1.

2.-CUELGA EL PLATILLO, CON UNA MASA mtot= 40g, EN LA MARCA 10 DEL LADO IZQUIERDO DE LA

PALANCA.

CUELGA EL DINAMÓMETRO EN LA MARCA 10 IZQUIERDA, Y PON LA PALANCA

HORIZONTAL. LEE EL VALOR QUE MARCA EL DINAMÓTRO Y ANÓTALO EN LA TABLA 2.

PON SUCESIVAMENTE EL DINAMÓMETRO EN LAS MARCAS 8, 6, 4 Y 2 DE LA DERECHA, Y

MIDE LA FUERZA F EN CADA UNA DE LAS POSICIONES. ANOTA TODOS LOS VALORES EN LA

TABLA 2.





Tabla 1

mtot=100g, L=___________N

Marca F/N l1/cm L*l1/N-cm l2/cm F*l2/N-cm

10

Izq.

10

Der

8 10

6 10

4 10

2 10

Tabla 2

mtot=100g, L=___________N


10

Izq.

10

Der

10 8

10 6

10 4

10 2




EVALUACIÓN

1.- Calcula la fuerza por peso a partir de la masa mtot, y aplícala a las tablas como carga L.

2.- Calcula a partir de las distancia entre las marcas (separadas 2 cm), las longitudes en cm del

brazo de carga l1 y del brazo de fuerza l2. Aplícalas en las tablas.

3.- Calcula los productos L*l1 y F*l2 y anótalos en las tablas.

4.- Compara los productos ¿Qué deduces?_____________________________________________

________________________________________________________________________________

5.-Expresa verbalmente lo que has observado, y también con una formula.___________________

_______________________________________________________________________________

6.-Observa la siguiente tabla:

¿Cómo varía la fuerza bajo cada una de las condiciones dadas? ¿Se hace mayor o menor?

Completa la tabla.

Carga L Brazo de carga l1 Brazo de carga l2 Fuerza F

Constante Menor Constante

Constante Constante Menor

Menor Constante Constante

7.- Cuelga una carga m=10g en el lado izquierdo de la palanca en las marcas 2, 4, 6, 8, y 10. ¿En

qué marcas del brazo derecho debes colgar una segunda carga m=20 para que la palanca

permanezca horizontal?_____________________________________________________________

________________________________________________________________________________

EJERCIOS COMPLEMENTARIOS

1.- El producto “F*l= fuerza por brazo de la palanca” se denomina momento. ¿Puedes decir bajo

qué condiciones la palanca permanece en posición horizontal?____________________________

________________________________________________________________________________

2.- ¿En qué sentido se mueve una palanca bajo la acción del momento que produce desde su parte

derecha la fuerza F a una distancia (brazo de la palanca) l2?________________________________

________________________________________________________________________________

3.- ¿En qué sentido se mueve una palanca bajo la acción del momento q produce desde su parte

izquierda la carga L a la distancia l1?___________________________________________________

_______________________________________________________________________________

4.- comprueba tu respuesta a 1. Corrígela si es necesario.__________________________________

5.- carga uno de los brazos de la palanca con varias cargas L1L2… a distintas longitudes de brazo

l11l12… ¿Cuál es la fuerza necesaria en el brazo de fuerza l2?________________________________

________________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 3.3

“PALANCA DE UN BRAZO”

OBJETIVO:

Estudiar la palanca de un solo brazo y sus leyes, expresando las leyes en formas de momentos.

MARCO TEÓRICO:

La palanca es una máquina simple que tiene como función transmitir una fuerza y un

desplazamiento. Está compuesta por una barra rígida que puede girar libremente alrededor de un

punto de apoyo llamado fulcro. Puede utilizarse para amplificar la fuerza mecánica que se aplica a

un objeto, para incrementar su velocidad o la distancia recorrida, en respuesta a la aplicación de

una fuerza.

Fuerzas actuantes

Sobre la barra rígida que constituye una palanca actúan tres fuerzas:

La potencia; P: es la fuerza que aplicamos voluntariamente con el fin de obtener un

resultado; ya sea manualmente o por medio de motores u otros mecanismos.

La resistencia; R: es la fuerza que vencemos, ejercida sobre la palanca por el cuerpo a

mover. Su valor será equivalente, por el principio de acción y reacción, a la fuerza

transmitida por la palanca a dicho cuerpo.

La fuerza de apoyo: es la ejercida por el fulcro sobre la palanca. Si no se considera el peso

de la barra, será siempre igual y opuesta a la suma de las anteriores, de tal forma de

mantener la palanca sin desplazarse del punto de apoyo, sobre el que rota libremente.

Brazo de potencia; Bp: la distancia entre el punto de aplicación de la fuerza de potencia y

el punto de apoyo.

Brazo de resistencia; Br: distancia entre la fuerza de resistencia y el punto de apoyo.



http://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_acci%C3%B3n_y_reacci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Palanca_11.svg

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Palanca_11.svg




Ley de la palanca

En física, la ley que relaciona las fuerzas de una palanca en equilibrio se expresa mediante la

ecuación:

Ley de la palanca: Potencia por su brazo es igual a resistencia por el suyo.Siendo P la potencia, R la

resistencia, y Bp y Br las distancias medidas desde el fulcro hasta los puntos de aplicación

de P y R respectivamente, llamadas brazo de potencia ybrazo de resistencia.

Si en cambio una palanca se encuentra rotando aceleradamente, como en el caso de

una catapulta, para establecer la relación entre las fuerzas y las masas actuantes deberá

considerarse la dinámica del movimiento en base a los principios de conservación de cantidad de

movimiento y momento angular.


Material Cantidad

Pie estativo 1


Nuez doble 1

Palanca 1




Dinamómetro 2N 1

Pasador 1


http://es.wikipedia.org/wiki/Catapulta

http://es.wikipedia.org/wiki/Din%C3%A1mica

http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_conservaci%C3%B3n



http://es.wikipedia.org/wiki/Momento_angular




MONTAJE

ARMA UNA BASE SOPORTE COMO SE MUESTRA EN LAS SIGUIENTES FIGURAS:

FIJA LA NUEZ A LA VARILLA SOPORTE. AJUSTA LA PALANCA USANDO EL PASADOR, EL PASADOR

DEBE ESTAR EN EL CENTRO DE LA PALANCA. DESPUES DE ESO INSERTA EL PASADORDENTRO DE LA

NUEZ. AJUSTA EL DINAMÓMETRO A CERO ANTES DE COLGARLO DE CABEZA.




REALIZACIÓN

1.- CUELGA DEL PLATILLO PARA PESAS DE RANURA, CON UNA MASA mtot= 100g, EN LA MARCA 9 A

LA DERECHA DE LA PALANCA.

PON LA PALANCA HORIZONTAL TIRANDO DE ELLA HACIA ARRIBA CON EL DINAMÓMETRO

ENGANCHADO EN LA MARCA 10 DE LA DERECHA. LEE EL VALOR F Y ANÓTALO EN TABLA 1.

CUALGA LA MASA SUCESIVAMENTE EN LAS MARCAS 7, 5, 3 Y 1DE LA DERECHA, Y LEE EN

CADA POSICIÓN LA FUERZA F. ANORA TODOS LOS VALORES EN LA TABLA 1.

2.- CUELGA EL PLATILLO, CON UNA MASA mtot= 40g, EN LA MARCA 5 A LA DERECHA.

PON LA PALANCA EN POSICIÓN HORIZONTAL CON EL DINAMÓMETRO EN LA MARCA 10 DE

LA DERECHA (TIRANDO HACIA ARRIBA). LEE EL DINAMÓMETRO, Y ANOTA EL VALOR EN LA

TABLA 2.

PON SUCESIVAMENTE EL DINAMÓMETRO EN LAS MARCAS 8, 6, 4 Y 2 DE LA DERECHA, Y

MIDE LA FUERZA F EN CADA UNA DE LAS POSICIONES. ANOTA TODOS LOS VALORES EN LA

TABLA 2.





Tabla 1

mtot= 100g, L=____________N


10

Der

10

Der

7 10

5 10

3 10

1 10

Tabla 2

mtot= 40g, L=____________N


5

Der

10

Der

5 8

5 6

5 4

5 2




EVALUACIÓN

1.- Calcula la fuerza por peso a partir de la masa mtot, y aplícala a las tablas como carga L.

2.- Calcula a partir de las distancia entre las marcas (separadas 2 cm), las longitudes en cm del

brazo de carga l1 y del brazo de fuerza l2. Aplícalas en las tablas.

3.- Calcula los productos L*l1 y F*l2 y anótalos en las tablas.

4.- Compara los productos ¿Qué deduces?_____________________________________________

________________________________________________________________________________

5.-Expresa verbalmente lo que has observado, y también con una formula.___________________

_______________________________________________________________________________

6.-Observa la siguiente tabla:

¿Cómo varía la fuerza bajo cada una de las condiciones dadas? ¿Se hace mayor o menor?

Completa la tabla.

Carga L Brazo de carga l1 Brazo de carga l2 Fuerza F

Constante Menor Constante

Constante Constante Menor

Menor Constante Constante

7.- Carga la palanca en la parte derecha con 30g en la marca 6.

Coloca el dinamómetro en esta misma marca, y pon la palanca horizontal.

¿Qué fuerza marca?

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

EJERCICIOS COMPLEMENTARIOS

1.- Carga el brazo derecho de la palanca con varias cargas L1 L 2… a distintas longitudes de brazo l11,

l12… ¿Qué fuerza F en el brazo de la fuerza l2 (en el mismo lado) mantiene la palanca horizontal?__

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

2.- El producto “fuerza por brazo” se denomina momento. Di bajo qué condiciones de la palanca

permanece en posición horizontal. Ten en cuenta el sentido de giro de la palanca.




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 3.4

“FUERZAS Y RECORRIDOS EN LA POLEA FIJA”

OBJETIVO:

Invertir el sentido de una fuerza y determinar si hacerlo varía la fuerza y los recorridos; además

comprobar si los productos carga x recorrido de carga y fuerza x recorrido de fuerza son iguales.

MARCO TEÓRICO:

La polea fija se emplea para tres utilidades básicas: Transformar un movimiento lineal continuo

en otro de igual tipo, pero de diferente dirección o sentido; reducir el rozamiento de las cuerdas

en los cambios de dirección y obtener un movimiento giratorio a partir de uno lineal continuo. Las

dos primeras son consecuencia una de la otra y la tercera es muy poco empleada.

Modificar la dirección de un movimiento lineal y reducir el rozamiento de la cuerda en los

cambios de dirección

Si queremos que el movimiento de la resistencia (el objeto que queremos mover; "efecto") se

realice en dirección o sentido diferente al de la potencia (fuerza que nosotros realizamos para

mover el objeto; "causa") es necesario que la cuerda que une ambas fuerzas (potencia y

resistencia) presente cambios de dirección en su recorrido.

Esos cambios de dirección solamente pueden conseguirse haciendo que el cable roce contra

algún objeto que lo sujete; pero en esos puntos de roce se pueden producir fricciónes muy

elevadas que pueden llegar a deteriorar la cuerda y producir su rotura.

Una forma de reducir este rozamiento consiste en colocar poleas fijas de cable en esos puntos.

Por tanto, la polea fija de cable se emplea para reducir el rozamiento de la cuerda en los cambios

de dirección y la encontramos bajo la forma de polea simple de cableen mecanismos para

el accionamiento de puertas automáticas, sistemas de elevación de cristales de automóviles,

ascensores, tendales, poleas de elevación de cargas... y bajo la forma de polea de gancho en los

sistemas de elevación de cargas, bien aisladas o en combinación

con poleas móviles formando polipastos.

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/operadores/ope_poleacable.htm#simple

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/operadores/ope_poleacable.htm#gancho

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/mecanismos/mec_poleamovil.htm

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/mecanismos/mec_polipasto.htm




La polea fija de cable es una polea simple, o una

de gancho, cuyo eje no se desplaza cuando tiramos de la

cuerda que la rodea.

Para su construcción necesitamos, como mínimo,

un soporte, un eje, una polea de cabley una cuerda. La

polea de cable puede ser fija o de gancho.


Material Cantidad

Pie estativo 1




Nuez doble 2

Polea loca, D 65mm 1

Mango para polea 1




Dinamómetro 2N 1



Sedal 1

Cinta adhesiva

Tijeras

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/operadores/ope_poleacable.htm#simple





MONTAJE

COENCTE LAS DOS MITADES DE LA BASE SOPORTE CON LA VARILLA DE 60 cm Y APETAR LAS

PALANCAS DE BLOQUEO. MONTE LAS OTRAS DOS VARILLAS DE 60 cm EN LAS MITADES DE LAS

BASES SOPORTE, APRIETE LOS TORNILLOS DE FIJACION.

INSERTE EL SOPORTE PARA DINAMÓMETROS EN LOS ORIFICIOS DE LAS VARILLAS CORTAS. FIJA LAS

NUECES A LAS VARILLAS DE 60 cm Y FIJA LAS VARILLAS CORTAS A LAS NUECES. COLOCA LOS DOS

DINAMÓMETROS EN LOS SOPORTES PARA DINAMÓMETROS Y AJUSTALOS A CEROP CON EL

TORNILLO.




CONECTE LOS DOS DINAMÓMETROS USANDO UN TROZO DE SEDAL DE 35 cm DE LARGO.

CUELQUE LA POLEA SOBRE EL SEDAL ENTRE LOS DINAMPOMETROS.

REALIZACIÓN

COLOCA 4 MASAS DE 10g EN EL PLATILLO PARA PESAS DE RANURA.

SUJETA LA MASA (CARGA) CON EL DINAMÓMETRO DE FORMA QUE OSCILE JUSTO

SOBRE LA SUPERFICIE DE LA MESA SIENDO, POR TANTO, h10=0.

LEE LO QUE MARCA EL DINAMÓMETRO, Fr/N.

LEE EN LA CINTA MÉTRICA LA ALTURA hf0 DEL BORDE INFERIOR DEL DINAMÓMETRO,

DESDE LA SUPERFICIE DE LA MESA.

LLEVA TODOS LOS VALORES A LA TABLA.

SUJETA EL DINAMÓMETRO EN LA VARILLA SOPORTE QUE SE ENCUENTRA EN EL PIE

ESTATIVO, Y LEE EN LA CINTA MÉTRICA LAS ALTURAS DEL BORDE INFERIOR DEL

DINAMÓMETRO hf1 Y DE LA MASA hl1.

LLEVA LOS VALORES A LA TABLA

REPITE LAS MEDICIONES PRIMERO CON UNA MASA DE 100g, Y DESPUÉS CON UNA DE

150g. ANOTA LOS RESULTADOS.





h10=0cm

m/g Fr/N hf0/cm hl1/cm hf1/cm F1/N s1 /cm Sf/cm

50

100

150

EVALUACIÓN

1.- Calcula la fuerza por peso de la carga Fl a partir de la masa m y anota su valor en la tabla de

arriba.

2.- Calcula el recorrido de la carga sl por la diferencia hl1-h10 y el recorrido de la fuerza sf por la

diferencia hf0-hf1 lleva los valores a la tabla.

3.- ¿Cómo se relacionan recorrido de carga y recorrido de fuerza en la polea fija?______________

________________________________________________________________________________

4.-Calcula el producto de fuerza y recorrido de fuerza Ft * st para las tres masas, anota los

resultados en la tabla comparativa

5.-Calcula igualmente los productos carga y recorrido de carga Fl * sl, y anota los resultados en la

tabla comparativa.




Tabla comparativa

m/g (Ft * st)/N*cm (Fl * sl)/N*cm

50

100

150

6.- compara los resultados ¿Qué deduces?______________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

7.- ¿Varían los recorridos en el sentido de la cuerda cuando varía el ángulo en el que se aplica la

fuerza?__________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

8.- ¿varía la fuerza en la polea fija al invertir el sentido?___________________________________

________________________________________________________________________________

9.- ¿Qué función puede realizar una polea fija?__________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 3.5

“FUERZAS Y RECORRIDOS EN LA POLEA LOCA”

OBJETIVO:

Determinar las fuerzas existentes en los dos puntos de suspensión de una polea loca, cuando esta

se carga con distintas masas.

MARCO TEÓRICO:

Los elementos constitutivos de una polea son la rueda o polea propiamente dicha, en cuya

circunferencia (llanta) suele haber una acanaladura denominada "garganta" o "cajera" cuya forma

se ajusta a la de la cuerda a fin de guiarla; las "armas", armadura en forma de U invertida o

rectangular que la rodea completamente y en cuyo extremo superior monta un gancho por el que

se suspende el conjunto, y el "eje", que puede ser fijo si está unido a las armas estando la polea

atravesada por él ("poleas de ojo"), o móvil si es solidario a la polea ("poleas de eje"). Cuando,

formando parte de un sistema de transmisión, la polea gira libremente sobre su eje, se denomina

"loca".

La polea móvil no es otra cosa que una polea de gancho conectada a una cuerda que tiene uno de sus extremos anclados a un punto fijo y el otro (extremo móvil) conectado a un mecanismo de tracción.

Estas poleas disponen de un sistema armadura-eje que les permite permanecer unidas a la carga y arrastrarla en su movimiento (al tirar de la cuerda la polea se mueve arrastrando la carga). En ellas se distinguen los siguientes elementos tecnológicos básicos:

Resistencia (R). Es el peso de la carga que queremos elevar o la fuerza que queremos vencer.

Tensión (T). Es la fuerza de reacción que aparece en el punto fijo para evitar que la cuerda lo arranque. Tiene el mismo valor que la potencia.

Potencia (P). Es la fuerza que tenemos que realizar para vencer la resistencia. Esta fuerza es la única que nosotros tenemos que aplicar, pues la tensión es soportada por el punto de anclaje de la cuerda.





Podemos ver que la polea móvil está colgando de dos tramos de cuerda; además también vemos que la resistencia(R) tira hacia abajo, mientras que la potencia (P) y la tensión (T) lo hacen hacia arriba, por tanto, en este mecanismo la resistencia queda anulada o compensada con las fuerzas de la potencia y la tensión, cumpliéndose que su suma vectorial es nula.


Material Cantidad

Pie estativo 1



Nuez doble 2


Mango para polea 1




Dinamómetro 2N 1

Dinamómetro 1N 1



Sedal 1

Tijeras




MONTAJE PARTE 1

VER FIGURA 1

UNE LOS DOS DINAMÓMETROS CON UN TROZODE SEDAL DE UNOS 35 cm DE LONGITUD.

COLOCA LA POLEA LOCA EN EL SEDAL, Y CUELGA EL PLATILLO PAA PESAS DE RANURA EN EL GANCHO DE LA POLEA.

REALIZACIÓN PARTE 1

DETERMINA CON EL DINAMÓMETRO 1N LZ FUERZA POR PESO Fr DE LA POLEA, Y ANOTA EL VALOR.

CARAGA LA POLEA CON LAS MASAS m INDICADAS EN LA TABLA, Y MIDE LAS FUERZAS F1 Y F2.





Fr=__________N

m/g F1/N F2/N Fg/N F1+F2/N

20

40

60

80

100

EVALUACIÓN PARTE 1

Fg=m*g + Fr con g =9.81 m/s2 1.1 Calcula Fg según la fórmula anterior, y llueva los valores calculados a la tabla.

1.2 Halla la suma de los valores de F1 y F2 y anótalos en la tabla.

1.3 Compara esta suma con la fuerza por peso Fg de la masa y la polea.

Completa la frase.

F1 + F2= es _______________la fuerza por peso Fg.

MONTAJE PARTE 2

VER FIGURA 2




COLOCA EL PLATILLO PARA PESAS EN MEDIO DE LOS DINAMÓMETROS, CON LA POLEA.

REALIZACIÓN

CARGA LA POLEA CON UN TOTAL DE 100g, Y LEE EN LOS DINAMÓMETROS LAS FUERZAS F1

Y F2.

MIDE LA ALTURA hf DEL DINAMÓMETRO DE 1N SOBRE LA SUPERFICIE DE LA MESA. LA

ALTURA hl DE LA CARGA SOBRE LA MESA ES 0(FIG 2). ANOTA LOS VALORES EN LA TABLA.

SUBE EL DINAMÓMETRO 1N PASO A PASO DE FORMA QUE LA CARGA SUBA CADA VEZ

UNOS 2 cm.

LEE LAS ALTURAS hl DE LA CARGA SOBRE LA MESA, Y LAS ALTURAS hf DEL DINAMÓMETRO.

PUEDES TOMAR DE LA PARTE 1 LOS VALORES F1 Y F2.

LLEVA TODOS LOS VALORES A LA TABLA DE ABAJO.


m=100g Fg=_______________

F1=____________ F2=_______________

hl/cm hf/cm sl/cm sf/cm

0,0

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0


Fg= m*g + Fr, con g= 9.81 m/s2

Toma de la parte 1 la fuerza por peso Fr de la polea.

2.1 Calcula Fg según la fórmula anterior, y lleva los valores a la tabla.

2.2 Calcula por las diferencias de altura de carga y de fuerza, los recorridos de carga sl y de fuerza

sf. Lleva los valores a la tabla.

2.3 Halla los productos Fg*sl y Ff*sf, con F1= F2=Ff. lleva estos valores a la tabla comparativa.




hl/cm Fg*sl/Ncm Ff *sf/ Ncm

2,0

4,0

6,0

8,0

10,0

2.4 ¿Qué relación encuentras al comparar los productos?__________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

2.5 ¿Qué relación existe entre recorrido de carga sl y recorrido de fuerza sf?___________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

2.6 ¿Qué relación existe entre fuerza Ff y carga Fg? Expresa esta relación verbalmente y en una

fórmula._________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 3.6

“POLIPASTO CON UNA POLEA LOCA Y UNA FIJA”

OBJETIVO:

Aprender experimentalmente que la fuerza necesaria para elevar una determinada carga se puede

reducir a la mitad de la fuerza por peso de la carga, empleando un dispositivo compuesto por dos

poleas.

MARCO TEÓRICO:

Un polipasto es una tipo de polea que se emplea en la elevación o movimiento de cargas siempre

que queramos realizar un esfuerzo menor que el que tendríamos que hacer levantando a pulso el

objeto.

Es una combinación de poleas fijas y móviles recorridas por una sola cuerda que tiene uno de sus

extremos anclado a un punto fijo.

La polea móvil tiene por misión proporcionar ganancia mecánica al sistema. Por regla

general, cada polea móvil nos proporciona una ganancia igual a 2.

La cuerda (cable) transmite las fuerzas entre los diferentes elementos. Su resistencia a la

tracción ha de estar en función del valor de la resistencia y de la ganancia mecánica del

sistema, que a su vez depende del número de poleas móviles y de su combinación con las

fijas.

Los elementos técnicos del

sistema son los siguientes:

La polea fija tiene por

misión modificar la

dirección de la fuerza

(potencia) que ejercemos

sobre la cuerda. El hecho

de ejercer la potencia en

sentido descendente

facilita la elevación de

cargas, pues podemos

ayudarnos de nuestro

propio peso.

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/mecanismos/mec_poleamovil.htm

http://concurso.cnice.mec.es/cnice2006/material107/mecanismos/mec_poleafija.htm




En este mecanismo la ganancia mecánica y el desplazamiento de la carga van en función inversa:

cuanto mayor sea la ganancia conseguida menor será el desplazamiento.

Se utiliza polipastos en aquellas situaciones en las que queramos desplazar una carga reduciendo

nuestro esfuerzo


Material Cantidad

Pie estativo 1



Nuez doble 2


Mango para polea 1




Dinamómetro 2N 1

Polea loca, D 40 mm 1


Sedal 1

Tijeras




MONTAJE

ARMA UNA BASE SOPORTE CON EL PIE ESTATIVO Y LAS VARILLAS SOPORTE.

PREPA UN TROZO DE SEDAL DE UNOS 120 cm DE LONGITUD, CON UN LAZO DE EN CADA

EXTREMO

UTILIZA LA POLEA PEQUEÑA COMO POLEA LOCA.

COLOCA LAS DOS POLEAS SEGÚN LA FIG. 1, Y PASA EL SEDAL POR ELLAS.

REALIZACIÓN

1.- CUELGA EL PLATILLO PARA PESAS DE RANURA DE LA POELA LOCA, Y COLÓCALE LAS MASA

NECESARIAS PARA QUE LAS CARGAS SEAN 50, 100, 150, Y 200g.

DETERMINA LA UERZA POR PESO Fr DE LA POLEA LOCA.

DETERMINA CON EL DINAMÓMETRO CADA UNA DE LAS FUERZAS F EN EL EXTREMO LIBRE

DEL SEDAL, Y LLEVA LOS VALORES A LA TABLA 1.




2.- PON UNA CARGA DE 100g, Y QUITA EL DINAMÓMETRO.

DEJA REPOSAR LA CARGA SOBRE LA MESA, Y TENSA EL SEDAL.

PON LA POLEA FIJA CON EL PUNTO INDICADOR A LA DERECHA.

HAZ UN NUDO EN EL SEDAL EN EL PUNTO INDICADOR DE LA POLEA FIJA.

TIRA DEL EXTREMO LIBRE DEL SEDAL, OBLICUAMENTE HACIA ABAJO, TAN LEJOS COMO

PUEDAS, Y MIDE LA LONGITUS Sf DEL SEDAL ENTRE EL NUDO Y EL LADO DERECHO DE LA

POLEA FIJA.

MIDE EL RECORRIDO Sl AL QUE SE HA ELEVADO LA CARGA.

ANOTA LOS VALORES EN LA TABLA 2.





1. – Fr= ___________N.

m/g F/N Fm/N Fg/N

50

100

150

200

2.- m=100g

sl=____________cm sl*Fg=_____________Ncm

sf=____________cm sf*F= _____________Ncm

EVALUACIÓN

1.- Calcula la fuerza por peso total de la carga Fg a partir de la fuerza por peso Fm de las masas y de

la polea loca Fr. Anota estos valores en la tabla 1

2.- Compara Fg con F ¿Qué deduces?__________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

_______________________________________________________________________________

3.- Compara sl con sf. ¿Qué relación ves entre ellos?______________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

4.- Compara los productos carga x recorrido de carga, y fuerza x recorrido de fuerza. Lleva los

valores a la tabla 2, y compáralos. ¿Qué puedes decir sobre ellos?___________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

5.- Enuncia en una breve frase los resultados de 2 y 3.____________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________




6.- ¿Se puede economizar fuerza con un polipasto simple?_________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

_____________________________________________________________________________

7.- ¿Qué ocurre con los recorridos?___________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 3.7

“POLIPASTO DE 4 POLEAS”

OBJETIVO:

Aprender experimentalmente que en un polipasto la fuerza que es necesaria para elevar una

determinada carga se reduce proporcionalmente al número de poleas.

MARCO TEÓRICO:

Se llama polipasto a una máquina que se utiliza para levantar o mover una carga con una gran

ventaja mecánica, porque se necesita aplicar una fuerza mucho menor que el peso que hay que

mover. Lleva dos o más poleas incorporadas para minimizar el esfuerzo.

Se utilizan en talleres o industrias para elevar y colocar elementos y materiales muy pesados en las

diferentes máquinas-herramientas o cargarlas y descargarlas de los camiones que las transportan.

Suelen estar sujetos a un brazo giratorio acoplado a una máquina, o pueden ser móviles guiados

por rieles colocados en los techos de las naves industriales.

Los polipastos tienen varios tamaños o potencia de elevación; los pequeños se manipulan a mano

y los más grandes llevan incorporados un motor eléctrico.

En este mecanismo la ganancia mecánica y el desplazamiento de la carga van en función inversa:

cuanto mayor sea la ganancia conseguida menor será el desplazamiento.

La ganancia de cada sistema depende de la combinación realizada con las poleas fijas y móviles,

por ejemplo, podremos obtener ganancias 2, 3 ó 4 según empleemos una polea fija y una móvil,

dos fijas y una móvil o una fija y dos móviles respectivamente.

Este sistema tiene el inconveniente de que la distancia a la que puede elevarse un objeto depende

de la distancia entre poleas (normalmente entre las dos primeras poleas, la fija y la primera

móvil). Para solucionarlo se recurre a mecanismos en los que varias poleas fijas y móviles

acoplados respectivamente en ejes comunes, son recorridos por la misma cuerda.

http://es.wikipedia.org/wiki/Ventaja_mec%C3%A1nica


http://es.wikipedia.org/wiki/Polea

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quinas-herramientas

http://es.wikipedia.org/wiki/Camion

http://es.wikipedia.org/wiki/Riel

http://es.wikipedia.org/wiki/Motor_el%C3%A9ctrico




Polipasto 4 poleas. Está formado por cuatro poleas, dos fijas (A y C) y dos móviles (B y D).


Material Cantidad

Pie estativo 1



Nuez doble 2

Polea loca doble 1

Mango para polea 1




Dinamómetro 2N 1



Sedal 1

Tijeras




MONTAJE, PARTE 1

HAZ UN MONTAJE DE ACUERDO A LA FIGURA:

FIJA UN TROZO DE SEDAL DE UNOS 110 cm DE

LONGITUD EN EL GANCHO DE LA POLEA FIJA

SUPERIOR.

PASA EL SEDAL SEGÚN LA FIGURA 1 POE LAS

CUATRO POLEAS, Y SUJÉTAO CON UN LAZO AL

DINAMÓMETRO.





DETERMINA CON EL DINAMÓMETRO LA FUERZA POR PESO Fr DE UNA DE LA SPOLEAS

DOBLES, Y ANOTA SU VALOR.

CARGA EL POLIPASTO CON UNA MASA DE 50g (EL PLATILLO PAA PESAS DE RANURA Y

CUATRO MASAS DE 10g).

LEE LA FUERZA F EN EL DINAMÓMETRO.

MIDE DE NUEVO LA FUERZA CON CARGAS DE 100, 150 Y 200g.

LLEVA TODOS LOS VALORES A LA TABLA.

RESULTADO DE LAS MEDIDAS, PARTE 1 Fr=______________N

m/g F/N Fg/N Ff/F

50

100

150

200

EVALUACIÓN PARTE 1

1.1 Calcula la fuerza por peso Fg a partir de la masa m, y teniendo en cuenta la fuerza por peso de la polea doble Fr. Anótalo en la tabla superior. Fg= m*g +Fr, con g =9.81 m/s2. 1.2 Halla el cociente Fg/F y lleva el resultado a la tabla.




1.3 ¿Es más fácil levantar la carga directamente o con el polipasto?__________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 1.4 ¿Cuántas poleas locas y cuantas poleas fijas tiene el polipasto?__________________________ ____________________________________________________________________________ 1.5 ¿Existe relación entre el cociente Fg/F y el número de poleas? Si existe, ¿Cuál es la relación?___ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

MONTAJE, PARTE 2

TIRA UN SEDAL POR LAS 2 POLEAS DOBLES DE FORMA QUE EL PLATILLO PARA PESAS DE RANURA ROCE JUSTAMENTE EL SUELO AL COLGAR LA POLEA SUPERIOR EN EL ESTATIVO.


CARGA EL POLIPASTO CON UNA MASA TOTAL DE 150g. LA CARGA DEBE REPOSAR SOBRE EL SUELO.

MARCA CON UN NUDO EL PRINCIPIO DEL HILO, TOMANDO COMO REFERENCIA UN PUNTO DETERMINADO DEL MONTAJE, P. EJ. EL PIE ESTATIVO.

TIRA DEL HILO HASTA QUE LA CARGA ALCANCE EL BORDE DE LA MESA, Y MARCA EL HILO CON OTRO NUDO, TOMANDO EL MIMO PUNTO DE REFERENCIA ANTERIOR.

MIDE LA FUERZA F (VER PARTE 1) MIDE LA LONGITUD DEL HILO ENTRE LOS DOS NUDOS (RECORRIDO DE FUERZA Sf), Y LA

ALTURA DEL SUELO AL BORDE DE LA MESA (RECORRIDO DE CARGA Sl). ANOTA TODOS LOS VALORES EN LA SIGUIENTE TABLA.





m/g F/N Sl/cm Sf/cm Sl/Sf F/N

150


2.1 El valor de Fg lo puedes tomar de los resultados de las medidas, parte 1, o calcularlo con la fórmula Fg= mg + Fr. Anótalo en la tabla. 2.2 Calcula el cociente sl/sf (recorrido de carga/recorrido de fuerza), y anota el resultado en la tabla superior. 2.3 ¿En cuánto es mayor el recorrido de fuerza que el recorrido de carga?____________________ ________________________________________________________________________________ 2.4 ¿Cómo es la fuerza necesaria para elevar la carga, comparada con ésta?__________________ ________________________________________________________________________________ 2.5 Calcula los productos F * sf y Fg*sl y compáralos. F * sf =_____________Ncm; Fg*sl= _______________Ncm ¿Qué ocurre?_____________________________________________________________________ 2.6 ¿Es válida también aquí la ecuación : carga x recorrido de carga = fuerza x recorrido de fuerza? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2.7 En un polipasto la fuerza que se aplica es 6 veces menor que la carga. ¿Cuál es en este polipasto el cociente recorrido de fuerza/recorrido de carga?______________________________ ________________________________________________________________________________ 2.8 ¿Cuántas poleas debe tener este polipasto?__________________________________________ ______________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 3.8

“FUERZAS Y RECORRIDOS EN UNA RUEDA ESCALONADA”

OBJETIVO:

Medir las fuerzas que equilibran una rueda escalonada, utilizando masas como carga, y medir el

brazo de fuerza y de carga en la rueda escalonada.

MARCO TEÓRICO:

Cuando una rueda gira libremente sobre un cojinete, funciona como una polea, situación

radicalmente distinta a la de una rueda conectada rígidamente a un eje de manera que los dos

giren juntos. La rueda y el eje pueden utilizarse para generar una gran ventaja mecánica (por

ejemplo un destornillador o el volante de dirección de un automóvil) o, en sentido opuesto, para

producir una gran ventaja de velocidad (por ejemplo, el juego de la rueda dentada y pedales de

una bicicleta). En el movimiento de rodar sin deslizar, la rueda se traslada a la vez que gira.

En el movimiento de traslación, todos los puntos se mueven en trayectorias paralelas.

La velocidad de un punto es la misma que la velocidad del centro de masas. En el movimiento de rotación alrededor de un eje que pasa por el centro de masas, la

velocidad de un punto es proporcional la radio de la circunferencia que describe, y su dirección es tangente a dicha circunferencia.

En este tipo de movimiento existe una relación entre el movimiento de rotación y traslación. El vector velocidad de un punto de la rueda es la suma de

El vector velocidad en el movimiento de traslación, que es constante. El vector velocidad en el movimiento de rotación cuyo módulo es constante pero cuya

dirección va cambiando, es perpendicular a la dirección radial y su longitud es proporcional a la distancia entre el punto de la rueda y el centro de la misma.

Se considerará aquellas situaciones en las que el disco rueda sin deslizar, (cuando la velocidad de rotación y de traslación coinciden, ya que el radio es de un metro). Se observará, en esta situación, el movimiento de:




Un punto que está en la periferia de la rueda

El centro de la rueda

Un punto situado entre el centro y la periferia.


Material Cantidad

Pie estativo 1



Nuez doble 2

Rueda escalonada 1

Eje 1




Dinamómetro 2N 1

Pie de rey 1

Sedal 1

Tijeras




MONTAJE

OBSERVA LAS FIGURAS Y SIGUE LAS INSTRUCCIONES:

PON EL EJE A LA RUEDA ESCALONADA, Y FÍJALO A LA NUEZ DOBLE.

PASA UN SEDAL POR CADA UNA DE LAS 2 RANURAS DE LA RUEDA ESCALONADA, Y CUELGA

DE UNO EL DINAMÓMETRO, Y DEL OTRO EL PLATILLO PARA PESAS DE RANURA.

EL SEDAL CON EL DINAMÓMETRO DEBE IR SOBRE EL DISCO MAYOR.

ENGANCHA EL DINAMÓMETRO A LA VARILLA SOPORTE QUE ESTÁ EN LA BASE DEL PIE

ESTATIVO.




REALIZACIÓN

1.- COLOCA EN EL PLATILLO 4 PESAS DE 10g (mtot= 50g). MIDE LA FUERZA F QUE ES NECESARIA PARA ESTABLECER EL EQUILIBRIO. ANOTA EL VALOR

EN LA TABLA. AUMENTA LA MASA A 100, 150 Y 200g, Y VUELVE A MEDIR.

2.- MIDE CON EL PIE DE REY LA LONGITUD DEL BRAZO DE CARGA ll Y DEL BRAZO lf. ANOTA LOS VALORES ENCIMA DE LA TABLA.

RESULTADO DE LAS MEDIDAS ll=_________________cm, lf=__________________ cm.

m/g F/N Fg/N Fg*ll/Ncm Fg*lf/Ncm

50

100

150

200




EVALUACIÓN 1.- Calcula la fuerza por peso Fg a partir de las masas, y llévala a la tabla superior. Fg= m*g, con g=9.81 m/s2 2.- Calcula los productos Fg*ll y Fg*lf y anota los resultados en la tabla. 3.- Compara los resultados. ¿Qué se manifiesta?_________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4.- ¿Qué deduces de ello?___________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5.-En que relación se encuentra lo que marca el dinamómetro con la fuerza por peso, es decir F: Fg?______________________________________________________________________________ 6.- ¿Cuál es la relación de los radios en la rueda escalonada, es decir lf:ll?_____________________ ________________________________________________________________________________ 7.-¿Son las dos relaciones iguales?____________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 8.- ¿Con qué dispositivo de los que tu conoces se puede comparar la rueda escalonada?_________ _____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


¿Qué fuerza F marca el dinamómetro cuando se intercambian el dinamómetro y la carga (m=50)?_ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 3.9

“ENGRANAJES Y CORREAS Y DE TRANSMISIÓN”

OBJETIVO:

Determinar el sentido el sentido de giro de las ruedas propulsora y propulsada, y la relación de

transmisión.

MARCO TEÓRICO:

La utilización de engranajes y ruedas dentadas tiene más de dos mil años. En el siglo XV Leonardo da Vinci realizó diseños de engranajes y un prototipo de bicicleta. Actualmente engranajes y correas de transmisión están presentes en muchas actividades: poleas y polipastos para elevar cargas pesadas, y en todo tipo de sistemas para el cambio de marchas, que facilite la transmisión del movimiento.

Se han realizado cuatro diseños de transmisión con correas de complejidad creciente, la reconstrucción de una máquina de hilar para ver la utilidad de la transmisión inversa y la aplicación de las ruedas a un coche de juguete. Más adelante se introduce el problema de la elevación de pesos mediante poleas y polipastos que facilitan el traslado de cargas pesadas. Por último, se muestran dos diseños de la transmisión en la bicicleta en las que el cambio de marchas se hace de forma continua: mediante el aumento o disminución de los radios del plato y del piñón

Transmisión directa: Dos ruedas están conectadas por una correa. El factor de transmisión se obtiene como el cociente entre los radios. Cada vez que la rueda grande dé una vuelta completa, la pequeña dará OA’/OA vueltas

Cambio de marchas: Conexión de un plato con cinco discos y un piñón con 4, estudio de las distintas marchas en un recorrido ciclista.




Composición 3: En este sistema hay dos ruedas que se mueven de forma solidaria. En el diseño podemos variar los radios de todas las circunferencias y estudiar los factores de transmisión.

La transmisión en la bicicleta: Para estudiar la transmisión podemos modificar el radio del plato y el del piñón y ver la relación entre el movimiento del pedal y el de la rueda.


Material Cantidad

Pie estativo 1


Nuez doble 2

Eje 2

Rueda dentada, 20D 1

Rueda dentada, 40D 4

Rueda escalonada 1

Pie de rey 1

Sedal 1

Tijeras




MONTAJE

FORMA UNA BASE SOPORTE CON EL PIE ESTATIVO Y LA VARILLA

1.- ENGRANAJE FIJA LAS DOS NUECS DOBLES A LA VARILLA SOPORTE, COLOCA EN ELLAS LOS EJES, Y EN

LOS EJES LAS DOS RUEDAS DENTADAS.




AJUSTA UNA DE LAS NUECES PARA QUE LAS DOS RUEDAS GIRENCON FACILIDAD Y SIN BLOQUEARSE.

2.- TRANSMICIÓN POR CORREA

PON LAS DOS NUECES DOBLES A UAN DISTANCIA DE UNOS 10cm, DESMONTA LA RUEDA ESCALONADA, Y COLOCA CADA RUEDA EN UN EJE.

FORMA UN ARO CON SEDAL Y PÁSALO POR LAS DOS RUEDAS COMO EN LA SIGUIENTE FIGURA. DESPLAZA UNA DE LAS NUECES OARA QUE EL SEDAL QUEDE BIEN TENSO.

REALIZACIÓN ENGRANAJE Y TRANSMICIÓN POR CORREA

HAZ GIRAR LA RUEDA SUPERIOS (LA MAYOR) ALTERNATIVAMENTE EN LE SENTIDO DE LAS AGUJAS DEL RELOJ Y EN SENTIDO CONTRARIO, Y OBSERVA LA RUEDA PEQUEÑA. UTILIA COMO REFERENCIA LAS MARCAS DE LAS RUEDAS.

HAZ GIRAR 10 VECES LA RUEDA MAYOR (U1=10), CUENTA LAS VUELTAS QUE DA LA MENOR Y ANOTA SU NÚMERO U2.




HAS GIRAR 10 VECES LA RUEDA MENOR (U1=10) Y CUENTA LAS VUELTAS QUE DA LA

MAYOR, Y ANÓTA SU NUMERO U2.

CUENTA LSO DIENTES DE CADA UNA DE LAS RUEDAS, Y ANOTA LOS VALORES Z1 Y Z2. MIDE CON EL PIE DE REY EL DIÁMETRO DE OS DOS DISCOS DE LA RUEDA ESCALONADA,

ANOTA LOS VALORES d 1Y d2.




OBSERVACIONES Y RESULTADOS DE LAS MEDIDAS 1.- Engranaje La rueda menor gira_____________ que la mayor, los sentidos de giro son________________ Rueda mayor U1= 10: rueda menor U2=_____________ Rueda menor U1=10: rueda mayor U2=_____________ Rueda grande Z1=_______________dientes Rueda pequeña Z2_______________dientes 2.- Transmisión por correa La rueda menor gira_____________ que la mayor, los sentidos de giro son________________ Rueda mayor U1= 10: rueda menor U2=_____________ Rueda menor U1=10: rueda mayor U2=_____________ Disco grande d1=_______________cm Disco pequeña d2_______________cm

EVALUACIÓN 1.- ENGRANAJE 1.1.- Calcula la relación de transmisión ü dividiendo los números de vueltas: ü= U1/U2=__________ 1.2.- Calcula la relación de transmisión accionando con la rueda pequeña: ür= U1/U2=___________ 1.3.- Calcula la relación de transmisión ü dividiendo los números de dientes: ü=Z2/Z1=___________ 1.4 ¿Qué relación hay entre el número de vueltas y los números de dientes de las reudas?_______ ________________________________________________________________________________ 1.5 ¿Cuáles son los sentidos de giro de la rueda propulsora y de la propulsada?________________ ________________________________________________________________________________ 1.6.- ¿Qué se consigue con un engranaje de un escalón?___________________________________ ________________________________________________________________________________ 2.- CORREA DE TRANSMISIÓN 2.1.- Calcula la relación de transmisión ü dividiendo los números de vueltas: ü= U1/U2=__________ 2.2.- Calcula la relación de transmisión accionando con la rueda pequeña: ür= U1/U2=___________ 2.3.- Calcula la relación de transmisión ü dividiendo los diámetros: ü=d2/d1=___________________ 2.4.- ¿Qué relación hay entre el número de vueltas y los diámetros de las ruedas?______________ ________________________________________________________________________________ 2.5 ¿Gira la rueda propulsada en el mismo sentido que la propulsora?_______________________ ________________________________________________________________________________ 2.6 ¿Qué se consigue con una transmisión por correa?____________________________________ ________________________________________________________________________________





1.- ¿Ves posibilidad de cambiar, en un engranaje, el sentido de la rueda propulsada?____________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2.- ¿Puedes decir un modo de cambiar, en una transmisión por correa, el sentido de giro de la rueda propulsada?_________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________compruebalo experimentalmente 3.- ¿Cuándo es más adecuado un engranaje, y cuándo lo es una transmisión por correa?_________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 3.10

“TRABAJO EN UN PLANO INCLINADO”

OBJETIVO:

Comprobar que el trabajo es independiente del camino que se recorre desde el punto de partida

al punto final.

MARCO TEÓRICO:

El plano inclinado es una máquina simple que consiste en una superficie plana que forma un

ángulo agudo con el suelo y se utiliza para elevar cuerpos a cierta altura. Tiene la ventaja de

necesitarse una fuerza menor que la que se emplea si levantamos dicho cuerpo verticalmente,

aunque a costa de aumentar la distancia recorrida y vencer la fuerza de rozamiento. Las leyes que

rigen el comportamiento de los cuerpos en un plano inclinado fueron enunciadas por primera vez

por el matemático Simon Stevin, en la segunda mitad del siglo XVI.

Para un plano inclinado Trabajo de entrada = Trabajo de salida

Fi = W.h

Donde “Fi” es la fuerza de entrada y “W” es la fuerza de salida. La ventaja mecánica ideal es igual a la relación del peso y la fuerza de entrada. Siendo así tendremos:

M = W / Fi = s / h

Caída de un cuerpo por un plano inclinado:

Si se trata de un plano inclinado la cruz de fuerzas del sistema queda como vemos en la figura de

abajo. Esta vez, la fuerza que produce el movimiento de caída no es únicamente

el peso del cuerpo sino su componente en la dirección del plano, el seno del ángulo de inclinación.

Y la fuerza normal N es la componente del peso que va en dirección perpendicular al plano, el

coseno del ángulo de inclinación.

Es decir, que la fuerza aplicada a la caída será:

Fa=m·g·senα, y la normal:N= m·g·cosα.

El valor de la fuerza de rozamiento será: Fr=µ·N=µ·m·g·cosα. Por lo tanto, la fuerza efectiva será la

suma de fuerzas del sistema: F=Fa-Fr=m·g·senα-µ·m·g·cosα.


http://es.wikipedia.org/wiki/Simon_Stevin

http://es.wikipedia.org/wiki/Siglo_XVI




Si aplicamos la Segunda Ley de Newton, la ecuación fundamental de la dinámica de traslación

(F=m·a), podemos plantear:

m·a=m·g·senα-µ·m·g·cosα de donde: a=g·senα- µ·g·cosα=g(senα-µ·cosα).

Expresión para determinar la eficiencia de una maquina simple.

Del trabajo realizado en un plano inclinado se obtiene la siguiente expresión:

ph = Fl


Material Cantidad

Pie estativo 1



Nuez doble 2


Dinamómetro, 1N 1

Dinamómetro, 2N 1


Pasador 1

Palanca con escala 1


Sedal 1

Carril 1, 500mm ó 900mm 1

Tijeras




MONTAJE FORMA UNA BASE SOPORTE CON EL PIE ESTATIVO Y LA VARILLA DE 600mm DE LA SIGUIENTE MANERA




PON UN TROZO DE SEDAL EN EL PASADOR DEL CARRITO, PARA COLGAR EL

DINAMÓMETRO DE 2N.

MONTA EL PLANO INCLUMADO SEGÚN LA SIGUIENTE FIGURA, CON LA NUEZ DOBLE Y LA

VARILLA SOPORTE CORTA PARA APOYAR EL CARRIL.

FIJA LA PLACA CON UNA NUEZ DOBLE A LA VARILLA CORTA, EN POSICIÓN HORIZONTAL.

REALIZACIÓN

COLOCA EL CARRIL A UNA ALTURA h= 20 cm LEVANTA EL CARRITO CON EL DINAMÓMETRO A LA ALTURA h, Y LEE SU FUERZA POR PESO

Fg. DÉJALO SOBRE LA PLACA JUNTO AL CARRIL. ANOTA h Y Fg.

COLOCA EL CARRITO EN EL EXTREMO INFERIOR DEL CARRIL. ENGANCHA EN ÉL EL DINAMÓMETRO 1N, Y TIRA SOBRE EL PLANO INCLINADO LENTAMENTE, HASTA LLEVAR EL CARRITO AL EXTREMO SUPERIOR.

MIENTRAS TIRAS, LEE LO QUE MARCA EL DINAMÓMETRO, Y ANOTA EL VALOR F EN LA

TABLA.




MIDE EL RECORRIDO l DEL CARRITO SOBRE EL PLANO INCLINADO. ANOTA TAMBIÉN ESE

VALOR.

CARGA EL CARRITO SUCESIVAMENTE CON MASAS DE 50, 100 Y 150g, REPITIENDO LAS

MEDICIONES.

AUMENTA LA ALTURA h A 30 cm, Y REPITE LAS MEDICIONES. LLEVA TODOS LOS VALORES A

LA TABLA.





Masa del carrito m= 50g, Fg=________________N Longitud del recorrido l= ______________cm

h/cm m/g Fg/N F/N WH/Ncm WZ/Ncm

20

50

100

150

200

30

50

100

150

200

EVALUACIÓN 1.-Calcula el trabajo de elevación WH =h* Fg, y anota en la tabla el resultado. 2.-Calcula el trabajo de atracción en el plano inclinado WZ = l*F, y anótalo en la tabla superior. 3.- Compara el trabajo de tracción con el de elevación. ¿Qué encuentras?____________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4.- ¿Por qué no son iguales la fuerza por peso Fg y la fuerza de tracción F? Dibuja un paralelogramo de fuerzas en una hoja aparte._______________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5.- ¿Qué ocurre cuando sueltas el carrito en el extremo superior del carril?___________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________




6.- ¿Puedes dar una explicación?______________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 7.- ¿Es esto mismo lo que ocurre cuando subes al carrito a la placa colocada en el extremo superior del carril?_________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 8.- ¿Qué aplicaciones prácticas tiene el plano inclinado?___________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 3.11

“ENERGÍA POTENCIAL Y ENERGÍA ELÁSTICA”

OBJETIVO:

Observar qué fuerza es necesaria para elevar una masa y para tensar un muelle helicoidal.

Experimentar que la energía aplicada no se pierde, si no se transforma. Y determinar la energía

contenida en un muelle en tensión, utilizando el principio de la conservación de la energía.

MARCO TEÓRICO:

En un sistema físico, la energía potencial es energía que mide la capacidad que tiene dicho sistema

para realizar un trabajo en función exclusivamente de su posición o configuración. Puede pensarse

como la energía almacenada en el sistema, o como una medida del trabajo que un sistema puede

entregar.

Más rigurosamente, la energía potencial es una magnitud escalar asociada a un campo de

fuerzas (o como en elasticidad un campo tensorial de tensiones). Cuando la energía potencial está

asociada a un campo de fuerzas, la diferencia entre los valores del campo en dos puntos A y B es

igual al trabajo realizado por la fuerza para cualquier recorrido entre B y A.

La energía elástica o energía de deformación es el aumento de energía interna acumulado en el

interior de un sólido deformable como resultado del trabajo realizado por las fuerzas que

provocan la deformación.

Potencial armónico (caso unidimensional), dada una partícula en un campo de fuerzas que

responda a la ley de Hooke (F= -k|r|) siendo k la constante de dicho campo, su energía

potencial será V = 1/2 K |r|².

Energía de deformación (caso lineal general), en este caso la función escalar que da el

campo de tensiones es la energía libre de Helmholtz por unidad de volumen f que

representa la energía de deformación.

Energía de deformación (caso no-lineal general), en el caso de materiales elásticos no-

lineales la energía de deformación puede definirse sólo en el caso de materiales

hiperelásticos. Y en ese caso la energía elástica está estrechamente relacionada con el

potencial hiperplástico a partir de la cual se deduce la ecuación constitutiva.

http://es.wikipedia.org/wiki/Trabajo_(f%C3%ADsica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Magnitud_escalar



http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_tensorial

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_interna

http://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nica_de_s%C3%B3lidos_deformables

http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Hooke


http://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_constitutiva




La energía potencial es la energía acumulada en un cuerpo elástico tal como un resorte. Se calcula

como:

K = Constante del resorte

Δx = Desplazamiento desde la posición normal

Epe = Energía potencial elástica


Material Cantidad

Pie estativo 1


Nuez doble 2




Dinamómetro, 2N 1

Pasador 1

Palanca con escala 1


Sedal 1





MONTAJE

REALIZA EL MONTAJE DE ACUERDO A LAS SIGUIENTES IMÁGENES, REALIZA PRIMERO EL MONAJE

DE LA FIGURA 1

figura 1 Fig. 2

REALIZACIÓN 1.- EXPERIMENTO PRELIMINAR 1

LEVANTA UNA MASA DE 40g CON EL DINAMÓMETRO, Y OBSERVA LO QUE MARCA.

FIJA EL MUELLE HELICOIDAL LO MÁS ALTO POSIBLE EN LA VARILLA SOPORTE.




TIRA HACIA ABAJO DEL MUELLE CON EL DINAMÓMETRO, Y OBSERVA LO QUE MARCA EN

DISTINTAS TENSIONES.

2.- EXPERIMENTO PRELIMINAR 2

CUELGA UNA MASA DE 40g DEL MUELLE, Y DÉJALA “CAER” OBSERVA LO QUE OCURRE. BAJA EL PUNTO DE SUSPENSCIÓN DEL MUELLE LO NECESARIO PARA QUE LA MASA ROCE

LA MESA EN EL PUNTO INFERIOR DE INVERSIÓN DE LA OSCILACIÓN. SUJETA LA MASA CUANDO TOQUE LA MESA, SUÉLTALA Y OBSERVA CÓMO CONTIINÚA EL

EXPERIMENTO.

3.- EXPERIMENTO PRINCIPAL CUELGA DEL MUELLE EL PLATILLO PARA PESAS DE RANURA (m=10g) Y DETERMINA SU

ALARGAMIENTO ∆l. AUMENTA LA MASA DE 10 EN 10g, HASTA UN MÁXIMO DE 40, Y DETERMINA PARA CADA

MASA EL ALARGAMIENTO ∆l. ANOTA EN LA TABLA TODOS LOS VALORES ∆l. CALCULA LAS ALTURAS h A PARTIR DE h=2 *∆l, Y ANOTA TAMBIEN ESOS VALORES EN LA

TABLA 1.




COLOCA LA PLACA EN LA NUEZ DOBLE INFERIOR A LA ALTURA h QUE HAS CALCULADO

PARA m=10g. ELEVA LA MASA m=10g (PLATILLO) CON EL DINAMÓMETRO HASTA LA PLACA, LEYENDO

MIENTRAS SUBES LA FUERZA POR PESO Fg. ANOTA ESTE VALOR EN LA TABLA 1. DESPLAZA EL PUNTO DE SUSPENSIÓN DEL MUELLE HASTA QUE SU GANCHO INFERIOR SE

ENCUENTRE JUSTO A LA ALTURA DEL GANCHO DEL PLATILLO.

CUELGA EL PLATILLO (m=10g) DEL MUELLE, Y DÉJALO “CAER”. OBSERVA EL PROCESO.

REPITE EL EXPERIMENTO 3 VECES DE LA MISMA FORMA CON LAS MASAS m=20, 30 Y 40g.





Tabla 1 Tabla 2

m/g ∆l/cm h/cm Fg/N WH/Ncm

10

20

30

40

EVALUACIÓN

1.- ¿Qué diferencia observas en lo que marca el dinamómetro al elevar una masa y estirar el

muelle?_________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

2.- Una masa m a una altura h posee una energía potencial Wp, que es igual al trabajo de elevación

WH realizado. Si la dejas “caer” colgada de un muelle, su energía potencial se transforma de nuevo

¿Cómo se percibía esta transformación en el experimento preliminar 2?______________________

________________________________________________________________________________

3.- Si sujetas la masa del muelle cuando llega al punto más bajo, sobre la mesa, ha debido ceder ya

el trabajo de elevación que se le había aplicado anteriormente. Pero ¿Qué pasa si sueltas de nuevo

la masa?_________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

4.- ¿Cómo explicas este fenómeno?___________________________________________________

________________________________________________________________________________

5.-Calcula, a partir de los valores medidos de h, m y Fg, el trabajo de elevación WH, y anótalo en la

tabla 1.

6.- Anota e la tabla 2 los alargamientos s=h y la energía elástica WS =WH.

s/cm Ws/Ncm C

1




0 4 8 12 16 20 24

7.- Calcula el factor C a partir de los valores de energía elástica, dividiendo el valor más alto por el

valor para 10g, es decir WS (20g) por WS (10g), etc. Lleva a la tabla 2 los valores de C. ¿Qué

observas en estos valores?__________________________________________________________

________________________________________________________________________________

Figura 3

8.- Lleva a un diagrama (fig. 3) los valores de Ws sobre los de s. ¿Qué trayectoria tiene la curva resultante de unir los puntos?________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 9.- ¿Qué relación se deduce entre s y Ws de las mediciones y cálculos?_______________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

10

8

6

4

2




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 3.12

“POTENCIA”

OBJETIVO:

Aprender la influencia del tiempo sobre la potencia.

MARCO TEÓRICO:

En física, potencia es la cantidad de trabajo efectuado por unidad de tiempo.

Si ΔW es la cantidad de trabajo realizado durante un intervalo de tiempo de duración Δt,

la potencia media durante ese intervalo está dada por la relación:

La potencia instantánea es el valor límite de la potencia media cuando el intervalo de tiempo Δt se

aproxima a cero.

Donde

P es la potencia,

W es el trabajo,

t es el tiempo.

La potencia mecánica es la potencia transmitida mediante la acción de fuerzas físicas de contacto

o elementos mecánicos asociados como palancas, engranajes, etc. El caso más simple es el de

una partícula libre sobre la que actúa una fuerza variable. De acuerdo con lamecánica clásica, el

trabajo neto realizado sobre la partícula es igual a la variación de su energía cinética (energía de

movimiento), por lo que la potencia desarrollada por la fuerza es:

Donde:

m es la masa de la partícula.

F, es la fuerza resultante que actúa sobre la partícula.

V, es la velocidad de la partícula.



http://es.wikipedia.org/wiki/Tiempo





http://es.wikipedia.org/wiki/Palanca

http://es.wikipedia.org/wiki/Engranaje

http://es.wikipedia.org/wiki/Part%C3%ADcula_libre

http://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nica_cl%C3%A1sica

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_cin%C3%A9tica


http://es.wikipedia.org/wiki/Equivalencia_est%C3%A1tica




Unidades de potencia:

Sistema Internacional (SI):

vatio, (W)

Sistema inglés:

caballo de potencia o horse power, (HP)

► HP = 550 ft·lbf/s

► 1 HP = 745,699 871 582 270 22 W

Sistema técnico de unidades:

kilográmetro por segundo, (kgm/s)

Sistema cegesimal

ergio por segundo, (erg/s)

Otras unidades:

caballo de vapor, (CV)

► 1 CV = 75 kgf·m/s = 735,49875 W


Material Cantidad

Pie estativo 1


Nuez doble 1




Polea doble 2


Mango para polea 1


Cronómetro 1

Sedal 1

Tijeras

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_Internacional

http://es.wikipedia.org/wiki/Vatio

http://es.wikipedia.org/wiki/Caballo_de_potencia

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_t%C3%A9cnico_de_unidades

http://es.wikipedia.org/wiki/Kilogr%C3%A1metro

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_cegesimal

http://es.wikipedia.org/wiki/Ergio

http://es.wikipedia.org/wiki/Caballo_de_vapor




MONTAJE Y REALIZACIÓN

FORMA UNA BASE SOPORTE CON EL PIE ESTATIVO Y LA VARILLA DE 250mm, COLOCA EN UNA DE

LAS 2 MITADES LA VARILLA DE 600mm Y FIJALA EN SU LUGAR CON LA AYUDA DE LAS PALANCAS.




COLOCA LA POLEA LOCA EN EL MANGO PARA POLEAS Y FIJALO A LA VARILLA DE 600mm USANDO

UNA NUEZ.

1.- ELEVA LAS MASAS m1=50g Y DESPUÉS m2= 200g, DESDE EL SUELO HASTA LA SUPERFICIE DE LA

MESA. MIDE LA DISTANCIA Y ANOTA LA ALTURA h.

2.- MONTA EL EXPERIMENTO SEGÚN LA FIGURA.

ELEVA CON LA POLEA PRIMERO LA MASA DE 50g Y DESPUÉS LA DE 200g, DESDE EL SUELO

HASTA LA SUPERFICIE DE LA MESA, ENROLLANDO EL SEDAL EN LA MANO. PROCURA

ENROLLARLO LO MÁS UNIFORMEMENTE POSIBLE.

MIDE LOS TIEMPOS EMPLEADOS, Y ANÓTALOS EN LA TABLA,

3.- REPITE EL EXPERIMENTO CON EL MONTAJE DE LA SIGUIENTE FIGURA




ENROLLA EL SEDAL CON LA MISMA VELOCIDAD QUE EN EL PASO 2.

TEN EN CUENTA QUE LA MASA DE LA POLEA DOBLE INFERIOR SE INCLUYE EN LA MASA

TOTAL, Y ES mr=20g.

MIDE LOS TIEMPOS Y ANÓTALOS.





1. ELEVAR h=___________________cm

m/g Fg/N W/Ncm

50

200

2.- POLEA FIJA h=___________________cm

m/g t/s Fg/N h/cm W/Ncm P/Ncms-1

50

200

3.- POLIPASTO h=____________________cm

m/g t/s Fg/N h/cm W/Ncm P/Ncms-1

50

200

EVALUACIÓN

1.- Calcula con los resultados de las medidas la fuerza por peso Fg y el trabajo de elevación W=

Fg*h. Anótalos en la tabla del punto 1.

2.-, 3.- Calcula con los resultados de las medidas la fuerza por peso Fg y el trabajo de elevación W y

divídelos por los tiempos medidos según la fórmula: P= W/t. anota los valores en las tablas 2 y 3.

4.- Compara los valores del trabajo de elevación en los tres grupos.

¿Son diferentes con cargas iguales?_____________________________________________

________________________________________________________________________________

¿Puedes razonar el resultado?_________________________________________________

________________________________________________________________________________

5.- ¿En qué parte del experimento te gas equivocado más, en la 2 o en la 3? Di tu impresión._____




________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

6.- Compara lo que tú habías supuesto con los valores de P de las tablas. ¿Coincide lo que habías

supuesto con los resultados? ________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

7.- Desarrolla la fórmula P=W/t, con las variables m, h y g: _________________________________

________________________________________________________________________________

8.- La potencia se designa con P. Expresa verbalmente la definición de potencia: ______________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

9.- Al igual trabajo, ¿Es igual la potencia cuando es menor el tiempo en el que se realiza? ________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 4.1

“VASOS COMUNICANTES”

OBJETIVO:

Observar la superficie del agua cuando se cambia la posición relativa de los brazos de un tuvo en

U flexible.

MARCO TEÓRICO:

Vasos comunicantes es el nombre que recibe un conjunto de recipientes comunicados por su

parte inferior y que contienen un líquido homogéneo; se observa que cuando el líquido está en

reposo alcanza el mismo nivel en todos los recipientes, sin influir la forma y volumen de éstos

Cuando sumamos cierta cantidad de líquido adicional, éste se desplaza hasta alcanzar un nuevo

nivel de equilibrio, el mismo en todos los recipientes. Sucede lo mismo cuando inclinamos los

vasos; aunque cambie la posición de los vasos, el líquido siempre alcanza el mismo nivel.

Esto se debe a que la presión atmosférica y la gravedad son constantes en cada recipiente, por lo

tanto la presión hidrostática a una profundidad dada es siempre la misma, sin influir su geometría

ni el tipo de líquido. Blaise Pascal demostró en el siglo XVII, el apoyo que se ejerce sobre un molde

un líquido, se transmite íntegramente y con la misma intensidad en todas direcciones.

Cuando se ponen en comunicación dos depósitos que contienen un mismo líquido que

inicialmente están a distinta altura, el nivel de uno de los depósitos baja, sube el del otro hasta

que ambos se igualan. Los conductores se comportan de modo análogo: cuando dos conductores

que están a distinto potencial se conectan entre sí. La carga pasa de uno a otro conductor hasta

que los potenciales en ambos conductores se igualen.

Fundamentos físicos

Dos recipientes de secciones S1 y S2 están comunicados por un tubo de sección S inicialmente

cerrado. Si las alturas iniciales de fluido en los recipientes h01 y h02 son distintas, al abrir el tubo de

comunicación, el fluido pasa de un recipiente al otro hasta que las alturas h1 y h2 del fluido en los

dos recipientes se igualan.

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquido

http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_atmosf%C3%A9rica


http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n_en_un_fluido#Presi.C3.B3n_hidrost.C3.A1tica

http://es.wikipedia.org/wiki/Blaise_Pascal

http://es.wikipedia.org/wiki/Siglo_XVII

http://es.wikipedia.org/wiki/Mol




Si h01>h02, la altura h1 del fluido en el primer recipiente disminuye y aumenta la altura h2 en el

segundo recipiente. La cantidad total de fluido no cambia, de modo que

S1h1+S2h2=S1h01+S2h02=(S1+S2)heq Donde heq es la altura final de equilibrio.

Vamos ahora a deducir la función que describe la evolución de la altura h1 o h2 con el tiempo t.

El teorema de Torricelli afirma que la velocidad de salida del fluido por un orificio situado en el

fondo de un recipiente es

Siendo h la altura del fluido en el recipiente por encima del orificio. Si ahora tenemos dos

depósitos conectados, podemos describir el comportamiento de los vasos comunicantes

suponiendo que la velocidad del fluido en el tubo de comunicación es proporcional a la raíz

cuadrada de la diferencia de alturas que alcanza el fluido en ambos recipientes.

La cantidad de fluido que sale del primer recipiente a través del tubo que comunica ambos

recipientes en la unidad de tiempo esvS, y en el tiempo dt será vSdt. La disminución de la

altura h1 en el primer recipiente se expresa del siguiente modo

Escribiendo h2 en función de h1, podemos integrar fácilmente esta ecuación

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/fluidos/dinamica/vaciado/vaciado.htm#Teorema de Torricelli




Se alcanza la altura de equilibrio heq después de un tiempo t que se calcula poniendo en la

ecuación precedente h1=heq


Material Cantidad

Pie estativo 1



Campana de vidrio con tubuladura 2

Tubito de vidrio, 250mm,1 unidad de 1


Tubo de PVC, D interior 7mm 1

Glicerina, 250ml 1




MONTAJE ARMA UNA BASE SOPORTE CON EL PIE ESTATIVO Y LA VARILLA DE 600mm.

COLOQUE EL SOPORTE PARA TUBOS DE VIDRIO EN LA VARILLA DE 600mm. UNE LAS DOS CAMPANAS CON UN TUBO DE UNOS 50 cm DE LARGO. Y LLENA LAS DOS HASTA LA MITAD CON AGUA.




Figura 5 figura 6 figura 7 figura 8.

REALIZACIÓN

OBSERVA EL NIVEL DEL AGUA EN LAS DOS CAMPNAS, Y DIBÚJALO EN LA FIGURA 1 Quita LA CAMPANA DERECHA DEL SOPORTE, Y COLÓCALA EN LAS POSICIONES INDICADAS

EN LAS FIGURAS 2, 3, Y 4. DIBULA LOS NIVELES DE AGUA.

QUITA LA CAMPANA DERECHA, PON EN SU LUGAR EL TUBITO DE VIDRIO Y REPITE EL EXPERIMENTO. OBSERVA EL NIVEL DEL AGUA Y DIBÚJALO EN LAS FIGURAS 5, 6, 7, Y 8.

Figura 1 Figura 2 Figura 3 Figura 4




EVALUACIÓN

1.- ¿En qué posición relativa están los niveles de agua de las campanas?______________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2.- ¿Qué ocurre cuando subes o bajas una de las campanas?_______________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3.- ¿Se inclina también la superficie del agua cuando inclinas la campana?____________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4.- ¿Qué consecuencias sacas de todo lo anterior? _______________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5.- ¿Conoces alguna aplicación práctica de este fenómeno? ________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 6.- ¿Varían los resultados cuando sustituyes una de las campanas por un tubo de vidrio?________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 4.2

“PRESIÓN HIDROSTÁTICA”

OBJETIVO:

Estudiar si la presión hidrostática del agua depende de la dirección y determinar la presión

hidrostática (P) en el agua en función de la profundidad (h).

MARCO TEÓRICO:

La presión en un fluido es la presión termodinámica que interviene en la ecuación constitutiva y en

la ecuación de movimiento del fluido, en algunos casos especiales esta presión coincide con la

presión media o incluso con la presión hidrostática.

Todas las presiones representan una medida de la energía potencial por unidad de volumen en un

fluido. Para definir con mayor propiedad el concepto de presión en un fluido se distinguen

habitualmente varias formas de medir la presión

La presión hidrostática es la parte de la presión debida al peso de un fluido en reposo. En un fluido

en reposo la única presión existente es la presión hidrostática, en un fluido en movimiento además

puede aparecer una presión hidrodinámica adicional relacionada con la velocidad del fluido. Es la

presión que sufren los cuerpos sumergidos en un líquido o fluido por el simple y sencillo hecho de

sumergirse dentro de este. Se define por la fórmula donde es la presión

hidrostática, es el peso específico y profundidad bajo la superficie del fluido.

Un fluido pesa y ejerce presión sobre las paredes sobre el fondo del recipiente que lo contiene y sobre la superficie de cualquier objeto sumergido en él. Esta presión, llamada presión hidrostática, provoca, en fluidos en reposo, una fuerza perpendicular a las paredes del recipiente o a la superficie del objeto sumergido sin importar la orientación que adopten las caras. Si el líquido fluyera, las fuerzas resultantes de las presiones ya no serían necesariamente perpendiculares a las superficies. Esta presión depende de la densidad del líquido en cuestión y de la altura a la que esté sumergido el cuerpo y se calcula mediante la siguiente expresión:

Donde, usando unidades del SI,

es la presión hidrostática (en pascales);

es la densidad del líquido (en kilogramos sobre metro cúbico);

es la aceleración de la gravedad (en metros sobre segundo al cuadrado);

http://es.wikipedia.org/wiki/Presi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_constitutiva

http://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_de_movimiento



http://es.wikipedia.org/wiki/Peso_espec%C3%ADfico


http://es.wikipedia.org/wiki/SI

http://es.wikipedia.org/wiki/Pascal_(unidad)

http://es.wikipedia.org/wiki/Densidad



http://es.wikipedia.org/wiki/Aceleraci%C3%B3n_de_la_gravedad

http://es.wikipedia.org/wiki/Metros





es la altura del fluido (en metros). Un liquido en equilibrio ejerce fuerzas

perpendiculares sobre cualquier superficie sumergida en su interior

es la presión atmosférica


Material Cantidad

Pie estativo 1



Nuez doble 2

Sondas para presión hidrostática 1



Tubito de vidrio, 350mm, 2 uds. de 1

Vaso de precipitados, 600ml 1

Jeringuilla, 20ml, 1 unidad de 1


Glicerina, 250ml 1

Tijeras

http://es.wikipedia.org/wiki/Metros




MONTAJE

FORMA UNA BASE CON EL PIE ESTATIVO Y LA VARILLA SOPORTE DE 600mm, COLOCA EL SOPORTE

PARA TUBOS DE VIDRIO EN LA VARILLA DE 600mm Y DEBAJO DE ESTA SUJETA UNA NUEZ DOBLE A

LA VARILLA.

FIJA LA VARILLA CORTA DE 100mm EN LA NUEZ Y AL FINAL DE ESTA COLOCA LA OTRA NUEZ

DOBLE. PON LA CINTA PETRICA DE TAL MANERA QUE LA SOSTENGAS CON EL SOPORTE PARA TUOS

DE VIDRIO




MONTA UN MANÓMETRO DE TUVO EN U CON LOS DOS TUBITOS DE VIDRIO Y EL TUVO DE PVC

(40cm). LUEGO EMPALMA LA SONDA AL MANÓMETRO CON UN TROZO DE TUBO DE PVC (60cm), Y

SUJÉTALA EN LA NUEZ DOBLE DE MANERA QUE NO ALCANCE POR AHORA EL VASO DE

PRECIPITADOS.

UTILIZANDO LA JERINGA COMO EMBUDO, LLENA DE AGUA EL MANÓMETRO, HASTA QUE LOS DOS

TUBOS ESTÉN LLENOS HASTA LA MITAD. PON AGUA EN EL VASO DE PRECIPITADOS.




REALIZACIÓN 1.- LA PRESIÓN HIDROSTÁTCA EN FUNCIÓN E LA DIRECCIÓN

PARA MEDIR LA PRESIÓN SOBRE EL FONDO UTILIZA LA SONDA EN FORMA DE GANCHO, PARA LA PRESIÓN SOBRE LOS LADOS LA SONDA EN ÁNGULO RECTOY PARA LA PRESIÓN SOBRE LOS LADOS LA SONDA EN ÁNGULO RECTO Y PARA LA PRESIÓN SOBRE LA SUPERFICIE LA SONDA RECTA.

EN TODOS LOS CASOS SUMERGE LA SONDA 5cm (ATENCION A LA POSICIÓN DE LA ABERTURA), Y EXPULSA EL AGUA QUE PENETRE, DESPLAZANDO LOS BRAZOS DEL MANÓMETRO.

LA SUPERFICIE DE SEPARACIÓN AGUA /AIRE NO DEBE CURVARSE. AL MEDIR LA PRESIÓN LATERAL, EL AGUA DEBE ESTAR HASTA APROXIMADAMENTE LA

MITAD EN EL BRAZO RECTO. REPITE CADA MEDICION TRES VECES. ANOTA EN LA TABLA 1 LA PROFUNDIDAD h Y LA

DIFERENCIA DEL NIVEL DE AGUA ∆l, QUE ES LA MEDIDA DE LA PRESIÓN P.




2.- LA PRESIÓN HIDROSTÁTICA EN FUNCIÓN DE LA PROFUNDIDAD UTILIZA LA SONDA RECTA SUMERGE LA SONDA EN EL AGUA CENTIMETRO A CENTIMETRO, DESDE 1 A 10cm EXPULASA EN CASA UNA DE LAS POSICIONES EL AGUA QUE HAYA PENETRADO EN LA

SONDA, ELEVANDO UNO DE LOS BRAZOS DEL MANÓMENTRO, HASTA QUE LA SUPERFICIE DE SEPARACIÓN AGUA/AIRE EN LA ABERTURA DE LA SONDA SEA LO MAS PLANA POSIBLE.

ANOTA EN LA TABLA 2 LA PROFUNDIDAD h DE LA SONDA Y LA CORRESPONDIENTE DIFERENCIA DEL NIVEL DE AGUA ∆l EN LOS DOS BRAZOS DEL MANÓMETRO.


1.-Dirección de la presión 2.- Presión hidrostática Tabla 1 Tabla 2 Profundidad h= 5cm

Manómetro ∆l/cm ∆l*/cm

h/cm

∆h/cm

h/cm

∆h/cm

1

6

2

7

3

8

4

9

5

10




EVALUACIÓN

1.- Explica porqué se utiliza para medir la presión hidrostática p la diferencia del nivel de agua ∆l en el manómetro. _________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2.- Halla las medidas ∆l* de los valores de ∆l de la tabla 1, y anótalos en la misma tabla. 3.- A la misma profundidad, ¿Se diferencian las presiones sobre el fondo, sobre la superficie y lateral? __________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 4.- Traza un diagrama con los valores de la tabla de a continuación, ∆l en función de h. 5.- ¿Qué relación existe entre la profundidad h y la presión hidrostática p?____________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 6.- Después de las mediciones ¿Qué puedes enunciar sobre la presión hidrostática? ___________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

10

8

6

4

2

2 4 6 8 10

h/cm

∆l/cm




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 4.3

“EMPUJE Y FLOTACIÓN”

OBJETIVO:

Estudiar si distintos cuerpos flotan o no en el agua, y comprobar si el volumen del cuerpo, o su

forma, tienen alguna influencia sobre su flotabilidad.

MARCO TEÓRICO:

Resulta evidente que cada vez que un cuerpo se sumerge en un líquido es empujado de alguna manera por el fluido. A veces esa fuerza es capaz de sacarlo a flote y otras sólo logra provocar una aparente pérdida de peso. Pero, ¿cuál es el origen de esa fuerza de empuje? ¿De qué depende su intensidad? Sabemos que la presión hidrostática aumenta con la profundidad y conocemos también que se manifiesta mediante fuerzas perpendiculares a las superficies sólidas que contacta. Esas fuerzas no sólo se ejercen sobre las paredes del contenedor del líquido sino también sobre las paredes de cualquier cuerpo sumergido en él. Cuando un cuerpo sólido cualquiera flota dentro de un líquido, se presenta un estado de equilibrio debido a que el líquido ejerce una fuerza ascendente de similar magnitud, pero de sentido contrario al del peso del cuerpo. Es posible observar en este tipo de situaciones, que las componentes horizontales de la presión hidrostática se contraponen, por lo que no existe fuerza resultante horizontal alguna, presentándose únicamente la componente vertical PZ y la fuerza generada por el peso del cuerpo sólido W. Lo anterior puede expresarse simplemente como:

La ecuación anterior expresa fielmente el principio de Arquímedes: “Todo cuerpo sumergido en un líquido experimenta un empuje vertical ascendente de igual magnitud que el peso del volumen desalojado”. El punto de aplicación del empuje vertical coincide con el centro de gravedad del volumen desalojado y se conoce con el nombre de centro de flotación o de carena





Material Cantidad



Columna de madera 1

Bola de goma 1

Plastilina, 1 unidad de 1

Unión en forma de T 1

Tapón de goma, 1 orificio 1




MONTAJE Y REALIZACIÓN

1.- LLENA APROXIMADAMENTE ¾ EL VASO DE PRECIPITADOS CON AGUA, Y ECHA EN EL AGUA SUCESIVAMENTE LA COLUMNA DE ALUMINIO, LA DE MADERA, LA BOLA DE GOMA, LA PLASTILINA, LA UNIÓN T (PLÁSTICO) Y EL TAPÓN DE GOMA.

OBSERVA SI S HUNDEN O FLOTAN Y ANÓTALO EN OBSERVACIONES 1. (MATERIALES QUE FLOTAN/MATERIALES QUE NO FLOTAN)

2.- DIVIDE LA PLASTILINA EN DOS TROZOS APROXIMANDAMENTE IGUALES. CON UNO DE ELLOS HAZ UNA BOLA, Y CON EL OTRO UN BARQUITO.

COLOCA LOS 2 EN EL AGUA Y COMPRUEVA SI SE HUNDEN. PON UNA CRUZ EN OBSERVACIONES 2 a).

HAS CON LA BOLA UN BARQUITO, Y CON EL BARQUITO UNA BOLA. COLOCA LOS 2 EN EL AGUA Y REPITE EL EXPERIMENTO. PON UNA CRUZ EN 2.b)

3.- HAZ CON LA BOLA DE PLASTILINA 10 BOLITAS IGUALES EN LO POSIBLE, COLOCA EL BARQUITO EN EL AGUA Y CÁRGALO POCO A POCO CON LAS BOLITAS. ANOTA LO QUE OBSERVES.




OBSERVACIONES

1.- Materiales que flotan: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Materiales que no flotan: ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2.- 3.-

EVALUACIÓN 1.- ¿Cuál de los 6 cuerpos flota? ______________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 2.- ¿Depende su flotabilidad del material de los cuerpos? _________________________________ ________________________________________________________________________________ 3.- ¿Hay alguna relación con la densidad? Ordena los cuerpos según sea su densidad mayor o

menor que la del agua (p = 1 g/cm3), y compara este orden con observaciones 1”. ¿Qué

consecuencias sacas? ______________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Objeto Flota No flota

a) bola barquito

b) bola barquito

Barquito vacio

Barquito cargado




4.- ¿Depende la flotabilidad de los cuerpos de su volumen? ________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5.- Dibuja un barquito cargado y otro descargado sobre el agua. ¿En qué consiste la diferencia? ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 6.- ¿Por qué la bola de plastilina se hunde, y el barquito del mismo material y la misma masa, no se hunde? __________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 7.- ¿Cuál es la capacidad de carga del barquito? _________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 4.4

“PRINCIPIO DE ARQUÍMIDES”

OBJETIVO:

Determinar la fuerza por pero de un cuerpo primero en el aire y después en el agua, para así

calcular el empuje FA.

MARCO TEÓRICO:

El principio de Arquímedes es un principio físico que afirma que: “Un cuerpo total o parcialmente

sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del

volumen del fluido que desaloja”. Esta fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o

de Arquímedes, y se mide en newtons (en el SI). El principio de Arquímedes se formula así:

Dónde:

E es el empuje , ρf es la densidad del fluido, V el “volumen de fluido desplazado” por algún cuerpo

sumergido parcial o totalmente en el mismo, g la aceleración de la gravedad y m la masa.

De este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la

gravedad existente en ese lugar. El empuje actúa verticalmente hacia arriba y está aplicado en

el centro de gravedad del fluido desalojado por el cuerpo; este punto recibe el nombre de centro

de carena.

La explicación del principio de Arquímedes consta de dos partes como se indica en las figuras:

1. El estudio de las fuerzas sobre una porción de fluido en equilibrio con el resto del fluido.

2. La sustitución de dicha porción de fluido por un cuerpo sólido de la misma forma y dimensiones.

http://es.wikipedia.org/wiki/Fluido


http://es.wikipedia.org/wiki/Arqu%C3%ADmedes



http://es.wikipedia.org/wiki/Empuje

http://es.wikipedia.org/wiki/Densidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Aceleraci%C3%B3n_de_la_gravedad


http://es.wikipedia.org/wiki/Centro_de_gravedad

http://es.wikipedia.org/wiki/Carena




Cuando un cuerpo está sumergido totalmente en agua se tienen las siguientes condiciones: El objeto permanece estático pero por debajo de la superficie del líquido. En este caso la

intensidad del empuje es igual a la del peso del objeto. El objeto se va hundiendo desde que se puso en contacto con el líquido o a una

profundidad determinada. En este caso la intensidad del empuje es menor a la del peso del objeto.

El objeto va emergiendo desde que se colocó en lo más profundo o una profundidad determinada. En este caso la intensidad del empuje es mayor a la del peso del objeto.


Material Cantidad





Dinamómetro, 2N 1

Vaso de expansión, 250ml 1

Probeta graduada, 50ml 1


Balanza 1

Pie estativo 1


Nuez doble 1

Pasador 1





MONTAJE

MONTA UNA BALANZA COMO SE MUESTRA A CONTUNIACION




COLOCA LA PLACA CON ESCALA SOBRE EL PIE, DE FORMA QUE LA AGUJA MARQUE EXACTAMENTE EL PUNTO CERO.

LLENA CON AGUA EL VASO DE EXPANSIÓN, JUSTO HSTA QUE REBOSE SOBRE EL VASI DE

PRECIPITADOS. ESPERA HASTA QUE DEJE DE GOTEAR, Y SECA CUIDADOSAMENTE EL VASO DE

PRECIPITADOS

REALIZACIÓN

1.- DETERMINA CON LA BALANZA LA MASA m0 DEL VASO DE PRECIPITADOS SECO, Y ANOTA SU VALOR.




2.- DETERMINA CON EL DINAMÓMETRO LA FUERZA POR PESO EN EL AIRE FGl de las masas de 50, 100 y 150g. ANOTA LOS VALORES EN LA TABLA.

COLOCA EL VASO DE PRECIPITADOS BIEN SECO DEBAJO DEL TUBO DE SALIDA DEL VASO DE EXPLASIÓN, Y SUMERGE EN ÉSTE COMPLETAMENTE EL PLATILLO PARA PESAS DE RANURA, CON LAS MASAS NECESARIAS PARA QUE mtot= 50g

DETERMINA LA FUERZA POR PESO EN EL AGUA FGw DE LAS MASAS, Y ANOTA LOS VALORES EN LA TABLA.

RECOJE EL AGUA DESALOJADA EN EL VASO DE PRECIPITADOS, ESPERANDO QUE EL VAS DE EXPANSION DEJE DE GOTEAR, Y DETERMINA CON LA BALANZA LA MASA DE ESTA AGUA m1, INCLUIDO EL VASO DE PRECIPITADOS.

REPITE LAS MEDICIONES CON MASAS DE 100 Y 150g, Y ANOTA EN LA TABLA LOS VALORES FGw y m1.

RESULTADO DE LAS MEDICIONES m0=___________________g

m/g FgL/N FgW/N FA/N m1/g mW/g FW/N

50

100

150




EVALUACIÓN

1.- Halla la diferencia de la fuerza por peso de las masas en el aire y en el agua, y anota los resultados en FA, en la tabla 2.- calcula el volumen de agua desalojada, por la diferencia m1 – m0 = mW y a partir de esta diferencia, con g= 9.81 m/s2, la fuerza FW. Completa los resultados de la parte derecha de la tabla. 3.- compara los resultados FA de 1 con los FW de 2. ¿Qué encuentras? ________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4.- la fuerza FA se denomina empuje. Es evidente que se puede determinar por dos métodos. Describe estas dos posibilidades con tus propias palabras: (1)______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (2)______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5.- ¿Qué efecto produce el empuje sobre un cuerpo sumergido?____________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 6.- expresa con fórmulas los dos métodos para determinar el empuje FA: (1)______________________________________________________________________________ (2)______________________________________________________________________________


1.- ¿Cuándo flota un cuerpo, y cuándo se hunde? ________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2.- Exprésalo en fórmulas: ________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 4.5

“HALLAR LA DENSIDAD DE SÓLIDOS MIDIENDO EL EMPUJE”

OBJETIVO:

Aprender que solo midiendo el empuje se pueden determinar la densidad de los sólidos

MARCO TEÓRICO:

Arquímedes (287-212 A. C.) se inmortalizó con el principio que lleva su nombre, cuya forma más común de expresarlo es:

“Todo sólido de volumen V sumergido en un fluido, experimenta un empuje hacia arriba igual al peso del fluido desalojado”.

La determinación de la densidad de sólidos por el principio de Arquímedes consiste en determinar el empuje (E), el cual se halla realizando la diferencia entre el peso del sólido en el aire (ws) y el peso aparente del sólido sumergido en el líquido (wa). El volumen del líquido desalojado corresponde al volumen del sólido sumergido.

E = wdes = ws - wa = VdL

Donde wdes es el peso de líquido desalojado, V el volumen del sólido y dL la densidad del líquido.

Para la determinación de la densidad pueden emplearse instrumentos basados en el principio de Arquímedes como la balanza de Westphal y los aerómetros.

Precisamente al sumergir un cuerpo en un vaso de agua, el agua ejercerá un empuje sobre el cuerpo. Si recordamos la tercera ley de Newton (acción y reacción) podremos determinar que entonces el cuerpo reaccionará sobre el agua con idéntica fuerza y sentido contrario. Si colocamos el vaso de agua sobre una balanza, podremos medir el mE -exceso de masa que la balanza registra, cuando se introduce el cuerpo en el agua. El método de Arquímedes esta vinculado al cálculo de la densidad de diversos objetos que se encuentran en la naturaleza. La densidad se define como la masa por unidad de volumen y es una propiedad intensiva de los cuerpos, a saber, que no depende de la cantidad de materia de los mismos. Cada elemento de la naturaleza tiene una densidad que le es característica y única.





Material Cantidad


Dinamómetro, 1N 1

Dinamómetro, 2N 1


Columna de hierro 1


Pie estativo 1


varilla soporte con orificio, 100mm 1

Nuez doble 2


sedal

tijeras




MONTAJE ARMA UNA BASE CON EL PIE ESTATIVO Y LA VARILLA SOPORTE DE 600mm, POSTERIORMENTE UNE LA NUEZ DOBLE Y COLOCA LA VARILLA SOPORTE DE 100mm, SEGUIDAMENTE COLOCA EL SOPORTE PARA DINAMÓMETROS.

COLOCA EL SOPORTE PARA DINAMÓMETROS DE MANERA VERTICAL EN EL SOPORTE

ATA UN TROZO DE SEDAL EN LAS COLUMNAS DE HIERO Y ALUMINIO, HACIÉNDOLE UN LAZO PARA COLGARLOS. QUITA LOS TORNILLOS DE UNA NUEZ DOBLE Y ÁTALE IGUALMENTE UN TROZO DE SEDAL.




REALIZACIÓN 1.- CUELGA SUCESIVAMENTE EN EL DINAMÓMETRO LAS COLUMNAS DE ALUMINIO Y DE HIERRO, Y LA NUEZ DOBLE, Y LEE SU FUERZA POR PESO FGl.

ANOTA LOS VALORES EN LA TABLA

2.- COLOCA BAJO EL ESTATIVO EL VASO DE PRECIPITADOS GRANDE ELLENO DE AGUA, SUMERGE SUCESIVAMENTE LOS TRES CUERPOS, LEYENDO LA FUERZA POR PESO FGw.

ANOTA TAMBIÉN LOS RESULTADOS EN LA TABLA





Cuerpos FgL/N FgW/N FA/N V/cm3 mk/g Dk/g/cm3

Al

Fe

Nuez doble

EVALUACIÓN 1.- Calcula el empuje FA restando FgL – FgW, y anótalo en la tabla. 2.- calcula el volumen de agua desalojada por el empuje FA y la aceleración de la gravedad g, y con la densidad del agua = 1g/cm3, el volumen V del cuerpo. Anótalo en la tabla. 3.- Calcula la masa mk del cuerpo a partir de la fuerza por peso FgL en el aire y de la aceleración de la gravedad g. anota los valores. 4-. Halla el cociente DK de la masa del cuerpo mK y su volumen V, y llévalo a la tabla. 5.- Reflexiona sobre los pasos del cálculo, y descríbelo verbalmente o con fórmulas: (1)_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (2)_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (3)_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ (4)_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

EJERCICIO COMPLEMENTARIO 1.- ¿Puedes redecir las fórmulas, de forma que Dk solo aparezca como función de las fuerzas por pero en el aire y en el agua, es decir Dk = (FgL, FgW)? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 4.6

“HALLAR LA DENSIDAD DE LIQUIDOS CON EL AREÓMETRO”

OBJETIVO:

Construir un areómetro aplicando los conocimientos de empuje y el principio de Arquímedes,

calculando primero la escala del aerómetro, para determinar posterior mente la densidad de

algunos líquidos

MARCO TEÓRICO:

Un areómetro, o densímetro, es un instrumento que sirve para determinar la densidad relativa de los líquidos sin necesidad de calcular antes su masa y volumen. Normalmente, está hecho de vidrio y consiste en un cilindro hueco con un bulbo pesado en su extremo para que pueda flotar en posición vertical

El densímetro se introduce gradualmente en el líquido para que flote libremente y verticalmente. A continuación se observa en la escala el punto en el que la superficie del líquido toca el cilindro del densímetro. Los densímetros generalmente contienen una escala de papel dentro de ellos para que se pueda leer directamente la densidad específica. En líquidos ligeros, como queroseno, gasolina, y alcohol, el densímetro se debe hundir más para disponer el peso del líquido que en líquidos densos como agua salada, leche, y ácidos. De hecho, es usual tener dos instrumentos distintos: uno para los líquidos en general y otro para los líquidos poco densos, teniendo como diferencia la posición de las marcas medidas. En el equilibrio, el peso P del densímetro será igual al empuje E: P = E





Material Cantidad



Probeta graduada, 50ml 1

Tubo de ensayo, L=160mm 1

Tubito de vidrio, 250mm 1


Perdigones 1

Cloruro Sódico, 250g 1

Bencina de petróleo, 500ml 1

Papel milimetrado

Tijeras

Pie estativo 1


Balanza 1

Nuez doble 1

Pasador 1





MONTAJE

MONTA UNA BALANZA COMO SE TE MUESTRA EN LA SIGUIENTE IMAGEN

PREPARA DOS SOLUCIONES DE SAL:

PESA 5g DE SAL COMÚN EN EL VASO DE PRECIPITADOS DE 100ml. PESA 10g DE SAL COMÚN EN EL VASO DE PRECIPITADOS DE 250ml. PON EN LA PROBETA GRADUADA 400ml DE AGUA, AÑADE LOS 5g DE SAL COMÚN,

DISUELVE BIEN LA SAL, Y LLENA LA PROBETA HASTA 50ml. ECHA ESTA SOLUCIÓN EN EL VASO DE PRECIPITADOS DE 100ml. ENJUAGA Y SECA BIEN LA PROBETA. PREPARA DE IGUAL FORMA LA 2° SOLUCIÓN DE 10g DE SAL. LIMPIA IGUALMENTE LA

PROBETA.




REALIZACIÓN DEL EXPERIMENTO PRELIMINAR

PON 50ml DE AGUA EN LA PROBETA CORTA UNA TIRA DE PAPEL MILIMETRADO (2x17 cm), Y HAZ UNA ESCALA EN cm DE 0

(HATA ABAJO) A 16 (COMO SE MUESTRA EN LA SIGUIENTE IMAGEN)

COLOCA LA TIRA DE PAPEL EN EL TUBO DE ENSAYO, INTRODUCE EL TUBO DE ENSAYO EN

LA PROBETA, Y AÑADE PERDIGONES HASTA QUE SE SUMERJA EN EL AGUA HASTA LA MITAD, APROXIMADAMENTE.

LEE LA PROFUNDIDAD EN LA ESCALA Y ANOTA EL VALOR hw. LLENA LA ORIBETA CON LA PRIMERA SOLUCIÓN SALINA (5g). SUMERGE EL TUBO DE ENSAYO EN LA SOLUCIÓN, LEE LAPROFUNDIDAD EN LA ESCALA Y

ANOTA EL VALOR hF.




RESULTADO DE LAS MEDIDAS hW=__________________cm hF=___________________cm

EVALUACÓN, EXPERIMENTO PRELIMINAR 1.1.- Compara entre sí los valores medidos. ¿Qué consecuencia sacas?_______________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 1.2.- Expresa el resultado en relación a la densidad y la profundidad de inmersión, empleando la forma “cuanto-tanto”: _____________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 1.3.- ¿Puedes poner un ejemplo de tu propia experiencia en el deporte? _____________________ ________________________________________________________________________________

EXPERIMENTO PRINCIPAL, REALIZACIÓN 1.- HAZ UNA ESCALA EN PAPEL MILIMETRADO, EN LA QUE SE PUEDA LEER DIRECTAMENTE LA DENSIDAD DE UN LÍQUIDO.

CALCULA LA ESCALA CON LA SIGUIENTE FÓRMULA: hF= (Dw/DF) * hW DONDE: hF= PROFUNDIDAD EN EL LÍQUIDO INCÓGNITA hw= PROFUNDIDAD EN EL AGUA DF= DENSIDAD DEL LÍQUIDO INCÓGNITA DW= DENSIDAD EN EL AGUA= 1g/cm3 Ó 1kg/m3

DA A hW EL VALOR HALLADO EN EL EXPERIMENTO PRELIMINAR, Y A DF LOS VALORES DE LA TABLA.

LLEVA A LA TABLA LOS VALORES RESULTANTES DE hF:

DF/g/cm3 hF/cm DF/g/cm3 hF/cm

0.5 1

0.6 1.1

0.7 1.2

0.8 1.3

0.9 1.4

LLEVA LOS VALORES hF A LA TIRADE PAPEL MILIMETRADO, Y NUMERALOS CON LOS VALORES CORRESPONDIENTES DE DF.




INTRODUCE LA RITA CUENDO ESTE COMPLETA EN EL TUBO DE ENSAYO, EXACTAMENTE IGUAL QUE ANTES.

NO VARIAS LA TARA 2.- EMPLEA EL AREÓMETRO QUE HAS MONTADO PARA DETERMINAR LA DENSIDAD DE LOS SOLUCIONES DE SAL Y BENCINA DE PETRÓLEO. LIMPIA Y SECA LA PROBETA CADA VEZ QUE CAMBIAS EL LÍQUIDO.

CON LA BENCINA NO PONGAS MAS DE 45ml, PUES DE LO CONTRARIO REBOSARIA EL RECIPIENTE AL MEDIR LA DENSIDAD.

LEE LA ESCALA, Y ANOTA LOS RESULTADOS. ATENCIÓN: NO TIRAR LA BENCINA EN EL DESAGUE, SINO RECOGERLA PARA VOLVERLA A

UTILIZAR.


Líquido DF/g/cm3

Sal común, 5g/50ml

Sal común, 10g/50ml

Bencina de petróleo

EVALUACIÓN 2.1.- ¿Es distinta las densidades de las dos soluciones de sal?_______________________________ ________________________________________________________________________________ 2.2.- ¿Puedes razonarlo?____________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 2.3.- ¿Cuál de los líquidos tiene mayor densidad que la den agua y cuál menor?________________ ________________________________________________________________________________


¿Puedes explicar la fórmula que has utilizado para hacer la escala de densidades? 1.- Por el experimento preliminar _____________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 2.- Por el principio de Arquímedes ____________________________________________________ ________________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I PRACTICA N° 4.7

“DETERMINACIÓN DE LA DENSIDAD DE LIQUIDOS NO MISCIBLES”

OBJETIVO:

Determinar la densidad de la bencina de petróleo en un tubo U con agua, y aprender, por

reducción, la relación entre las densidades y las alturas, y expresarla con sus propias palabras.

MARCO TEÓRICO:

Uno de los métodos más sencillos utilizados para determinar densidades relativas de líquidos inmiscibles es el del tubo en U. Este tubo consiste simplemente de un tubo de vidrio o plástico transparente doblado en forma de U. Como se observa en el diagrama más adelante, se cumple la igualdad de las presiones en ambos

brazos 2211 ghgh , donde g es la gravedad , 1 y 2 son las densidades de los líquidos

inmiscibles, colocados en cada brazo del tubo y con alturas correspondientes 1h y 2h . De esta

forma, midiendo solamente las alturas de los líquidos en el tubo, podemos determinar la densidad relativa de un líquido respecto a otro.

No importa cuál ocupe el fondo del tubo (eso dependerá de cuánto pongamos de cada uno), pero siempre ocurrirá que el de menor densidad va a quedar por arriba del más denso. Cuando sumamos cierta cantidad de líquido adicional, éste se desplaza hasta alcanzar un nuevo nivel de equilibrio, el mismo en todos los recipientes. Blaise Pascal demostró en el siglo XVII, el apoyo que se ejerce sobre una mol de un líquido, se transmite íntegramente y con la misma intensidad en todas direcciones (Principio de Pascal).





Material Cantidad





Pie estativo 1



Cinta métrica 1

Bencina de petróleo, 500ml 1

Glicerina, 250ml 1

Tijeras




MONTAJE

ARMA UNA BASE SOPORTE USANDO EL PIE ESTATIVO Y LA VARILLA DE 250mm, LUEGO MONTA EL TUBO EN U CON LOS DOS TUBITOS DE VIDRIO Y EL TUVO PARA PVC SEGÚN LA FIGURA SIGUIENTE.

APLICA UN POCO DE GLICERINA A LOS EMPALMES DE LAS PIEZAS

REALIZACIÓN

PON AGUA CONN LA PIPETA EN EL TUBO EN U, HASTA QUE LOS DOS TUBOS ESTEN LLENOS

APROXIMADAMENTE HASTA LA MITAD VIERTE CUIDADOSAMENTE BENCINA DE PETRÓLEO EN EL BRAZO IZQUIERDO DEL TUBO EN

U HASTA QUE LA COLUMNA DE PETRÓLEO SEA DE UNOS 2 cm. UTILIZA TAMBIÉN LA PIPETA




MIDE LA ALTURA DE LA COLUMNA DE AGUA h1 Y DE LA COLUMNA DE PETRÓLEO h2, A

PARTIR DE LA SUPERFICIE DE SEPARACIÓN. AÑADE 2-3 VECES UN POCO DE PETRÓLEO Y MIDE LAS ALTURAS h1 Y h2. ANOTA LOS VALORES EN LA TABLA SIGUIENTE ATENCIÓN: NO TIRAR LA BENCINA POR EL DESAGÜE, SINO RECOGERLA PARA VOLVERLA A

UTILIZAR.


h1/cm h2/cm DP/g/cm3

Media




EVALUACIÓN

1.- Calcula la densidad de la bencina según la siguiente fórmula: DP= (h1/h2)*DW, con Dw =1g/cm 2.- Completa la tabla superior con los valores calculados de DP. 3.- Halla la medida de los valores medios, y anótala también en la tabla. 4.- Expresa la fórmula como división por DW, y defínela verbalmente:________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5.- ¿Cómo se explica la fórmula? Recuerda los experimentos “Empuje y flotación” y “Determinación de la densidad de sólidos midiendo el empuje” ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________





“CAPILARIDAD”

OBJETIVO:

Medir las alturas de elevación en un juego de cuatro capilares, y representar gráficamente los

resultados en un diagrama.

MARCO TEÓRICO:

La capilaridad es una propiedad de los líquidos que depende de su tensión superficial (la cual a su

vez, depende de la cohesión o fuerza intermolecular del líquido), que le confiere la capacidad de

subir o bajar por un tubo capilar.

Cuando un líquido sube por un tubo capilar, es debido a que la fuerza intermolecular entre sus

moléculas es menor a la adhesión del líquido con el material del tubo (es decir, es un líquido

que moja). El líquido sigue subiendo hasta que la tensión superficial es equilibrada por el peso del

líquido que llena el tubo. Éste es el caso del agua, y ésta propiedad es la que regula parcialmente

su ascenso dentro de las plantas, sin gastar energía para vencer la gravedad.

Sin embargo, cuando la cohesión entre las moléculas de un líquido es más potente que la adhesión

al capilar (como el caso del mercurio), la tensión superficial hace que el líquido descienda a un

nivel inferior, y su superficie es convexa.

Un aparato comúnmente empleado para demostrar la capilaridad es el tubo capilar; cuando la

parte inferior de un tubo de vidrio se coloca verticalmente, en contacto con un líquido como

el agua, se forma un menisco cóncavo; la tensión superficial succiona la columna líquida hacia

arriba hasta que el peso del líquido sea suficiente para que la fuerza de la gravedad se equilibre

con las fuerzas intermoleculares.

La masa líquida es proporcional al cuadrado del diámetro del tubo, por lo que un tubo angosto

succionará el líquido en una longitud mayor que un tubo ancho. Cuanto más pequeño es el

diámetro del tubo capilar mayor será la presión capilar y la altura alcanzada.




Entre algunos materiales, como el mercurio y el vidrio, las fuerzas intermoleculares del líquido

exceden a las existentes entre el líquido y el sólido, por lo que se forma un menisco convexo y la

capilaridad trabaja en sentido inverso.

01

Si en un recipiente que contenga líquido se introducen dos tubos de diferente diámetro, se observa que en el de mayor diámetro el nivel del líquido es el mismo que el del recipiente; sin embargo, en el tubo de un diámetro mucho menor, el líquido asciende debido a la tensión superficial.

02 A menor diámetro, mayor altura alcanza el líquido. Esto es, el diámetro está en proporción inversa a la ascensión capilar del líquido.

03

Si se sustituye el tubo pequeño por dos tubos encajados el uno dentro del otro con una holgura muy pequeña, se observa que el líquido sube por el espacio entre ambos tubos. Ésta es la situación que se da en la unión entre un tubo y un accesorio. Este fenómeno de capilaridad que se produce con el líquido, es el mismo que el que tiene lugar con los metales en estado de fusión; su aplicación práctica constituye la soldadura por capilaridad.





Material Cantidad

Nuez doble 1

Tubos capilares, juego de 4 unidades 1



Pie estativo 1




Tiza de color 1

Tijeras




MONTAJE ARMA UNA BASE SOPORTE USANDO EL PIE ESTATIVO Y LA VARILLA DE 250mm, SUJETA LA NUEZ DOBLE A LA BASE Y EN ELLA FIJA LA VARILLA DE 100mm. TOMA EL SOPORTE PARA TUBOS Y SUJETALO A LA VARILLA CORTA, COLOCA LOS TUBOS CAPILARES EN EL SOPORTE PARA TUBOS DE VIDRIO, ORDÉNALOS POR SU DIÁMETRO INTERIOR di.

PON EN EL VASO DE PRECIPITADOS UNOS 500ml DE AGUA.

REALIZACIÓN

MOJA COMPLETAMENTE LOS CUATRO CAPILARES SUMERGIÉNDOLES TODO LO POSIBLE Y

VOLVIÉNDOLES A SACAR HASTA QUE SÓLO QUEDE SUMERGIDO EL EXTREMO INFERIOR. MIDE CON LA CINTA MÉTRICA LA ALTURA DE ELEVACIÓN, ES DECIR, LAS ALTURAS DE LAS

COLUMNAS DE AGUA EN LOS CUATRO CAPILARES. SI NO VES BIEN EL NIVEL DE AGUA EN LOS CAPILARES, COLOCA DETRÁS DE ELLOS UNA

HOJA DE PAPEL. ANOTA LAS CUATRO ALTUTAS EN LA TABLA.




DESPUÉS DE LA MEDICIÓN SECA BIEN LOS CAPILARES, Y SOPLA LOS RESTOS DE AGUA DEL INTERIOR.


Di/mm h/cm

0.40

0.6

0.8

1.2

EVALUACIÓN DE LAS MEDIDAS 1.- Lleva a un diagrama los valores medidos: altura de elevación h en función del diámetro interior di, une los puntos con una línea. 2.- ¿Qué curva obtienes?____________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 3.- ¿Qué puedes enunciar acerca de los resultados (cuanto…tanto…)? _______________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________




EJERCICIO COMPLEMENTARIO 1.- Echa una gota de agua sobre la mesa y pon sobre ella una tiza. Describe lo que observas, y explícalo. ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2.-Calcula los resultados de las medidas, el valor recíproco de di, y haz un diagrama en el que representes la altura de elevación h en función de 1/di

Di/mm 1/di/cm

0.40

0.6

0.8

1.2

7

6

5

4

3

2

1

0

2 4 6 8 10 12 14

h/cm

di/mm




¿Qué curva resulta? _________________________________________________________ __________________________________________________________________________

¿Sabes explicar por qué la curva ahora es diferente? _______________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________

7

6

5

4

3

2

1

0

2 4 6 8 10 12 14

h/cm

(1/d)i/(1/mm)





“LEY DE BOYLE-MARIOTTE”

OBJETIVO:

Demostrar en un tubo en U que en una masa de aire cerrada el producto presión por volumen es

constante; explicando por cálculo y gráficamente la relación existente

MARCO TEÓRICO:

La Ley de Boyle-Mariotte, formulada por Robert Boyle y Edme Mariotte, es una de las leyes de

los gases ideales que relaciona el volumen y la presión de una cierta cantidad degas mantenida

a temperatura constante. La ley dice que el volumen es inversamente proporcional a la presión:

Donde es constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes.

Cuando aumenta la presión, el volumen disminuye, mientras que si la presión disminuye el

volumen aumenta. No es necesario conocer el valor exacto de la constante para poder hacer uso

de la ley: si consideramos las dos situaciones de la figura, manteniendo constante la cantidad de

gas y la temperatura, deberá cumplirse la relación:

Dónde:

Además si despejamos cualquier incógnita se obtiene lo siguiente:

http://es.wikipedia.org/wiki/Robert_Boyle

http://es.wikipedia.org/wiki/Edme_Mariotte

http://es.wikipedia.org/wiki/Gas_ideal

http://es.wikipedia.org/wiki/Volumen_(f%C3%ADsica)


http://es.wikipedia.org/wiki/Gas

http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura

http://es.wikipedia.org/wiki/Archivo:Ley_de_Boyle_Mariotte.png




Esta ley es una simplificación de la ley de los gases ideales o perfectos particularizada

para procesos isotermos de una cierta masa de gas constante.

Junto con la ley de Charles, la ley de Gay-Lussac, la ley de Avogadro y la ley de Graham, la ley de

Boyle forma las leyes de los gases, que describen la conducta de un gas ideal. Las tres primeras

leyes pueden ser generalizadas en la ecuación universal de los gases.


Material Cantidad





Pie estativo 1



Jeringuilla 20ml 1

Capuchón ciego 1


Pie de rey 1

Glicerina, 250mm 1

http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_los_gases_ideales

http://es.wikipedia.org/wiki/Proceso_isot%C3%A9rmico

http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Charles

http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Gay-Lussac

http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Avogadro

http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_Graham

http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_los_gases_ideales




MONTAJE

CONECTA LAS DOS MITADES DE LA BASE SOPRTE CON LA VARILLA DE 250mm Y FIJA LAS PALANCAS DE BLOQUEO, COLOCA LA VARILLA DE 600mm EN UNA DE LAS MITADES DE LA BASE Y FIJALA USANDO LA PALANCA DE BLOQUEO.

MONTA EL TUBO EN U CON LA CINTA MÉTRICA SEGÚN LA SIGUIENTE FIGURA. LA LONGITUD DEL TUBO PUEDE SER 1.5m.




FIJA EL TUBO EN U A LA VARILLA ESTATIVA LO MÁS ALTO POSIBLE. APLICA UN POCO DE GLICERINA AL EMPAQUE ENTRE LOS TUBOS DE VIDRIO Y EL PVC.

UTILIZÁNDO LA JERINGA SIN ÉMBOLO, LLENA DE AGUA EL TUBO EN U, HASTA QUE LOS DOS TUBITOS DE VIDRIO ESTÉN A LA MITAD

TAPA EL TUBIRO DE VIDRIO IZQUIERDO CON UNA CAPERIZA CIEGA, AJUSTA EL TUBO EN U HASTA QUE EL NIVEL DEL AGUA SEA OTRA VEZ IGUAL EN LOS DOS BRAZOS; MARCA EL NIVEL DEL AGUA DEL TUBO IZQUIERDO CON UN ROTULADOR.

REALIZACIÓN

MIDE AL ALTURA h DE LA COLUMNA DE AIRE EN EL TUBO IZQUIERDO, DESDE LA MARCA Y ANÓTALA.




BAJAR LA PRESIÓN EN EL VOLUMEN CERRADO:

COGE EL TUBO DE VIDRIO DERECHO, Y BÁJALO PASO A PASO HASTA EL SUELO. ANOTA, PARA CADA ALTURA h1 (DISTANCIA DEL NIVEL DE AGUA A LA MARCA, EN EL TUBO

IZQUIERDO, LA ALTURA h2 (DIFERENCIA ENTRE EL NIVEL DEL AGUA ENTRE EL TUBO DERECHO E IZQUIERDO). MIDE 6 PARES DE VALORES Y ANÓTALO EN LA TABLA 1.

AUMENTAR LA PRESIÓN EN EL VOLUMEN CERRADO

COLOCA DE NUEVO EL TUBO DERECHO EN EL SOPORTE, Y COGE EL IZQUIERDO BÁJALO PASO A PASO HASTA EL SUELO, Y MIDE 6 PARES DE VALORES h Y h, COMO SE

INDICA EN LA FIGURA (BLANCO Y NEGRO)




MIDE CON EL PIDE E REY EL DIÁMETRO INTERIOR DE LOS TUBOS DE VIDRIO Y ANÓTALO. MIDE LA PRESIÓN ATMOSFÉRICA P0 O PREGÚNTALA AL PROFESOR, SI ES NECESARIO TOMO COMO PRESIÓN ATMOSFÉRICA P0= 1013hPa.


h=_________cm di=____________mm p0=_______________hPa Tabla 1, reducción de la presión Tabla 2, aumento de la presión

h1/cm h2/cm V/cm3 p/hPa pV/hPa*cm3

h1/cm h2/cm V/cm3 p/hPa pV/hPa*cm3




EVALUACIÓN 1. – Reducción de presión 1.1.- Calcula el volumen de gas, a partir de las alturas h+ h1 según la fórmula V= π*r2 (h+h1), r2=di/2, π= 3.14 1.2.- Calcula la presión en el gas, con la fórmula p =P0 – h2 *g *D con g= 9.81 m/s2 y D= 1g/cm3 1.3 halla los productos p*V y anótalos en la tabla 1. Redondea los decimales a un dígito después del punto. 2.- Elevación de la presión 2.1 calcula V= π*r2 (h+h1). 2.2 calcula la presión del gas con la fórmula p= P0 + h2 *g *D 2.3 halla los productos p*V y anótalos en la tabla 2. Redondea los decimales a un digito después del punto. 3.- Lleva al diagrama los pares de valores presión p y volumen V. 4.- ¿Cómo es la curva?______________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 5.- Observa los valores de p*V en las tablas 1 y 2. ¿Qué ocurre? ____________________________ _______________________________________________________________________________ 6.- Expresa en una fórmula la relación entre p y V: _______________________________________ ________________________________________________________________________________

P/hPa

V/cm3

1150

1100

1050

1000

950

900

850

0

1.5 2.0 2.5





“BOMBAS Y SIFONES”

OBJETIVO:

Montar una bomba aspirante-impelente y un sifón para estudiar su funcionamiento

MARCO TEÓRICO:

Una bomba hidráulica es una máquina generadora que transforma la energía con la que es accionada en energía hidráulica del fluido incompresible que mueve. El fluido incompresible puede ser líquido o una mezcla de líquidos y sólidos. Al incrementar la energía del fluido, se aumenta su presión, su velocidad o su altura, todas ellas relacionadas según el principio de Bernoulli.

En una "bomba aspirante", un cilindro que contiene un pistón móvil está conectado con el suministro de agua mediante un tubo. Una válvula bloquea la entrada del tubo al cilindro. La válvula es como una puerta con goznes, que solo se abre hacia arriba, dejando subir, pero no bajar. Dentro del pistón, hay una segunda válvula que funciona en la misma forma. Cuando se acciona la manivela, el pistón sube. Esto aumenta el volumen existente debajo del pistón, y, por lo tanto, la presión disminuye. La presión del aire normal que actúa sobre la superficie del agua, hace subir el líquido por el tubo, franqueando la válvula-que se abre- y lo hace entrar en el cilindro. Cuando el pistón baja, se cierra la primera válvula, y se abre la segunda, que permite que el fluido pase a la parte superior del pistón y ocupe el cilindro que está encima de éste. El golpe siguiente hacia arriba hace subir el agua a la espita y, al mismo tiempo, logra que entre más fluido en el cilindro, por debajo del pistón. La acción continúa mientras el pistón sube y baja.

Una bomba aspirante es de acción limitada, en ciertos sentidos. No puede proporcionar un chorro continuo de líquido ni hacer subir el agua a través de una distancia mayor a 10 m entre la superficie del pozo y la válvula inferior, ya que la presión normal del aire sólo puede actuar con fuerza suficiente para mantener una columna de agua de esa altura. Una bomba impelente vence esos obstáculos.

La bomba impelente consiste en un cilindro, un pistón y un caño que baja hasta el depósito del fluido. Asimismo, tiene una válvula que deja entrar el fluido al cilindro, pero no regresar. No hay

válvula en el pistón, que es completamente sólido. Desde el extremo inferior del cilindro sale un

segundo tubo que llega hasta una cámara de aire. La entrada a esa cámara es bloqueada por una

válvula que deja entrar el fluido, pero no salir. Desde el extremo inferior de la cámara de aire,

otro caño lleva el fluido a un tanque de la azotea o a una manguera.

http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%A1quina

http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_hidr%C3%A1ulica

http://es.wikipedia.org/wiki/Fluido_incompresible

http://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%ADquido


http://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_Bernoulli

http://es.wikipedia.org/wiki/Cilindro

http://es.wikipedia.org/wiki/Pist%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Tubo

http://es.wikipedia.org/wiki/V%C3%A1lvula

http://es.wikipedia.org/wiki/Pist%C3%B3n

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b3/L-Pumpe2.png

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b3/L-Pumpe2.png

http://es.wikipedia.org/wiki/C%C3%A1mara_de_aire

http://es.wikipedia.org/wiki/Ca%C3%B1o

http://es.wikipedia.org/wiki/Tanque_de_agua

http://es.wikipedia.org/wiki/Azotea

http://es.wikipedia.org/wiki/Manguera




Un sifón está formado por un tubo, en forma de "U" invertida, con uno de sus extremos sumergidos en un líquido, que asciende por el tubo a mayor altura que su superficie, desaguando por el otro extremo. Para que el sifón funcione el orificio de salida debe estar más abajo de la superficie libre (h2 debe ser mayor a h1 en la figura) pues funciona por gravedad, y debe estar lleno de líquido ya que esa conectividad permite que el peso del líquido en la rama del desagüe sea la fuerza que eleva el fluido en la otra rama.


Material Cantidad

Pie estativo 1



Nuez doble 1

Placa con escala 1



Jeringuilla 20ml 1

Campana de vidrio con tubuladura 2

Tubito de vidrio en gancho 1

Tubito de vidrio, 80 mm 1


Unión en forma de T 1

Tapón de goma 1

Tubo PVC, D interior 7mm 1

Bola de goma, D 15mm 2

Tapón de goma, 1 orificio 2

Tubo de goma, D interior 3mm 1

Glicerina, 250mm 1




EXPERIMENTO 1: BOMBAS MONTAJE 1

MONTA EL EXPERIMENTO JUSTO COMO SE MUESTRA EN LA SIGUIENTE FIGURA:




COLOCA EN LA JERINGA DE GAS UN TUBO DE GOMA (DE UNOS 8mm DE LONGITUD) Y EN ÉSTE EL TUBO DE VIDRIO DE 80mm.

APLICA UN POCO DE GLICERINA A LA UNIÓN DE LAS PIEZAS DE GOMA CON LAS DE VIDRIO.

COLOCA LAS BOLAS DE GOMA, COMO VÁLVULAS, EN EL INTERIOR DE LAS CAMPANAS DE VIDRIO, Y CONTINÚA EL MONTAJE SIGUIENDO LA FIGURA ANTERIOR.




REALIZACIÓN PARTE 1

SUMERGE LA CAMPANA INFERIOR DE LA BOMBA EN EL VASO DE PRECIPITADOS LLENO (100ml)

DESPLAZA HACIA ARRIBA Y ABAJO EL ÉMBOLO DE LA JERINGA DE GAS, HASTA QUE EL AGUA SALGA POR EL TUBO EN FORMA DE GANCHO.

OBSERVA LA REACCIÓN DE LAS DOS BOLAS DE GOMA AL BOMBEAR.

OBSERVACIONES 1 AL RIRAR DEL ÉMBOLO DE LA JERINGA DE GAS, CIERRA EL PASO LA BOLA _____________________ AL EMPUJAR EL ÉMBOLO DE LA JERINGA DE GAS, CIERRA EL PASO LA BOLA ___________________

EXPERIMENTO 2: SIFONES MONTAJE 2

REALIZA LO QUE SE OBSERVA EN LAS FIGURAS DE ACONTINUACIÓN




fig. a fig. b

REALIZACIÓN 2

PON 400ml DE AGUA EN EL VASO DE PRECIPITADOS DE 600ml. INTRODUCE EL TUBO DE PVC DE 60 cm EN EL VADO DE PRECIPITADOS GRANDE, LLENO DE

AGUA, FORMANDO UNA ESPIRAL. EL TUBO DEBE LLENARSE COMPLETAMENTE DE AGUA. (FIG A)

PON EL TAPON DE GOMA EN EL EXTREMO SUPERIOR DEL TUBO, E INTRODUCE ESTE EXTREMO EN OTRO VASO DE PRECIPITADOS. LEVANTA UN TUBO DE GOMA DE MANERA QUE FORME UN GRAN ARCO ENTRE LOS DOS VASOS DE PRECIPITADOS (FIG B)

QUITA EL TAPON Y OBSERVA LO QUE SUCEDE.

OBSERVACIONES ¿QUÉ SE OBSERVA?________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

EVALUACIÓN 1: BOMBAS 1.- Describe por qué al empujar el émbolo una de las bolas debe cerrar la válvula, y la otra, en cambio, abrirla. ___________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________




2.- ¿Debe abrirse una válvula al mismo tiempo que se cierra la otra, y viceversa? Si es así ¿Por qué? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3.- ¿Cómo se produce la aspiración del agua? ___________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4.- ¿A qué altura se puede elevar el agua con una bomba aspirante – impelente? Calcula hW con la fórmula P0= DW * hW * g, con DW= 1000kg/m3, g= 9.81 m/s2 y P0= 1013hPa. ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

EVALUACIÓN 2: SIFONES 1.- ¿Cómo reacciona el agua del vaso de precipitados grande?______________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2.- ¿Se mueve el agua en algún sentido? ¿En cuál?_______________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3.- ¿Cuándo se detiene el proceso? ___________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4.- ¿Puede el agua correr hacia arriba? ________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 5.- ¿Cómo puedes explicar este fenómeno? ____________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________





“OSCILADOR DE MUELLE HELICOIDAL”

OBJETIVO:

Conocer las magnitudes que configuran el periodo de un oscilador de muelle helicoidal, y cómo se pueden expresar en una proporcionalidad, y definir la ecuación de oscilaciones de un oscilador. MARCO TEÓRICO:

Se denomina oscilación a una variación, perturbación o fluctuación en el tiempo de un medio o sistema. Si el fenómeno se repite, se habla de oscilación periódica.

Oscilación, en física, química e ingeniería es el movimiento repetido de un lado a otro en torno a una posición central, o posición de equilibrio. El recorrido que consiste en ir desde una posición extrema a la otra y volver a la primera, pasando dos veces por la posición central, se denomina ciclo. El número de ciclos por segundo, o hercios (Hz), se conoce como frecuencia de la oscilación.

Una oscilación en un medio material es lo que crea el sonido. Una oscilación en una corriente eléctrica crea una onda electromagnética.

Un oscilador es un sistema capaz de crear perturbaciones o cambios periódicos o cuasiperiódicos en un medio, ya sea un medio material (sonido) o un campo electromagnético (ondas de radio, microondas, infrarrojo, luz visible, rayos X, rayos gamma, rayos cósmicos).

Se dice que un sistema cualquiera, mecánico, eléctrico, neumático, etc. es un oscilador armónico si cuando se deja en libertad, fuera de su posición de equilibrio, vuelve hacia ella describiendo

oscilaciones sinusoidales, o sinusoidales amortiguadas en torno a dicha posición estable.

El ejemplo típico es el de una masa colgada a un resorte. Cuando se aleja la masa de su posición de reposo, el resorte ejerce sobre la masa una fuerza que es proporcional al desequi-librio (distancia a la posición de reposo) y que está dirigida hacia la

posición de equilibrio. Si se suelta la masa, la fuerza del resorte acelera la masa hacia la posición de equilibrio. A medida que la masa se acerca a la posición de equilibrio y que aumenta su velocidad, la energía potencial elástica del resorte se transforma en energía cinética de la masa.


http://es.wikipedia.org/wiki/Qu%C3%ADmica

http://es.wikipedia.org/wiki/Ingenier%C3%ADa

http://es.wikipedia.org/wiki/Sonido

http://es.wikipedia.org/wiki/Onda_electromagn%C3%A9tica

http://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_peri%C3%B3dico

http://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_cuasiperi%C3%B3dico

http://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nica_de_medios_continuos

http://es.wikipedia.org/wiki/Sonido

http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_electromagn%C3%A9tico

http://es.wikipedia.org/wiki/Onda_de_radio

http://es.wikipedia.org/wiki/Radiaci%C3%B3n_microondas

http://es.wikipedia.org/wiki/Infrarrojo

http://es.wikipedia.org/wiki/Luz_visible

http://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_X

http://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_gamma

http://es.wikipedia.org/wiki/Rayos_c%C3%B3smicos

http://es.wikipedia.org/wiki/Mec%C3%A1nica

http://es.wikipedia.org/wiki/Electricidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Neum%C3%A1tica

http://es.wikipedia.org/wiki/Equilibrio_mec%C3%A1nico

http://es.wikipedia.org/wiki/Sinusoide


http://es.wikipedia.org/wiki/Resorte


http://es.wikipedia.org/wiki/Proporcionalidad








Cuando la masa llega a su posición de equilibrio, la fuerza será cero, pero como la masa está en movimiento, continuará y pasará del otro lado. La fuerza se invierte y comienza a frenar la masa. La energía cinética de la masa va transformándose ahora en energía potencial del resorte hasta que la masa se para. Entonces este proceso vuelve a producirse en dirección opuesta completando una oscilación.

Si toda la energía cinética se transformase en energía potencial y viceversa, la oscilación seguiría eternamente con la misma amplitud. En la realidad, siempre hay una parte de la energía que se transforma en otra forma. Así pues, la amplitud del movimiento disminuirá más o menos lentamente con el paso del tiempo. Se empezará tratando el caso ideal, en el cual no hay pérdidas.


Material Cantidad

Pie estativo 1



Nuez doble 1






Dinamómetro, 1N 1

Cronómetro 1

Pasador 1




MONTAJE

CONECTA LAS DOS MITADES DE LA BASE SOPORTA A CIERTA DISTANCIA UNA DE LA OTRA CON LA VARILLA DE 250mm TAL COMO SE MUESTRA EN LA PRIMERA FIGURA, APRIETA LAS PALANCAS DE BLOQUEO PARA QUE NO SE MUEVA. LUEGO COLOCA LA VARILLA LARGA EN LA BASA Y APRIETA CON EL TORNILLO DE BLOQUEO.

COLOCA LA NUEZ EN LA BASE SOPORTE Y FIJA EL PASADOR EN ELLA PARA COLGAR DE ELLA EL MUELLE HELICOIDAL.

REALIZACIÓN

1.- CUELGA EL MUELLE 3N/m DEL ORIFICIO DEL PASADOR, Y CÁRGALO CON MASAS m DE 20, 40, 60… HASTA 140g (INCLUIDO EL PLATILLO)

AVERIGUA CON EL CRONÓMETRO EL TIEMPO NECESARIO t PARA 10 OSCILACIONES, CADA UNA DE LAS MASAS.

ANOTA TODOS LOS VALORES EN LA TABLA 1.




2.- REALIZA DE NUEVO LAS MEDICIONES DESCRITAS EN 1 CON EL MUELLE 20N/m, PERO CON MASAS DE 40, 60… 140g.

LLEVA LOS VALORES OBTENIDOS A LA TABLA 2.


Número de oscilaciones medidas n= 10 Tabla 1, muelle de 3N/m

m/g t/s T/s T/s2

20

40

60

80

100

120

140




Tabla 2, muelle de 20N/m

m/g t/s T/s T/s2

40

60

80

100

120

140

EVALUACIÓN 1.- Calcula a partir del valor t de 10 oscilaciones el periodo T de una oscilación, y anótalo en la tabla. 2.- Halla el cuadrado de T, y anota T2 en la tabla. 3.- Halla con los valores de las dos tablas a un diagrama, T en función de la masa m y del parámetro D, la constante elástica de los muelles

T/s

m/g

1.4

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0

20 40 60 80 100 120 140




¿Qué enunciado puedes hacer sobre la influencia de m y D sobre el periodo?___________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 4.- Haz otro diagrama, T2 en función de la masa m, con D como parámetro

¿Qué enunciado se puede hacer referente a T y m?________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________

¿Qué influencia tiene D sobre T? _______________________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________

5.- Define la proporcionalidad entre las tres magnitudes T, m, y D. __________________________ ________________________________________________________________________________

T2/s2

m/g

1.8

1.6

1.4

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0

20 40 60 80 100 120 140





1.- ¿pasan las curvas de las 2 tabas anteriores por el punto de intersección de los ejes de las coordenadas? ¿Puedes sugerir una causa? _____________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ Nota: ¿Has medido todos los datos que se piden en los resultados de las medidas? Piensa en los muelles. 2.- determina con el dinamómetro la masa mF de los dos muelles, y corrige las masas efectivas (mK) en los dos experimentos. mk= m + 1/3 mF

Anota los valores calculados en las tablas 3 y 4. Tabla 3: Muelle D= 3N/m, mF= __________g Tabla 4: Muelle D= 20N/m, mF= __________g

m/g t/s T/s T/s2

20

40

60

80

100

120

140

3.- Coge T2 de tablas 1 y 2, calcula mk/D y traza el diagrama con los valores corregidos: T2=f(mK/D)

m/g t/s T/s T/s2

40

60

80

100

120

140

T2/s2

(mK/D)/( kgm/N)

2.0

1.6

1.2

0.8

0.4

0

0.01 0.02 0.03 0.04 0.05

60 80 100 120 140




Representa las relaciones como proporción:______________________________________ _______________________________________________________________________________ 4.- Calcula el factor de proporcionalidad K por la pendiente de la recta de la figura (grafica) anterior: K=_________________________

¿Cuál es la dimensión correcta?

5.- Calcula 4π2 y compara su valor numérico con el factor de proporcionalidad K. ¿Coinciden? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Con los datos obtenidos desarrolla la ecuación de oscilaciones de un oscilador de muelle:

T2= _____________________, y T=_______________________





“PÉNDULO DE HILO (PÉNDULO MATEMÁTICO)”

OBJETIVO:

Deducir la influencia de la masa en el periodo de oscilación y desarrollar la ecuación de oscilaciones dado el factor de propocionalidad MARCO TEÓRICO:

El péndulo es un sistema físico que puede oscilar bajo la acción gravitatoria u otra característica física (elasticidad, por ejemplo) y que está configurado por una masa suspendida de un punto o de un eje horizontal fijo mediante un hilo, una varilla, u otro dispositivo.

Existen muy variados tipos de péndulos que, atendiendo a su configuración y usos, reciben los nombres apropiados: péndulo simple, péndulo compuesto, péndulo cicloidal, doble péndulo, péndulo de Foucault, péndulo de Newton, péndulo balístico, péndulo de torsión, péndulo esférico, etcétera. Sus usos son muy variados: medida del tiempo, medida de la intensidad de la gravedad, etc.

El péndulo simple o matemático También llamado péndulo ideal, está constituido por un hilo inextensible de masa despreciable, sostenido por su extremo superior de un punto fijo, con una masa puntual sujeta en su extremo inferior que oscila libremente en un plano vertical fijo.

Al separar la masa pendular de su punto de equilibrio, oscila a ambos lados de dicha posición, desplazándose sobre una trayectoria circular con movimiento periódico.

Ecuación del movimiento Para escribir la ecuación del movimiento, observaremos la figura adjunta, correspondiente a

una posición genérica del péndulo. La flecha azul representa el peso de la masa pendular. Las flechas en color violeta representan las componentes del peso en las direcciones tangencial y normal a la trayectoria. Aplicando la Segunda ley de Newton en la dirección del movimiento, tenemos







Donde el signo negativo tiene en cuenta que la Ft tiene dirección opuesta a la del desplazamiento angular positivo (hacia la derecha, en la figura). Considerando la relación existente entre la aceleración tangencial y la aceleración angular

Obtenemos finalmente la ecuación diferencial del movimiento plano del péndulo simple

Período de oscilación

El astrónomo y físico italiano Galileo Galilei, observó que el periodo de oscilación es independiente de la amplitud, al menos para pequeñas oscilaciones. En cambio, éste depende de la longitud del hilo. El período de la oscilación de un péndulo simple restringido a oscilaciones de pequeña amplitud puede aproximarse por:


Material Cantidad

Pie estativo 1



Nuez doble 2





Cronómetro 1

Pasador 1

Sedal 1

http://es.wikipedia.org/wiki/Ecuaci%C3%B3n_diferencial

http://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%A9ndulo_simple

http://es.wikipedia.org/wiki/Italia

http://es.wikipedia.org/wiki/Galileo_Galilei

http://es.wikipedia.org/wiki/Periodo_de_oscilaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Amplitud_(matem%C3%A1ticas)




MONTAJE

CONECTA LAS DOS MITADES DE LA BASE SOPORTA A CIERTA DISTANCIA UNA DE LA OTRA CON LA VARILLA DE 250mm TAL COMO SE MUESTRA EN LA PRIMERA FIGURA, APRIETA LAS PALANCAS DE BLOQUEO PARA QUE NO SE MUEVA. LUEGO COLOCA LA VARILLA LARGA EN LA BASA Y APRIETA CON EL TORNILLO DE BLOQUEO.

COLOCAUNA NUEZ DOBLE EN LA PARTE SUPERIOR DEL SOPORTE Y OTRA MÁS ABAJO EN LA BASE SOPORTE Y FIJA EL PASADOR EN LA NUEZ DE ARRIBLA, LUEGO ATA UN TROZO DE SEDAL (80cm) AL GANCHO DEL PLATILLO PARA PESAS DE RANURA, Y PÁSALO POR EL ORIFICIO DEL PASADOR. ATA EL SEDAL A LA SEGUNA NUEZ DOBLE




COLOCA SOBRE EL PLATILLO LAS MASAS NECESARIAS PARA QUE LA MASA TOTAL SEA 50g. AJUSTA

LA ALTURA DE LA NUEZ INFERIOR PARA QUE LA LONGITUD TOTAL DESDE ELL PUNTO DE ANCLAJE

HASTA EL CENTRO DEL PESAO SEA, LO MÁS EXACTAMENTE POSIBLE, 60cm.

REALIZACIÓN

1.- DETERMINA LOS TIEMPOS NECESARIOS PARA 10 OSCILACIONES, CON MASAS m=50g Y m=100g.

ANOTA LOS VALORES EN LA TABLA1.

2.- COLOCA EN EL PLATILLO LAS MASAS NECESARIAS PARA QUE LA MASA TOTAL SEA 50g. MIDE

LOS TIEMPOS NECESARIOS PARA 10 OSCILACIONES CON LONGITUDES DEL PÉNDULO DE 5, 10, 20,

30, 40 Y 50cm (CON LAS LONGITUDES DE 5 Y 10cm, ATA DIRECTAMENTE AL SEDAL UNA MASA DE

50g, SIN PLATILLO).

LLEVA LOS VALORES OBTENIDOS A LA TABLA 2.





Tabla 1

l=60cm = x √l= ____________ √cm

m/g t/s T/s

50

100

Tabla 2 m=50G

l/cm √l /√cm t/s T/s

50

40

30

20

10

5




EVALUACIÓN

1.- A partir del tiempo t de 10 oscilaciones, averigua el periodo T de una oscilación. Anótalo en las

tablas.

2.- ¿Está el periodo en función de la masa? _____________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

3.- lleva a un diagrama el periodo T sobre la longitud del péndulo l, y une los puntos con una línea.

Utiliza los valores de las dos tablas.

¿Cómo influye la longitud del péndulo sobre el periodo? ____________________________

__________________________________________________________________________

4.- Halla la raíz de las longitudes del péndulo, y anótalas en las tablas. Lleva un diagrama, con los

valores de las dos tablas, T=f (√l) y traza la gráfica.

¿Cómo es la gráfica? _________________________________________________________

__________________________________________________________________________

T/s

l/cm

2.0

1.6

1.2

0.8

0.4

0

10 20 30 40 50 60 70

60 80 100 120 140




Expresa estas relaciones con una proporcionalidad. ________________________________ __________________________________________________________________________

5.- Calcula a partir del diagrama el factor de proporcionalidad K, y compáralo con el resultado de dividir 2π por la raíz cuadrada de la aceleración de la gravedad g: K’ = 2π/√g

¿Es K=K’? __________________________________________________________________ ¿Qué dimensión tiene K? _____________________________________________________

6.- Desarrolla con las magnitudes dadas y las calculadas la ecuación de oscilaciones del péndulo de

hilo: ____________________________________________________________________________

Exprésalo verbalmente: ______________________________________________________

________________________________________________________________________________

7.- Calcula la longitud de un péndulo de hilo, cuyo periodo sea 2s (péndulo de segundos, tiempo

para una semioscilación =1s): l=________________cm


1.- Calcula la aceleración de la gravedad g con los datos que has medido y el factor de

proporcionalidad obtenido en el punto 5: g= (2π/K)2 _____________________________________

T/s

√l/√cm

1.6

1.4

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0

1 2 3 4 5 6 7 8





“OSCILACIONES EN UN MUELLE DE LÁMINA”

OBJETIVO:

Averiguar las ralación del periodo con la masa y la longitud en un oscilador de lámina, representando los reseultados en un diagrama. MARCO TEÓRICO: De la teoría de las oscilaciones de un muelle se sabe que, para pequeñas oscilaciones, el periodo viene dado

por la expresión:

m

M: masa suspendida del muelle

T = 2 M / k

k: constante elástica del muelle

Pero un muelle real tiene cierta masa m, por lo que la masa total que oscila es superior a M. Ahora bien, no

todos los elementos de masa del muelle oscilan como lo hace M o el punto extremo del muelle; por

ejemplo, el punto de suspensión no escila en absoluto. Cada elemento de masa del muelle tiene su propia

oscilación.

Se trata de determinar cómo influye la masa del muelle, m, en dicho periodo y buscar una explicación

teórica.

Para ello, podemos modificar la ecuación del periodo, escribiéndola en la forma:

T = 2 M / k con M = M m ;

m es la contribución del muelle y supone una cierta fracción de su masa:

m = f m, con 0 < f < 1, o, si se prefiere, expresada en %.

Oscilación forzada

Las oscilaciones forzadas resultan de aplicar una fuerza periódica y de magnitud constante (llamada generador G) sobre un sistema oscilador (llamado resonador R). En esos casos puede hacerse que el sistema oscile en la frecuencia del generador (ƒg), y no en su frecuencia natural (ƒr).




Es decir, la frecuencia de oscilación del sistema será igual a la frecuencia de la fuerza que se le aplica. Esto es lo que sucede por ejemplo en la guitarra, cuando encontramos que hay cuerdas que no pulsamos pero que vibran "por simpatía". Debe tenerse en cuenta que no siempre que se aplica una fuerza periódica sobre un sistema se

produce una oscilación forzada. La generación de una oscilación forzada dependerá de las

características de amortiguación del sistema generador y de las del resonador, en particular su

relación.


Material Cantidad

Pie estativo 1


Nuez doble 1



Muelle de lámina 1

Suplemento para muelle de lámina 1


Cronómetro 1

Pasador 1

Sedal 1




MONTAJE

MONTA EL EXPERIMENTO TAL COMO SE MUESTRA EN LA SIGUIENTE FIGURA

FIJA EL SUPLEMENTO PARA MUELLE DE LÁMINA SOBRE LA LÁMINA, DE FORMA QUE PUEDA OSCILAR HORIZONTALMENTE SOBRE LA MESA SIN ROZAR.

PON EL PASADOR EN EL ORIFICIO DEL SUPLEMENTO




REALIZACIÓN

1.- SUJETA EL MUELLE DE LÁMINA DE FORMA QUE TENGA UNA LONGITUD l= 28cm HAZ OSCILAR LA LÁMINA, DETERMINA EL TIEMPO t10 DE 10 OSCILACIONES, Y ANOTA LS

RESULTADOS EN LA TABLA 1. AUMENTA LA MASA mZ DEL OSCILADOR EN PASOS DE 10g (MÁXIMO 60g), COLOCANDO

MASAS EN EL PASADOR. DETERMINA LOS TIEMPOS DE 10 OSCILACIONES, Y ANÓTA LOS RESULTADOS EN LA TABLA

1.

2.- PON EN EL SUPLEMENTO DE LA LÁMINA 40g, Y DETERMINA EN EL TIEMPO t10 DE 10 OSCILACIONES. ANOTA LOS RESULTADOS EN LA TABLA 2.

REDUCE LA LONGITUD l DEL PÉNDULO EN PASOS DE 4cm HASTA 16 cm, Y MIDE EN CADA LONGITUD EN EL TIEMPO DE 10 OSCILACIONES.

ANOTA LOS RESULTADOS EN LA TABLA 2.





La masa del suplemento para muelle de lámina con el pasador es de 27g. Tabla 1 l=28cm

mZ m/g t10/s T/s

0 27

10 37

20 47

30 57

40 67

50 77

60 87

Tabla 2 m= 40 + 27g =67g

l/cm t10/s T/s

28

24

20

16

EVALUACIÓN 1.- Calcula a partir de los valores t10 de la tabla 1, el periodo T de una oscilación.

Lleva los valores de T sobre la masa m a un diagrama (figura 1), y une los puntos. 2.- Calcula, a partir de los valores de t10 de la tabla 2, el periodo T de una oscilación.

Lleva los valores de T sobre la masa m a un diagrama (figura 2), y une los puntos. 3.- ¿Qué gráfica resulta en la figura 1? _________________________________________________ 4.- ¿Qué grafica resulta en la figura 2? ________________________________________________ 5.- ¿Cómo influye una reducción de la masa sobre el periodo del oscilador de lámina? __________ ________________________________________________________________________________




6.- ¿Cómo influye un aumento de la longitud sobre el periodo del oscilador de lámina? _________ ________________________________________________________________________________ 7.- ¿qué analogías existen con un péndulo de hilo? _______________________________________ ________________________________________________________________________________ Figura 1

Figura 2

T/s

m/g

1.2

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0

20 40 60 48 100

60 80 100 120 140

T/s

l/cm

1.0

0.8

0.6

0.4

0.2

0

5 10 15 20 25 30

60 80 100 120 140





“AMORTIGUAMIENTO”

OBJETIVO:

Observar la amplitud de las oscilaciones, y disminuir su disminución con el tiempo, para entender el concepto de amortiguamiento. MARCO TEÓRICO: El amortiguamiento se define como la capacidad de un sistema o cuerpo para disipar energía cinética en otro tipo de energía. Típicamente los amortiguados disipan la energía cinética en energía térmica y/o en energía plástica. El amortiguamiento es un parámetro fundamental en el campo de las Vibraciones, fundamental en el desarrollo de modelos matemáticos que permiten el estudio y análisis de sistemas vibratorios, como lo son: estructuras metálicas, motores, maquinaria rotativa, turbinas, automóviles, etc. Esto va encaminado a la teoría de que todo sistema vibratorio tiene la capacidad de disipar energía. Para el Control de Vibraciones e Impactos en maquinaria, se utiliza el concepto de amortiguamiento como una técnica para disipar energía del sistema, manipulando así la amplitud de vibración en el sistema y otros parámetros de estudio. Por ejemplo, un sistema mecánico que posea masa y elasticidad tendrá una frecuencia natural y además la particularidad de llegar a vibrar; el sistema podría entrar en un estado de resonancia que significaría una condición de alta vibración y el sistema se vuelve inestable y dispuesto a fallar. Asimismo, existen diferentes mecanismos o tipos de amortiguamiento, según sea su naturaleza:

Amortiguamiento fluido. Se produce por la resistencia de un fluido al movimiento de un sólido, siendo este viscoso o turbulento.

Amortiguamiento por histéresis. Se ocasiona por la fricción interna molecular o histéresis, cuando se deforma un cuerpo sólido.

Amortiguamiento por fricción seca. Es causado por la fricción cinética entre superficies deslizantes secas (F = μN).

La experiencia nos muestra que la amplitud de un cuerpo vibrante tal como un resorte o un péndulo, decrece gradualmente hasta que se detiene.



http://es.wikipedia.org/wiki/Energ%C3%ADa_t%C3%A9rmica

http://es.wikipedia.org/wiki/Elasticidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Resonancia

http://es.wikipedia.org/wiki/Hist%C3%A9resis





Para explicar el amortiguamiento, podemos suponer que además de la fuerza elástica F=-kx, actúa otra fuerza opuesta a la velocidad Fr=-lv, donde l es una constante que depende del sistema físico particular. Todo cuerpo que se mueve en el seno de un fluido viscoso en régimen laminar experimenta una fuerza de rozamiento proporcional a la velocidad y de sentido contrario a ésta. La ecuación del movimiento se escribe: ma=-kx-λv


Material Cantidad

Pie estativo 1


Nuez doble 1







Cronómetro 1

Pasador 1

Sedal 1

Cartón

http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/dinamica/stokes/stokes.html




MONTAJE

FORMA UNA BASE SOPORTE CON EL PIE ESTATIVO Y COLOCA LA VARILLA SOPORTE DE 600mm EN ELLA Y APRIETA LA PALANCA DE BLOQUEO. SUJETA LA NUEZ DOBLE EN LA VARILLA Y AJUSTA EL PASADOR EN ELLA, Y COLOCA EL MUELLE HELICOIDAL EN EL PASADOR.

SUJETE LA CINTA MÉTRICA EXTENDIDA EN EL SOPORTE DEL TUBO DE VIDRIO Y AJUSTALA EN LA BASE DE LA VARILLA DE SOPORTE

PREPARA UN DICO DE CARTÓN DE 7.5 cm DE DIÁMETRO, HAZLE UN RIFICIO EN EL CENTRO, Y UNA

RANURA VERTICAL.

REALIZACIÓN

1.- CARGA EL MUELLE CON UNA MASA m=50g, INCLUYENDO EL PLATILLO, Y ALÁRGALO EN Δl0= 10cm.

LEE LOS ALARGAMIENTOS DEL OSCILADOR Δl1 CADA 0.5 MON, HASTA 3 MIN. LLEVA LOS VALORES A LA TABLA.




COLOCA EL DISCO DE CARTÓN EN EL PLATILLO PARA PESAS DE RANURA, DEBAJO DE LA MASA.

ALARGA DE NUEVO EL MUELLE EN Δl0= 10cm Y DETERMINA LOS ALARGAMIENTOS Δl2 EN LOS TIEMPOS ANTES MENCIONADOS.

ANOTA TODOS LOS VALORES EN LA TABLA.

2.- LLENA COMPLETAMENTE DE AGUA EL VASO DE PRECIPITADOS, Y SUMERJE EN ELLA UNOS 4cm EN EL PLATILLO COLGADO DEL MUELLE, CON LA MASA DE (50g).

ALARGA EL MUELLE EN Δl0= 4cm, HASTA EL FONDO, DÉJALO QUE OSCILE, Y MIDE EL ALARGAMIENTO Δl3 DESPUÉS DE 5s. ANOTA EL RESULTADO.




RESULTADO DE LAS MEDIDAS 1.- En el aire

t/min Δl1/cm Δl2/cm

0 10 10

0.5

1

1.5

2

2.5

3

2.- En el agua Δl0= 4cm, t=5s, Δl3= _________________cm

EVALUACIÓN La disminución de la amplitud de las oscilaciones se denomina amortiguamiento. 1.1.- Calcula en cm y en tanto por ciento en cuánto ha descendido la amplitud (el alargamiento) Δl1 después de 3 min. ___________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 1.2.- Calcula la reducción de la amplitud Δl2 después de 3 min (en cm y en %)._________________ ________________________________________________________________________________ 1.3.- Compara los resultados, ¿Qué encuentras? _________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 1.4.- ¿Cuál de los dispositivos tiene mayor amortiguamiento? _____________________________ ________________________________________________________________________________ 1.5.- ¿Puedes explicar el resultado? ___________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 1.6.- Lleva a un diagrama los valores de la tabla de medidas en el aire: Amplitud Δl en función del tiempo t. Traza dos curvas lo más planas posible uniendo los puntos.




1.7.- ¿Qué deduces sobre la trayectoria de las curvas para tiempos t mayores? ¿Alcanza la amplitud un valor límite? ___________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 1.8.- ¿Qué significa un valor límite 0 de la oscilación? _____________________________________ ________________________________________________________________________________ 2.1.- calcula la reducción de la amplitud Δl3 en cm y en %. _________________________________ 2.2.- Compara la disminución de la amplitud del oscilador en el aire (con y sin disco) y con la masa sumergida en el agua ¿Dónde es el amortiguamiento (disminución de la amplitud) menor, y dónde es mayor? _______________________________________________________________________ 2.3.- ¿Cómo lo explicas?_____________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 2.4.- ¿Por qué apenas es posible registrar una curva en el agua como la que se registró en el aire? __________________________________________________________________________

Δl/cm

t/min

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

1 2 3

60 80 100 120 140





“OSCILACIÓN FORZADA Y RESONANCIA”

OBJETIVO:

Observar la amplitud de la oscilación para deducir la relación entre frecuenciaexitatriz y frecuencia propia. MARCO TEÓRICO: Un movimiento oscilatorio es amortiguado si la energía mecánica de su movimiento disminuye gradualmente. Las oscilaciones disminuyen su amplitud en el tiempo.

Si b = 0, la amplitud de las oscilaciones se mantiene constante porque no hay amortiguación.

Si b aumenta, disminuye la amplitud A. La fuerza amortiguadora se parece cada vez más en magnitud a la fuerza recuperadora.

Si b es muy grande, no hay oscilaciones, ya que el cuerpo, desplazado de su posición de equilibrio, vuelve a ella y no oscila. Las fuerzas amortiguadora y recuperadora llegan a igualarse y el sistema está totalmente amortiguado. Las fuerzas de amortiguamiento son proporcionales a la velocidad del cuerpo y de sentido contrario. F = - b.v, sonde b= cte. de amortiguamiento. Si b es cero no hay amortiguamiento. A medida que b aumenta disminuye la amplitud. Si b es muy grande ya que el cuerpo vuelve a su posición de equilibrio y no oscila. La fuerza recuperadora se iguala con la restauradora y el sistema se amortigua.




Un oscilador amortiguado por si solo dejará de oscilar en algún momento debido al roce, pero podemos mantener una amplitud constante aplicando una fuerza que varíe con el tiempo de una forma periódica a una frecuencia definida. Un ejemplo cotidiano es un columpio, que podemos mantenerlo con amplitud constante con solo darle unos empujoncitos una vez cada ciclo. El movimiento resultante se llama oscilación forzada. Si se suprime la excitación externa, el sistema oscilará con su frecuencia natural. Si la fuerza impulsora se aplica con una frecuencia cercana a la natural, la amplitud de oscilación es máxima. Así mismo si la frecuencia aplicada coincide con la natural la amplitud de velocidad se hace máxima Este fenómeno se denomina resonancia.


Material Cantidad

Pie estativo 1


Nuez doble 1


Cronómetro 1


pasador 1




MONTAJE

FORMA UNA BASE SOPORTE CON EL PIE ESTATIVO Y COLOCA EN ELLA LA VARILA DE 600mm, APRIETA USANDO EL TORNILLO DE FIJACIÓN.

FIJA LA NUEZ DOBLE EN LA VARILLA Y APRIETA EN ELLA EL PASADOR. CUELGA EL MUELLE HELICOIDAL EN ELPASADOR. CUELGA DEL MUELLE LA MASA DE 50g DEL JUEGO DE PESAS.

REALIZACIÓN

1.-RITA HACIA ABAJO DEL MUELLE Y DÉJALO EN SU OSCILACIÓN PROPIA. PON EN MARCHA EL CRONÓMETRO EN EL PUNTO DE INVERSIÓN INFERIOR, MIDE EL

TIEMPO DE 10 OSCILACIONES COMPLETAS. REPITE LA MEDICIÓN OTRAS DOS VECES, Y ANOTA LOS VALORES EN LA TABLA.

2.-COGE CON LA MANO EN EL EXTREMO SUPERIOR DEL MUELLE. 2.1.- MUEVE LA MANO CON EL MUELLE MUY LENTAMENTE ARRIBA Y ABAJO (BAJA FRECUENCIA EXCITATRIZ). OBSERVA EL MOVIMIENTO DEL OSCILADOR, Y ANOTA LO QUE VEAS.




2.2.- MUEVE LA MANO UN POCO MÁS RÁPIDAMENTE (FRECUENCIA EXCITATRIZ MEDIA), Y OBSERVA DE NUEVO EL OSCILADOR. 2.3.- MUEVE CON MAYOR RAPIDEZ LA MANO (ALTA FRECUENCIA EXCITATRIZ, MAYOR QUE LA OSCILACIÓN PROPIA), OBSERVANDO TAMBIÉN EL OSCILADOR.

OBSERVACIONES, RESULTADOS DE LAS MEDIDAS 1.- Oscilación propia

t10/s t10/s * T/s f0/Hz

2.1.- Baja frecuencia excitatriz: _______________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 2.2.- Media frecuencia excitatriz: _____________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 2.3 Alta frecuencia excitatriz: _______________________________________________________ _______________________________________________________________________________




EVALUACIÓN 1.- ¿Cómo reacciona la amplitud del oscilador con

Frecuencia excitatriz baja? ____________________________________________________ __________________________________________________________________________

Frecuencia excitatriz media___________________________________________________ __________________________________________________________________________

Frecuencia excitatriz alta? ____________________________________________________ __________________________________________________________________________

2.- ¿Cómo explicas lo que has observado? ______________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3.- Con los valores de la tabla, calcula la media de t10* de oscilaciones, y de aquí el tiempo de una oscilación, el periodo T. lleva los valores a la tabla 4.- Calcula, a partir del periodo, la frecuencia de la oscilación propia f0=1/T del oscilador, y anota el resultado. _______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5.- Se denomina “resonancia” el fenómeno en el que la frecuencia excitatriz y la frecuencia propia de un cuerpo oscilante coinciden. ¿Cómo se percibe la resonancia en un oscilador de muelle? ____ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 6.- ¿Qué es lo que determina la frecuencia propia de un oscilador de muelle? _________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 7.- ¿Cuál es aquí el excitador? _______________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________





“REGISTRO RECORRIDO-TIEMPO”

OBJETIVO:

Aprender a registrar oscilaciones en un diagrama recorrido-tiempo y a analizar el diagrama. MARCO TEÓRICO:

Un diagrama de tiempos o cronograma es una gráfica de formas de onda digitales que muestra la

relación temporal entre varias señales, y cómo varía cada señal en relación a las demás.

Un cronograma puede contener cualquier número de señales relacionadas entre sí. Examinando

un diagrama de tiempos, se puede determinar los estados, nivel alto o nivel bajo, de cada una de

las señales en cualquier instante de tiempo especificado, y el instante exacto en que cualquiera de

las señales cambia de estado con respecto a las restantes.

El propósito primario del diagrama de tiempos es mostrar los cambios en el estado o la condición

de una línea de vida (representando una Instancia de un Clasificador o un Rol de un clasificador) a

lo largo del tiempo lineal. El uso más común es mostrar el cambio de estado de un objeto a lo largo

del tiempo, en respuesta a los eventos o estímulos aceptados. Los eventos que se reciben se

anotan, a medida que muestran cuándo se desea mostrar el evento que causa el cambio en la

condición o en el estado.

http://es.wikipedia.org/wiki/Se%C3%B1al_digital





Material Cantidad

Pie estativo 1


Nuez doble 1

Muelle de lámina 1

Cronómetro 1

Suplemento para muelle de lámina 1

Pasador 1




Rotulador, papel 1




MONTAJE CONECTA LAS DOS MITADES DEL PIE ESTATIVO USANDO LA VARILLA DE 600mm Y APRIETA LAS PALANCAS DE BLOQUEGO, LUEGO AJUSTA LA NUEZ DOBLE EN LA VARILLA TAL COMO SE MUESTRA

LUEGO TERMINA DE MONTAR COMO SE MUESTRA EN LA SIGUIENTE FUGURA:

AJUSTA LA DISTANCIA ENTRE LAS DOS MITADES DEL PIE ESTATIVO DE FORMA QUE EL PAPEL PUEDA PASAR ENTRE ELLAS SIN ATASCARSE.

COLOCA EL ROTULADOR EN EL ORIFICIO DEL SUPLEMENTO DEL MUELLE DE LÁMINA. NO DEBE QUEDAR DEMASIADO FLOJO, PERO SÍ DEBE PODER MOVERSE. SI ES NECESARIO PON UN TROZO DE PAPEL O DE CINTA ADHESIVA ALREDEDOR DEL ROTULADOR.

REALIZACIÓN 1.- ENSAYA PRIMERO EL SISTEMA DE REGISTRO:

TIRA DEL PAPEL HACA ADELANTE, CON LA MAYOR UNIFORMIDAD POSIBLE, POR DEBAJO DEL ROTULADOR OSCILANDO, Y OBSERVANDO QUE EL TRAZO SEA TAMBIEN LO MÁS UNIFORME POSIBLE.

SI ES NECESARIO CORRIGE LA POSICIÓN DEL MUELLE DE LÁMINA EN SU PUNTO DE SUJECIÓN

MIDE SIMULTÁNEAMENTE EL TIEMPO t QUE EMPLEAS EN PASAR COMPLETAMENTE EL PAPEL POR DEBAJO DEL ROTULADOR (RECORRIDO x EN LA FIGURA 1, EN LA EVALUACIÓN)




ES MÁS FÁCIL LA EVALUACIÓN SI ANTES DE HACER OSCILAR EL MUELLE MARCAS LA POSICIÓN DEL ROTULADOR SOBRE EL PAPEL.

2.- PON LA LONGITUD DE LA LÁMINA l=28cm.

REGISTRA LA OSCILACIÓN DE LA LÁMINA CON UNA MASA ADICIONAL DE 20g. MIDE SIMULTÁNEAMENTE EL TIEMPO t QUE EMPLEAS EN PASAR EL PAPEL POR DEBAJO

DEL MUELLE. REPITE DOS VECES MÁS LA MISMA OPERACIÓN. CARGA EL SUPLEMENTO DEL MUELLE CON 60g, Y REGISTA DE NUEVO LA OSCILACIÓN TRES

VECES. REDUCE LA LONGITUD A 14cm, PON OTRA VEZ LA MASA DE 20g, Y REGISTRA LA

OSCILACIÓN TRES VECES. AL REGISTRAR CADA OSCILACIÓN, ANOTA EN EL PAPEL LA LONGITUD “l” DEL MUELLE, LA

MASA DCIONAL mZ Y EL TIEMPO t.

EVALUACIÓN

1.- Halla la escala de los ejes de tiempo para cada una de las gráficas: mide el recorrido x, y lleva xy a la tabla de abajo. Calcula el tiempo t1 (=unidad de escala) necesario para un recorrido de 1cm. 2.- Una vez registrados los diagramas, averigua los periodos T: determina la longitud a de una oscilación (figura 1) hallando la medida de varias oscilaciones registradas. Calcula a partir de a, utilizando la unidad de escala t1 en el periodo T ( en la figura 1 se ve un ejemplo). Anota los valores hallados de a y T en la tabla de abajo t, de cada tres valores T, halla la media T*.




Figura 1

Tabla Masa del suplemento para muelle, incluyendo el pasador= 27g.

mZ/g m/g l/cm t/s x/cm t1/s a/cm T/s T*/s

3.- Compara los valores del periodo T* obtenidos en el diagrama, con los valores medios directamente con el cronómetro en el experimento “oscilaciones en un muelle de lámina” ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________





“PÉNDULO REVERSIBLE (PÉNDULO FÍSICO)”

OBJETIVO:

Aprender la característica específica del péndulo reversible: hay dos puntos de suspención característicos. Esto mediante la medición de del periodo de un péndulo reversible. MARCO TEÓRICO: Un cuerpo rígido que gira libremente en torno a un eje fijo de rotación, que no coincide con su centro de gravedad, constituye un péndulo físico. Las leyes de la dinámica de rotación establecen que el momento de las fuerzas que actúan sobre el cuerpo es igual al momento de inercia del cuerpo multiplicado por la aceleración angular a que es sometido:

Donde M es el momento de las fuerzas que actúan sobre el sistema, I el momento de inercia del cuerpo respecto del eje de oscilación (O) y α el ángulo que nos da la posición del cuerpo respecto de la de equilibrio. Por tanto la derivada segunda de α respecto del tiempo dos veces es la aceleración angular del sistema. El periodo de las oscilaciones es

Si es el momento de inercia del péndulo respecto al eje de suspensión

Figura 2 - El péndulo reversible

Si consideramos un punto S que dista = a + a' del eje de oscilación del péndulo físico y ponemos el péndulo a oscilar sobre el eje que pasa por este punto S, observaremos que el periodo es el mismo en ambos casos. Esto es válido para cualquier punto que tomemos como eje de oscilación; calculando la correspondiente longitud reducida, obtendremos el centro de oscilación en el cual, si ponemos el eje, tendremos un péndulo con el mismo periodo de oscilación.





MONTAJE

PARTE 1, PÉNDULO REVERSIBLE (FIGURAS 1aY 2a)

PARTE 2, PÉNDULO DE HILO (FIGURA 1b Y 2b)

Material Cantidad

Pie estativo 1


Nuez doble 1

Palanca 1

Cronómetro 1

Pasador 1





Sedal




FIGURA 1a FIGURA 2a

FIGURA 1b FIGURA 2b




REALIZACIÓN 1 PARTE 1 PÉNDULO REVERSIBLE

UTILIZA LA PALANCA COMO PÉNDULO DE VARILLA (PÉNDULO FÍSICO), Y CUÉLGALO SUCESIVAMENTE POR LOS ORIFICIOS A, B, C Y D DE LA PARTE IZQUIERDA (EN LA FIGURA SE MUESTRA LA ABREVIACIÓN DE IZQ COMO “LE”)

MIDE EL TIEMPO t DE 10 OSCILACIONES EN CADA UNA DE LAS POSICIONES. ANOTA LOS VALORES EN LA TABLA 1. MIDE LA DISTANCIA lR ENTRE EL PUNTO DE SUSPENCIÓN Ale Y cri Y LLEVA TAMBIÉN ESTE

VALOR A LA TABLA. CUALGA LA PALANCA DEL PUNTO Cri Y DETERMINA OTRA VEZ EL TIEMPO DE 10

OSCILACIONES. ANÓTALO EN LA TABLA 1.

RESULTADO DE LAS MEDIDAS 1 Parte 1, péndulo reversible Tabla 1 lR=__________________cm

Suspensión t/s T/s

Ale

Ble

Cle

Dle

Cri




REALIZACIÓN 2 PARTE 2, PÉNDULO DE HILO

PREPARA UN PÉNDULO DE HILO, SEGÚN LAS FIGURAS 1b Y 2b, CON EL PLATILLO PARA PESAS DE RANURA, CUYA MASA TOTAL SEA DE 70g, Y CUYA LONGITUD l SEA IGUAL A LA LONGINTUD REDUCIDA lR DEL PÉNDULO REVERSIBLE.

MIDE EL TIEMPO t DE 10 OSCILACIONES, Y ANOTA EL VALOR EN LA TABLA 2.

RESULTADOS DE LAS MEDIDAS 2

Parte 2, péndulo de hilo Tabla 2

l/cm t/s T/s




EVALUCAIÓN 1 Parte 1, péndulo reversible 1.1.- Calcula, con el valor t de cada 10 oscilaciones, el periodo T, y anota los valores en la tabla. 1.2.- Compara entre sí los períodos T, ¿Qué te llama la atención? ___________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 1.3.- ¿Se diferencian los periodos cuando el péndulo se encuentra en los puntos de suspensión Cri y Cle? ___________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________

¿Puedes razonar tu respuesta? ________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 1.4.- La distancia entre los puntos de suspensión Ale y Cri se denomina “longitud del péndulo reducida lR” ¿Cuál es en este péndulo? ________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 1.5.- ¿Qué puedes decir sobre su significado? ___________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

EVALUACIÓN 2

Parte 2. Péndulo de hilo 2.1.- Calcula el periodo T del péndulo de hilo, y anótalo en la tabla 2. 2.2.- Compara el periodo de péndulo de hilo con el péndulo reversible cuando se cualga en los puntos Ari, Cle y Cri ¿Qué resulta? _____________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 2.3.- ¿Comprendes ahora de dónde procede “péndulo reversible” (latín: reversio=inversión)? ____ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2.4 Expresa con tus propias palabras la característica especifica del péndulo reversible: _________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________





“SISTEMA DE PÉNDULOS ACOPLADOS”

OBJETIVO:

Estudiar cómo reaccionan dos péndulos acoplados, y determinar la frecuencia de batido fs que se origina. MARCO TEÓRICO: Un sistema de osciladores acoplados es aquel que consta de muchos osciladores individuales interconectados entre sí. El modelo de osciladores acoplados se puede aplicar tanto a sistemas mecánicos como a modelos atómicos de sólidos. Así como cada sistema oscilatorio tiene asociada una frecuencia característica de oscilación; un sistema con múltiples osciladores acoplados tiene asociado un conjunto de modos de oscilación con frecuencias características definidas. El sistema más simple y básico es el modelado por dos masas y dos resortes: el primer resorte con un extremo fijo y el otro a la primera masa, y otro resorte que une el otro extremo de la primera masa con la segunda masa. Sea la constante elástica de los resortes, y la masa de cada cuerpo involucrado. Se obtienen las ecuaciones:

Donde las constantes y dependen de los parámetros mencionados y . Dos péndulos de gravitación de masa m y longitud L, acoplados por un muelle de constante k situado a la longitud de acoplamiento l del punto de sujeción de los péndulos comienzan a oscilar con ángulos φ1 y φ2 respectivamente respecto de la posición de equilibrio de cada péndulo. En esta situación los momentos que actúan sobre el sistema son debidos a (para el péndulo 1)

las fuerzas de la gravedad (g es la aceleración terrestre) Mg = m g sin(φ1)L

las fuerzas recuperadoras sobre el muelle

Mk = −k l2(φ2 − φ1)

http://es.wikipedia.org/wiki/Osciladores

http://es.wikipedia.org/wiki/Frecuencia_natural

http://es.wikipedia.org/wiki/Constante_el%C3%A1stica





Material Cantidad

Pie estativo 1




Nuez doble 2


Cronómetro 1





Sedal




MONTAJE MONTA COMO EN LA FIGURA QUE SE MUESTRA A CONTINUACIÓN, DOS PÉNDULOS EXACTAMENTE IGUALES, DE 40cm DE LONGITUD. MASA m= 70g.

LA DISTANCIA ENTRE LOS DOS PUNTOS DE SUSPENSIÓN DEBE SER 10cm. COMPUREBA SI LOS DOS PÉNDULOS TIENEN EL MISMO PERIODO. SI NO ES ASÍ, DEBES

VARIAR LA LONGITUD DE UNO DE ELLOS. FIJA, EXACTAMENTE EN EL CENTRO DE UN TROZO DE SEDAL (LONGITUD 20cm), UNA

MASA DE 10g. ACOPLA LOS PÉNDULOS CON EL TROZO DE SEDAL, ATÁNDOLO A LA PARTE SUPERIOR DE

LOS PLATILLOS PARA PESAS DE RANURA (VER LA POSICIÓN EXACTA EN LA FIG ANTERIOR)

REALIZACIÓN

1.- HAZ OSCILAR EL SISTE,A DESVIANDO UNO DE LOS PÉNDULOS UNOS 4cm LATERALMENTE.

SUELTA EL PÉNDULO, Y OBSERVA COMO REACCIONAN LOS DOS. 2.- MIDE EL PERIODO DE BATIDO DE LOS DOS PÉNDULOS ACOPLADOS: DETERMINA EL TIEMPO TS ENTRE DOS ESTADOS DE REPOSO DE UNO DE LOS PÉNDULOS.

REPITE DOS VECES LA MEDICIÓN, Y ANOTA LOS TIEMPOS EN LA TABLA 1. 3.- DETERMINA EL PERIODO DE UNO DE LOS PÉNDULOS, CUANDO LOS DOS SE HAN DESVIADO HACIA EL MISMO LADO (EN EL MISMO SENTIDO) Y A LA MISMA DISTANCIA.

MIDE EL TIEMPO DE 10 OSCILACIONES, Y REPITE LA MEDICIÓN DOS VECES. ANOTA LOS VALORES EN LA TABLA 2.




4.- DETERMINA EL PERIODO DE UNO DE LOS PÉNDULOS, CUANDO LOS DOS SE HAN DESVIADO HACIA DISTINTO LADO (EN SENTIDO CONTRARIO) Y A LA MISMA DISRANCIA.

MIDE EL TIEMPO DE 10 OSCILACIONES, Y REPITE LA MEDICIÓN DOS VECES. ANOTA LOS VAMORES EN LA TABLA 3.

OBSERVACIONES, RESULTADO DE LAS MEDIDAS 1.- ¿Cómo reaccionan los dos péndulos tras el impulso?___________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2.- Periodo de batido TS Tabla 1

TS/s TS*/s fS/Hz




3.- Periodo T1 con un impulso en el mismo sentido Tabla 2

t10/s t10*/s T1/s f1/Hz

4.- Periodo T2 con un impulso en sentido opuesto Tabla 3

t10/s t10*/s T2/s f2/Hz

EVALUACIÓN 1.- Un péndulo en oscilación posee energía vibratoria en forma de energía potencial y de energía cinética. ¿Puedes explicar los fenómenos observados en los péndulos acoplados desde el punto de vista de la energía? ____________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 2.- Calcula con los valores de la tabla 1 el valor medio del periodo de batido Ts* del péndulo y su frecuencia de batido fs. 3.- Calcula con los valores de la tabla 2 y 3, las medias de los periodos (T1y T2) y de las frecuencias (f1 y f2), para el impulso en el mismo sentido (1) y en sentido contrario (2).

Completa las tablas. 4.-Halla la diferencia de las frecuencias de oscilación, con impulso en el mismo sentido y en sentido opuesto f2 – f1: ____________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 5.- Compara el resultado con las frecuencias de batido fs medidas en 1. ¿Qué observas? _________ ________________________________________________________________________________




________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________

JERCICIO COMPLEMENTARIO 1.- ¿Tiene influencia sobre la frecuencia de batido la solidez del acoplamiento (posición de acoplamiento y la masa)? ___________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ Para contestar averigua la frecuencia de batido cuando:

Varías de posición del acoplamiento Reduces la masa del acoplamiento

Reduce y tus observaciones: _______________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________





“MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME”

OBJETIVO:

Llegar experimentalmente al concepto de movimiento rectilíneo uniforme medinte el calculo de velocidades de un carrito a partir de meiciones de recrrido y tiempo. MARCO TEÓRICO:

Un movimiento es rectilíneo cuando el móvil

describe una trayectoria recta, y

es uniforme cuando su velocidad es constante en

el tiempo, dado que su aceleración es nula. Nos

referimos a él mediante el acrónimo MRU.

El MRU (movimiento rectilíneo uniforme) se

caracteriza por:

Movimiento que se realiza sobre una línea

recta.

Velocidad constante; implica magnitud y

dirección constantes.

La magnitud de la velocidad recibe el

nombre de celeridad o rapidez.

Aceleración nula.

La distancia recorrida se calcula multiplicando la

magnitud de la velocidad media

(velocidad o rapidez) por el tiempo transcurrido.

Esta relación también es aplicable si la trayectoria

no es rectilínea, con tal que la rapidez o módulo

de la velocidad sea constante llamado movimiento

de un cuerpo.

Al representar gráficamente la velocidad en

función del tiempo se obtiene una

recta paralela al eje de abscisas (tiempo). Además,

el área bajo la recta producida representa la distancia recorrida.

http://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_(f%C3%ADsica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_rectil%C3%ADneo




http://es.wikipedia.org/wiki/Multiplicaci%C3%B3n


http://es.wikipedia.org/wiki/Rapidez


http://es.wikipedia.org/wiki/Gr%C3%A1fica

http://es.wikipedia.org/wiki/Paralelismo_(matem%C3%A1tica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Coordenadas_cartesianas

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81rea




La representación gráfica de la distancia recorrida en función del tiempo da lugar a una recta

cuya pendiente se corresponde con la velocidad.

En astronomía, el MRU es muy utilizado. Los planetas y las estrellas NO se mueven en línea recta,

pero la que sí se mueve en línea recta es la luz, y siempre a la misma velocidad.

Entonces, sabiendo la distancia de un objeto, se puede saber el tiempo que tarda la luz en recorrer

esa distancia. Por ejemplo, el sol se encuentra a 150.000.000 km. La luz, por lo tanto, tarda 500

segundos (8 minutos 20 segundos) en llegar hasta la tierra. La realidad es un poco más compleja,

con la relatividad en el medio, pero a grandes rasgos podemos decir que la luz sigue un

movimiento rectilíneo uniforme.

Hay otras aplicaciones a disciplinas tales como la criminalística. En esta disciplina, muchas veces es

necesario averiguar desde donde se efectuó un disparo. Las balas, al ir tan rápido, tienen una

trayectoria bastante recta (siempre se desvían hacia el suelo pero si la distancia es corta es trivial),

y no disminuyen mucho la velocidad, por lo tanto se pueden calcular datos usando MRU


Material Cantidad

Carrito con accionamiento 1

Cronómetro 1

Cinta adhesiva 1

Carril, 900mm o carril 1000mm 1


http://es.wikipedia.org/wiki/Pendiente_de_una_recta

http://es.wikipedia.org/wiki/Velocidad_de_la_luz




MONTAJE MONTA EL EPERIMENTO SEGÚN LA FIGURAS 1 A 4

PEGA LA CINTA MÉTRICA AL CARRIL, DE MANERA QUE EL PUNTO CERO ESTÉ A UNOS 15 cm DE UNO DE LOS EXTREMOS DEL CARRIL

REALIZACIÓN 1.- PON LA VELOCIDAD DEL CARRITO AL MÍNIMO (PARTE ESTRECHA DEL SÍMBOLO).

PON EN MARCHA EL MOTOR DEL CARRITO COLOCNDO LA PALANCA DE SENTIDO EN LA DIRECCION PREVISTA.

CON EL MOTOR EN MARCHA, PON EL CARRITO UNOS CENTÍMETROS DELANTE DEL CERO DE LA CINTA MÉTRICA, Y PON EN LARCHA EL CRONÓMETRO CUANDO EL CARRITO PASE LA MARCA CERO.

MIDE EL TIEMPO t QUE EMPLEA EL CARRIRTO EN RECORREREÑ TRAYECTO s E 10 cm, Y ANOTA EL RESULTADO EN LA TABLA 1.




2.- PON EL REGULADOR DE VELOCIDAD DEL CARRITO EN EL CENTRO DEL SÍMBOLO (VELOCIDAD MEDIA).

MIDE LOS TIEMPOS QUE EMPLEA EL CARRITO EN RECORRER LOS TRAYECTOS s DE 30, 50 Y 70 cm. ANOTA LOS RESULTADOS EN LA TABLA 2.

RESULTADOS Tabla 1 Baja Velocidad Tabla 2 Velocidad media

s/cm t/s v/ cm/s

10

30

50

70

EVALUACIÓN

1.- Calcula con los recorridos s y los tiempos los cocientes: V=s/t. este cociente se denomina “velocidad”. Completa las tablas. 2.- Lleva los valores de las dos tablas a un diagrama s/t diagrama recorrido tiempo de la figura siguiente), uniendo los valores de cada tabla con una línea. ¿Qué tipo de líneas resultan? ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

s/cm t/s v/ cm/s

30

50

70




3.- ¿Qué puedes enunciar con respecto al trayecto s y el tiempo t?__________________________ ________________________________________________________________________________ 4.- ¿En cuál de los experimentos (de la tabla 1 o 2) es mayor la velocidad del carrito? ___________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 5.- ¿Cómo afecta una menor velocidad al diagrama recorrido tiempo? _______________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

6.- Halla, para los trayectos parcialmente medidos, las diferencias s2-s1=△s y t2-t1=△t, etc., y a

continuación los cocientes △s/△t. Lleva los resultados a las tablas 3 y 4, y compáralos.

________________________________________________________________________________

t/s

s/cm

70

60

50

40

30

20

10

0

1 2 3 4 5 6 7

60 80 100 120 140




Tabla 3 velocidad baja Tabla 4: velocidad media

△s/cm △t/s △s/△t / cm/s

30-10= 20

50-30= 20

70-50= 20

¿Qué resultado has obtenido?____________________________________________

____________________________________________________________________ ¿Compara los resultados de △s/△t con las pendientes de as rectas de la figura anterior

(gráfico)?____________________________________________________________________________________________________________________________________________

7.- El movimiento que se desarrolla en este experimento se denomina “uniforme”. ¿Puedes formular un enunciado general sobre este tipo de movimiento a partir de las mediciones y su evaluación? ______________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

△s/cm △t/s △s/△t / cm/s

50-30= 20

70-50= 20





“COMPARACIÓN DEL MOVIMIENTO UNIFORME Y NO UNIFORME”

OBJETIVO:

Observar experimentamnente la diferencia entre el movimiento uniforme y el no uniforme mediante la reaccion de un carrito de pruebas. MARCO TEÓRICO: En la práctica anterior vimos al movimiento rectilíneo uniforme (o movimiento uniforme) y

estudiamos que De acuerdo a la 1ª Ley de Newton toda partícula permanece en reposo o en

movimiento rectilíneo uniforme cuando no hay una fuerza neta que actúe sobre el cuerpo.

Esta es una situación ideal, ya que siempre existen fuerzas que tienden a alterar el movimiento de

las partículas. El movimiento es inherente que va relacioneado y podemos decir que forma parte

de la materia misma.

Ya que en realidad no podemos afirmar que algún objeto se encuentre en reposo total.

El MRU se caracteriza por:

a)Movimiento que se realiza en una sóla direccion en el eje horizontal.

b)Velocidad constante; implica magnitud y dirección inalterables.

c)Las magnitud de la velocidad recibe el nombre de rapidez. Este movimiento no presenta

aceleración (aceleración=0).

Relación Matemática del MRU:

El concepto de velocidad es el cambio de posición (desplazamiento) con respecto al tiempo.

Fórmula:

v= d/t ; d=v*t ; t=d/v

v=velocidad d=distancia o desplazamiento t=tiempo

El movimiento uniformemente acelerado o no uniforme (MUA) es aquel movimiento en el que

la aceleración que experimenta un cuerpo permanece constante (en magnitud y dirección) en el

transcurso del tiempo.





Existen dos tipos de movimiento, caracterizados por su trayectoria, de esta categoría:

1. El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, en el que la trayectoria es rectilínea,

que se presenta cuando la aceleración y la velocidad inicial tienen la misma dirección.

2. El movimiento parabólico, en el que la trayectoria descrita es una parábola, que se

presenta cuando la aceleración y la velocidad inicial no tienen la misma dirección.

En el movimiento circular uniforme, la aceleración tan solo es constante en módulo, pero no lo es

en dirección, por ser cada instante perpendicular a la velocidad, estando dirigida hacia el centro de

la trayectoria circular (aceleración centrípeta).Por ello, no puede considerársele un movimiento

uniformemente acelerado, a menos que nos refiramos a su aceleración angular.


Material Cantidad


Generador de marcas de tiempo 1

Cinta registradora 1

Torre para carrito 1



Cable, 500mm, 10A, azul 2

Fuente de alimentación 1

Carril, 900mm o 1000mm 1

Cinta adhesiva, tijeras

http://es.wikipedia.org/wiki/Trayectoria

http://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_rectil%C3%ADneo_uniformemente_acelerado

http://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_parab%C3%B3lico

http://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_circular_uniforme

http://es.wikipedia.org/wiki/Aceleraci%C3%B3n_centr%C3%ADpeta

http://es.wikipedia.org/wiki/Aceleraci%C3%B3n_angular




MONTAJE

COLOCA EL GENERADOR DE MARCAS DE TIEMPO JUNTO AL EXTREMO DEL CARRIL DE DONDE ESTA EL TORNILLO DE AJUSTE.

CONECTA EL GENERADOR DE MARCAS DE TIEMPO A LA FUENTE DE TENSIÓN (6V˜ )

PASA LA CINTA REGISTRADORA ENTRE LAS GUIAS DEL REGISTRADO DE FORMA QUE LA PARTE DE PAPEL QUEDE HACIA ABAJAO




FIJA LA CINTA REGISTRADORA EN EL CENTRO DE UNO DE LOS EXTREMOS DEL CARRITO CON CINTA ADHESIVA.

PON UNA PESA DE RANURA DE 50g DN LA TORRE DEL CARRITO.

COLOCA EL CARRITO CERCA DEL GENERADOR DE MARCAS DE TIEMPO, Y TENSA LA CINTA REGISTRADORA, QUE DEBE CORRER EXACTAMENTE COMO PROLONGACIÓN DEL CARRITO

REALIZACIÓN

1.- PON EL CARRIL EN POSICIÓN HORIZONTAL CON EL TORNILLO DE AJUSTE. EL CARRITO NO DEBE RODAR POR SÍ SOLO EN NINGUNA DIRECCIÓN.

ENCIENDE EL GENERADOR DE MARCAS DE TIEMPO, Y DALE UN LIGERO IMPULSO AL CARRITO. DEBE RODAR UNOS 60cm.

MARCA LA CINTA REGISTRADORA CON 1




2.- PON EL CARRIL DE FORMA QUE EL CARRITO CON LA CINTA REGISTRADORA RUEDE POR TODA SU LONGITUS UNIFORMEMENTE. CORRIFE LA POSICION CON EL TORNLLO DE AJUSTE.

ENCIENDE EL GENERADOR DE MARCAS DE TIEMPO, Y DALE AL CARRITO UN LIGERO IMPULSO, PARA VENCER EL ROZAMIENTO INICIAL DEL PUNZÓN DEL REGISTRADOR.

MARCA LA CINTA REGISTRADORA CON 2

3.- APRIETA COMPLETAMENTE EL TORNILLO DE AJUSTE, Y COLOCA DEBAJO DE ÉL DOS PESAS DE RANURA DE 50g.

ENCIENDE EL GENERADOR DE MARCAS DE TIEMPO, Y DEJA CORRER EL CARRITO POR EL CARRIL INCLINADO.

MARCA LA CINTA REGISTRADORA CON 3.




RESULTADO DE LAS MEDIDAS, EVALUACIÓN

Marca el primer punto reconocible de las cintas registradoras. Haz una marca en las tres cintas a 10 y a 20 cm de este punto, y después a 40 y 50cm

del mismo. Cuenta los puntos entre las marcas de 10 y 20 cm, y después entre las marcas de 40 y

50 cm. Anota los valores en las tablas correspondientes a cada cinta (1), (2) y (3).

1.- Averigua en las tres cintas, por el número de puntos, el tiempo empleado por el carrito en cdaa tramo de 10cm ten en cuenta que la diferencia de tiempo entre dos puntos es 20ms=0.02s. En caso de que la división de tramos no coincida exactamente sobre un punto, utiliza un valor aproximativo.

Anota los resultados en las tablas correspondientes

Tabla 1 Tabla 2 Tabla 3

s/cm Puntos t/s Puntos t/s Puntos t/s

10-20

40-50

2.- ¿Es el número de puntos al principio del carril igual, mayor o menor que al final?

En 1) _____________________________________________________________________ En 2) _____________________________________________________________________ En 3) _____________________________________________________________________

3.- ¿En qué relación está el número de puntos (el tiempo t), con las velocidad del carrito? Responde con una expresión “cuanto-tanto”___________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ 4.- ¿cómo es la uniformidad de la velocidad en los 3 casos?

En 1) _____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________

En 2) _____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________

En 3) ____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________





“VELOCIDAD INSTANTÁNEA Y VELOCDAD MEDIA”

OBJETIVO:

Aprender el concepto de valocidad instantánea y estudiar cuentitativamente las diferencias entre movimiento uniforme y no uniforme. MARCO TEÓRICO:

La velocidad es una magnitud física de carácter vectorial que expresa el desplazamiento de un

objeto por unidad de tiempo. Se la representa por o . Sus dimensiones son [L]/[T]. Su unidad

en el Sistema Internacional es el m/s.

En virtud de su carácter vectorial, para definir la velocidad deben considerarse la dirección del

desplazamiento y el módulo, al cual se le denomina celeridad o rapidez.

De igual forma que la velocidad es el ritmo o tasa de cambio de la posición por unidad de tiempo,

la aceleración es la tasa de cambio de la velocidad por unidad de tiempo.

La 'velocidad media' o velocidad promedio es la velocidad en un intervalo de tiempo dado. Se

calcula dividiendo el desplazamiento (Δs) por el tiempo (Δt) empleado en efectuarlo:

Esta es la definición de la velocidad media entendida como vector (ya que es el resultado de dividir

un vector entre un escalar).

Por otra parte, si se considera la distancia recorrida sobre la trayectoria en un intervalo de tiempo

dado, tenemos la velocidad media sobre la trayectoria o rapidez media, la cual es una cantidad

escalar. La expresión anterior se escribe en la forma:

La velocidad media sobre la trayectoria también se suele denominar «velocidad media numérica»

aunque esta última forma de llamarla no está exenta de ambigüedades.

El módulo de la velocidad media (entendida como vector), en general, es diferente al valor de la

velocidad media sobre la trayectoria. Solo serán iguales si la trayectoria es rectilínea y si el móvil

solo avanza (en uno u otro sentido) sin retroceder.



http://es.wikipedia.org/wiki/Unidad_de_tiempo

http://es.wikipedia.org/wiki/Dimensi%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Longitud



http://es.wikipedia.org/wiki/Metro_por_segundo


http://es.wikipedia.org/wiki/Posici%C3%B3n


http://es.wikipedia.org/wiki/Desplazamiento_(vector)






La velocidad instantánea permite conocer la velocidad de un móvil que se desplaza sobre una

trayectoria cuando el intervalo de tiempo es infinitamente pequeño, siendo entonces el espacio

recorrido también muy pequeño, representando un punto de la trayectoria. La velocidad

instantánea es siempre tangente a la trayectoria.

En forma vectorial, la velocidad es la derivada del vector posición respecto al tiempo:

donde es un vector (vector de módulo unidad) de dirección tangente a la trayectoria del

cuerpo en cuestión y es el vector posición, ya que en el límite los diferenciales de espacio

recorrido y posición coinciden.


Material Cantidad












http://es.wikipedia.org/wiki/Derivada

http://es.wikipedia.org/wiki/Posici%C3%B3n






MONTAJE







FIJA LA CINTA REGISTRADORA EN EL CENTRO DE UNO DE LOS EXTREMOS DEL CARRITO CON CINTA ADHESIVA.

PON UNA PESA DE RANURA DE 50g DN LA TORRE DEL CARRITO.


REALIZACIÓN

APRIETA COMPLETAMENTE EL TORNILLO DE AJUSTE, Y COLOCA EBAJO DE ÉL UNA PESA DE RANURA DE 50g Y DOS DE 10g.




ENCIENDE EL GENERADOR DE MARCAS DE TIEMPO, Y SUELTA EL CARRITO EN EL PLANO INCLINADO.

SUJETA EL CARRITO CUANDO LLEGUE AL FINAL DEL CARRIL Y APAGA EL GENERADOR DE MARCAS DE TIEMPO.


Marca el primer punto legible de la cinta registradora. A partir de esta marca cuenta 25 puntos. Cada punto 25 lo tomas como punto de

referencia, y numeras estos puntos de referencia: 1, 2, … etc. Marca los 5 puntos antes y despues de cada punto de referencia. Averigua los recorridos parciales Δs y sus tiempos Δt, averigua las velocidades instantáneas

Vm del carrito en los puntos de referencia, y anota los valores en la tabla.

Tabla

Punto de referencia Δs/cm Δt/s Vm/cm/s

1

2

3

4

5

6




Halla el recorrido total s del carrito y el tiempo total t empleado en recorrerlo. A partir del total S y del tirmpo total t, calcula la velocidad media Vd del carrito.

S=______________ t=_____________ Vd=______________ 1.- ¿son iguales las velocidades Vm?___________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ ¿Qué tendencia indican los valores medidos? ___________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 2.- ¿Cómo son cada una de las velocidades instantáneas Vm comparadas con la velocidad media Vd? _____________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 3.- ¿Se puede hablar aqupi de movimiento uniforme? Razona la diferencia entre este movimiento y el uniforme? ___________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________





“LEYES DEL MOVIMIENTO RECTILÍNEO UNIFORME”

OBJETIVO:

Averiguar experimentalmente las leyes del movimiento rectilíneo uniforme MARCO TEÓRICO: Para conocer más sobre el movimiento rectilíneo uniforme, te propongo conocer las leyes que lo rigen:

1era Ley: "La velocidad es constante"

2º Ley: "Los espacios recorridos son directamente proporcionales a los tiempos transcurridos"

En el gráfico se representa la velocidad en función del tiempo para un cuerpo que se mueve con velocidad constante. El área sombreada es el desplazamiento del móvil entre t1 y t2. En el gráfico se representa la posición en función del tiempo para un cuerpo que se mueve a velocidad constante.

https://sites.google.com/site/movrectuni/leyes-2/Dibujo1.JPG?attredirects=0

https://sites.google.com/site/movrectuni/leyes-2/Dibujo2nuevo.JPG?attredirects=0





Material Cantidad

Carrito con accionamiento 1











MONTAJE




FIJA LA CINTA REGISTRADORA AL PEQUEÑO RODILLO DEL CARRITO.





REALIZACIÓN 1.- PON EL CARRITO A LA ELOCIDAD MÍNIMA (PARTE ESTRECHA DEL SÍMBOLO) Y ENCIENDE EL GENERADOR DE MARCAS DE TIEMPO.

PON EN MARCHA EL CARRITO SUJÉTALO AL FINAL DEL CARRIL, Y PAGA EL GENERADOR DE MARCAS DE TIEMPO. QUITA LA CINTA REGISTRADORA, Y MÁRCALA, P.EJ., CON VmIn

2.- PON EL CARRITO A LA VELOCIDAD MÁXIMA (PARTE ANCHA DEL SÍMBOLO) Y REPITE EL EXPERIMENTO.

MARCA ESTA CINTA REGISTRADORA P.EJ, CON Vmax





1.- Velocidad mínima Vmin. Identifica el punto 20 de la cinta registradora, y márcalo como punto cero (s=0, t=0) para la

evaluación. A partir de él marca puntos de referencia cada 25 puntos, y numéralos desde el 1. Marca los puntos 5 antes y después de cada punto de referencia. Averigua los recorridos s desde el punto cero hasta cada uno de los puntos de referencia, y

los tiempos correspondientes t. Averigua Δs y Δt en torno a los puntos de referencia, y anota los valores en la tabla 1.

2.- Velocidad máxima Vmáx.

Provede como en 1 (Vmin), pero marca los puntos de referencia cada 10 puntos a partir del punto cero.

Anota los resultados en la tabla 2 3.- Calcula con s y t la valocidad media Vd, y con Δs y Δt las velocidades instantáneas Vm en cada uno de los puntos de referencia. Lleva los resultados a la tabla. 4.- con los valores de las dos tablas traza el diagrama recorrido-tiempo e las dos velocidades Vmin y Vmax 5.- Dibuja también el diagrama velocidad-tiempo. 6.- determina la velocidad V gráficamente en el primer diagrama y compara el resultado con los cáculos__________________________________________________________________________ 7.- Establece una relación entre la velocidad instantánea Vm y la velocidad media Vd: ___________ ________________________________________________________________________________ 8.- ¿Cuál es la trayectoria de las gráficas Vmin y Vmax en el segundo diagrama? ¿Cuál es su pendiente a= ΔV m/Δt? ______________________________________________________________________


¿Sabes el significado de la expresión a= ΔV m/Δt? __________________________________ ________________________________________________________________________




Tabla 1 Δt=____________s

Punto de ref.

s/cm t/s Δs/cm Vd/cm/s Vm/cm/s

1

2

3

4

5

6

7

Tabla 2 Δt=____________s

Punto de ref.

s/cm t/s Δs/cm Vd/cm/s Vm/cm/s

1

2

3

4

5

6

7




Primer diagrama Segundo diagrama

t/s s/cm

70

60

50

40

30

20

10

0

0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4

60 80 100 120 140

t/s Vm/m/s

40

30

20

10

0

0.4 0.8 1.2 1.6 2.0 2.4

60 80 100 120 140





“LEYES DEL MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE ACELERADO”

OBJETIVO:

Averiguar experimentalmente las leyes del movimiento uniformemente acelerado MARCO TEÓRICO: Un móvil tiene un Movimiento uniformemente acelerado cuando el cuerpo aumenta o disminuye su velocidad siempre al mismo ritmo. Si a = delta v/t, entonces V = V0 + at El movil de la foto experimenta siempre el mismo cambio de velocidad. La aceleración media es a = v(final) - v (inicial) /t = delta v/delta t La rapidez media será Vm = v(final) + v(inicial)/2 El espacio recorrido durante el tiempo t será d = Vm*t

Las leyes que rigen el movimiento uniformemente acelerado son: 1. En igualdad de tiempos la velocidad y la aceleración son directamente proporcionales.

2. En igualdad de tiempos el espacio y la aceleración son directamente proporcionales.

3. A igualdad de aceleración, el espacio es directamente proporcional al cuadrado del tiempo.

Estas leyes se deducen fácilmente del análisis de las anteriores.





Material Cantidad








Pesa de ranura 1g 3



Polea loca, D=65mm 1

Mango para polea 1


Sedal 1





MONTAJE

COLOCA LA POLEA CON SU MANGO EN EL SOPORTE DEL CARRIL. COLÓCALA JUSTO PARA QUE NO ROCE CON EL BORDE DE LA MESA

PON EL GENERADOR DE MARCAS DE TIEMPO EN EL OTRO EXTREMO DEL CARRIL, Y

CONÉCTALO ALA FUENTE DE TENSIÓN (6V˜).

PASA LA CINTA REGISTRADORA ENTRE LAS GUÍAS DEL GENERADOR DE MARCAS DE

TIEMPO CON LA PARTE DE PAPEL MIRANDO HACIA ABAJO.

PEGA LA CINTA REGISTRADORA CON CINTA ADHESIVA EN EL CENTRO DE UNO DE LOS

EXTREMOS DEL CARRITO. PON UNA MASA DE 50g EN LA TORRE DEL CARRITO.




COLOCA EL CARRITO EN EL CARRIL JUNTO AL GENERADOR DE MARCAS DE TIEMPO. TENSA LA CINTA REGISTRADORA, QUE DEBE IR EXACTAMENTE COMO PROLONGACIÓN DEL CARRITO.

APRIETA EL TORNILLO DE AJUSTE DEL CARRIL HASTA QUE EL CARRITO, CON LA CINTA REGISTRADORA, RUEDE UNIFORMEMENTE POR ÉL.

REALIZACIÓN

ATA UN TROZO DE SEDAL (APROX. 1m) EN EL CRRITO Y CUELGA EN EL OTRO EXTREMO EL PLATILLO PARA PESAS, CON TRES MASAS. SUJETA EL CARRITO.

ENCIENDE EL GENERADOR DE MARCAS DE TIEMPO, Y SUELTA EL CARRIO CUIDADOSAMENTE. SUJETA EL CARRITO CUANDO LLEGUE AL FINAL DEL CARRIL, PAGA EL GENERADOR Y QUITA LA CINTA EGISTRADORA.





Marca como punto cero el primer punto legible de la marca registradora. Cuenta a partir de él 20, 30, 40, 50, 60 y 70puntos, marcalos como puntos de referencia, y

numéralos. Averigua los recorridos s y los tiempos t correspondientes a cada punto de referencia,

partiendo siempre del punto cero. Anota los valores en la tabla. Haz una marca en los puntos 5 antes y 5 despues de cada punto de referencia. Averigua, en torno a los puntos de referencia, los recorridos perciales Δs y los tiempos

empleados en recorrerlos Δt. Anota los resultados en la tabla.

Δt=________________s

Punto de ref.

s/cm t/s Δs/cm t2/s2 Vm/cm/s

1

2

3

4

5

6

1.- traza los valores de la tabla el diagrama recorrido-tiempo s=f(t) ¿Qué tipo de curva se obtiene? ____________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________




2.- Halla el cuadrado de t y añádelo a la tabla. 3.- lleva s sobte t2 ¿Qué forma tiene la curva? ¿A qué se debe? ¿Qué forma muestra entonces el diagrama anterior? ________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

t/s

s/cm

50

40

30

20

10

0

1 2

t2/s2

s/m

50

40

30

20

10

0

1 2




4.- averigua la pendiente de la curva en la figura anterior: k=Δs/Δt2. ________________________ ________________________________________________________________________________ 5.- con la fórmula Vm=Δs/Δt, calcula las velocidades instantáneas Vm del carrito en cada uno de los puntos de referencia, y añádelas a la tabla. 6.- Con los valores obtenidos haz un diagrama de velocidad-tiempo Vm=f(t) ¿Cómo es la curva? __ ________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 7.- calcula tambiém aquí la pendiente de la curva a=Vm/Δt. Di la dimensión de la variable a.

Compara el valor de a con el factor de proporcionalidad k de la pregunta 4. ____________ _________________________________________________________________________________________________________________________________________________

8.- la variable se denomin aceleración. ¿Qué es lo que produce la aceleración en este experimento? ___________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


t/s

Vm/m/s

50

40

30

20

10

0

1 2




1.- un automovil está inmovil en el punto s. traza el diagrama recorrido tiempo . ¿Cuál es su velocidad V? _____________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________

2.- un automovil se desplaza en linea recta a velocidad constante v. traza los diagramas recorrido-tiempo y velocidad-tiempo ¿Cuál es su aceleración?___________________________________ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

3.- Un cuerpo es acelerado uniformemente en la línea recta. Traza el diagrama recorrido-tiempo, el diagrama velocidad-tiempo, y el diagrama aceleración-tiempo- ¿Cuál es su aceleración a? _____ ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________




4.- Un automovil circula con velocidad constante v. en el punto s, en el instante ts, se frena uniformemente, y se para al poco tiempo. Traza los diagramas velocidad-tiempo y aceleración tiempo.




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 6.6

“ENERGÍA POTENCIAL Y CINÉTICA”

OBJETIVO:

Estudiar con más detalle la conversión de energía potencial en energía cinética, utilizando un

carrito experimental, que es acelerado por una masa sometida a la gravedad por la tierra.

MARCO TEÓRICO:

Toda forma de energía se divide en dos tipos grandes de energía; la primera clase de energía es la energía cinética, la energía del movimiento y acción. El calor es energía cinética total de átomos, iones o moléculas. La segunda mayor forma de energía es la energía potencial, energía que es almacenada y potencialmente disponible para ser usada. La energía potencial puede ser usada para transferirse en energía cinética. Un ejemplo de un simple objeto que contiene energía potencial es un dado que es sostenido en tu mano. Cuando lanzas un dado la energía potencial se transforma en energía cinética y esta causa el movimiento.

Los cuerpos pueden realizar un trabajo por el hecho de estar en movimiento, es

decir, los cuerpos en movimiento tienen energía. Esta forma de energía mecánica se llama energía cinética (EC).

Cuando un cuerpo está en movimiento, tiene una cierta velocidad. Para pasar del estado de reposo a movimiento, hay que aplicar una fuerza, que multiplicada por el desplazamiento del cuerpo es igual al trabajo que realiza. La energía cinética de un cuerpo está determinada por la velocidad que tenga este y su masa. La fórmula es:

Ec = ½.m.v2

Con lo cual un cuerpo de masa m que lleva una velocidad v posee energía.

Se conoce como energía potencial a la capacidad que tiene un cuerpo para realizar un trabajo de acuerdo a la configuración que tenga en el sistema de cuerpos que ejercen fuerzas entre sí. En

http://definicion.de/cuerpo

http://definicion.de/energia-potencial/

http://definicion.de/fuerza




otras palabras, la energía potencial es la energía que es capaz de generar un trabajo como consecuencia de la posición del cuerpo.

El concepto supone que, cuando un cuerpo se moviliza con relación a un cierto nivel de referencia, está en condiciones de acumular energía. Por ejemplo: cuando un cuerpo es levantado a una determinada altura, adquiere energía potencial gravitacional. Al dejar caer dicho cuerpo, la energía potencial se convierte en energía cinética.

La energía potencial es, en definitiva, una magnitud escalar que está asociada a un campo de fuerzas. La diferencia entre los valores de campo de un punto A respecto a un punto B es igual al trabajo que realiza la fuerza para realizar un recorrido entre A y B.

La energía Potencial está vinculada a la posición de los cuerpos. Depende de la altura, como se demuestra en la siguiente fórmula:

Ep = m.g.h

Con lo cual un cuerpo de masa m situado a una altura h (se da por hecho que se encuentra en un planeta por lo que existe aceleración gravitatoria) posee energía. Debido a que esta energía depende de la posición del cuerpo con respecto al centro del planeta se la llama energía potencial gravitatoria.


Material CANTIDAD

CARRITO PARA MEDIDAS Y EXPERIMENTOS 1

GENERADOR DE MARCAS DE TIEMPO 1

CINTA REGISTRADORA 1

TORRE PARA CARRITO P. MED Y EXP. 1

PESA DE RANURA, 1g 3


PLATILLO PARA PESAS DE RANURA, 1g 1

POLEA LOCA, D= 65 mm 1

MANGO PARA POLEA 1


SEDAL 1

CABLE DE 500 mm, 10 A, AZUL 2

http://definicion.de/energia

http://definicion.de/trabajo

http://definicion.de/energia-potencial/




FUENTE DE ALIMENTACIÓN 1

CARRIL DE 1000 mm 1

MONTAJE:

MONTA EL EXPERIMENTO SEGÚN LA FIGURA .




PON UNA MASA DE 50g EN LA TORRE DEL CARRITO.

CONECTA EL GENERADOR DE MARCAS DE TIEMPO A LA FUENTE DE TENSION (6 V).

APRIETA EL TORNILLO DE AJUSTE DEL CARRIL HASTA QUE EL CARRITO, CON LA CINTA

REGISTRADORA, RUEDE UNIFORMEMENTE POR ÉL.




COGE UN TROZO DE SEDAL (UNOS 2m ESCASOS) Y CUELGA EN UNO DE SUS EXTREMOS EL

PLATILLO PARA PESAS CON TRES MASAS (EN TOTAL 4g).

PON EL CARRITO A 50 cm DEL PRINCIPIO DEL CARRIL Y SI ES NECESARIO SUJÉTALO CON CINTA

ADHESIVA.

PASA EL SEDAL POR LA POLEA, DE FORMA QUE EL PLATILLO ROCE EL SUELO, Y FIJA EL SEDAL AL CARRITO.

REALIZACION:




LLEVA EL CARRITO SUCESIVAMENTE A LAS POSICIONES SIGUIENTES:

s= 10 cm, 20 cm, 30 cm, 40 cm.

ENCIENDE EL GENERADOR DE MARCAS DE TIEMPO, Y SUELTA EL CARRITO.

SUJETA EL CARRITO CUANDO LLEGUE AL FINAL DEL CARRIL, APAGA EL

GENERADOR. QUITA LA CINTA REGISTRADORA Y ANOTAEN ELLA EL RECORRIDO s (p.

ej. 40cm).


ANOTA LA MASA mw DEL CARRITO EXPERIMENTAL (INCLUYENDO LA

MASA DE 50g), LA MASA ACELERADORA mF QUE CUELGA DEL SEDAL,

Y LA MASA TOTAL mtot = mW + mF.

MARCA COMO PUNTO CERO EL PRIMER PUNTO LEGIBLE DE LA CINTA

REGISTRADORA.

MARCA EL PUNTO FINAL € DE LA ADELERACIÓN (DESACOPLAMIENTO

DE LA FUERZA) EN CADA UNA DE LAS CINTAS DE 40, 30, 20, ó 10 cm.

DETERMINA LA VELOCIDAD DEL CARRITO DESPUES DEL PUNTO E.

PARA ELLO CUENTA CON OTROS 10 PUNTOS DESDE EL PUNTO FINAL,

Y MARCALO TAMBIEN (FIG. 3).

MIDE EL RECORRIDO s SOBRE LA CINTA (FIG. 3) Y AVERIGUA EL

TIEMPOt.

EVALUACION:

1.- CALCULA CON s Y t LA VELOCIDAD v, Y LLEVALA A LA TABLA

TABLA

mw =_________g, mF =__________g, mtot = __________g, T _______s




s/M s/M v/(m/s) Wp/NM V2/(m2/s2) WK/NM

0.1

0.2

0.3

0.4

2.- CALCULA LA ENERGIA POTENCIAL DE LA MASA ACELERADA Wp = mFgs Y LLEVA LOS

RESULTADOS A LA TABLA

3.- CALCULA v2 Y TRAZA UN DIAGRAMA Wp SOBRE v2 (fig 4) ¿QUE TIPO DE LINEA RESULTA?

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

4. DETERMINA EL FACTOR DE LA PENDIENTE k EN LA CURVA DE LA FIGURA 4 ¿Qué DIMENSION

TIENE K? COMPARA EL RESULTADO CON LA MASA DE TOSO EL SISTEMA. ¿QUE RESULTA?

K = __________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________




5. LA ENERGIA DEL CARRITO EN MARCHA SE DENOMINA “ENERGIA CINETICA WK”. ¿PUEDES

EXPRESAR LA ENRGIA CINETICA COMO FUNCIÓN DE LA MASA TOTAL mtot Y DE LA VELOCIDAD v?

PARTE DEL PRINCIPIO DE QUE LA ENERGIA SE CONSERVA

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

6.- MULTIPLICA mtot POR v2, Y LLEVA LOS RESULTADOS A LA COLUMNA WK DE LA TABLA. COMPARA

ESTOS VALORES CON LOS DE LA ENERGIA POTENCIAL Wp ¿CUAL ES EL RESULTADO?

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

7.- ¿PUEDES EXPLICAR POR QUE DISCREPAN LOS VALORES DE Wp Y WK? ¿CUAL ES MENOR?

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 6.7

“CAIDA LIBRE”

OBJETIVO:

Estudiar la caída libre de un cuerpo en el campo gravitatorio de la tierra, y la registración con el

generador de marcas de tiempo.

MARCO TEÓRICO:

En física, se denomina caída libre al movimiento de un cuerpo bajo la acción exclusiva de un campo gravitatorio. Esta definición formal excluye a todas las caídas reales influenciadas en mayor o menor medida por la resistencia aerodinámica del aire, así como a cualquier otra que tenga lugar en el seno de un fluido; sin embargo es frecuente también referirse coloquialmente a éstas como caídas libres, aunque los efectos de la viscosidad del medio no sean por lo general despreciables.

El concepto es aplicable también a objetos en movimiento vertical ascendente sometidos a la acción desaceleradora de la gravedad, como un disparo vertical; o a satélites no propulsados en órbita alrededor de la Tierra, como la propia Luna. Otros sucesos referidos también como caída libre lo constituyen las trayectorias geodésicas en el espacio tiempo descritas en la teoría de la relatividad general.

Ejemplos de caída libre deportiva los encontramos en actividades basadas en dejarse caer una persona a través de la atmósfera sin sustentación alar ni de paracaídas durante un cierto trayecto.

Un sistema de referencia ligado a un cuerpo en caída libre puede considerarse inercial o no inercial en función del marco teórico que esté utilizándose.

En la física clásica, la fuerza gravitatoria que se ejerce sobre una masa es proporcional a la intensidad del campo gravitatorio en la posición espacial donde se encuentre dicha masa. La constante de proporcionalidad es precisamente el valor de la masa inercial del cuerpo,


http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_gravitatorio

http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_aerodin%C3%A1mica

http://es.wikipedia.org/wiki/Resistencia_aerodin%C3%A1mica

http://es.wikipedia.org/wiki/Aire

http://es.wikipedia.org/wiki/Fluido

http://es.wikipedia.org/wiki/Viscosidad


http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Disparo_vertical&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Sat%C3%A9lite

http://es.wikipedia.org/wiki/Tierra

http://es.wikipedia.org/wiki/Luna

http://es.wikipedia.org/wiki/Geod%C3%A9sica

http://es.wikipedia.org/wiki/Espacio-tiempo


http://es.wikipedia.org/wiki/Relatividad_general

http://es.wikipedia.org/wiki/Ca%C3%ADda_libre_(deporte)

http://es.wikipedia.org/wiki/Atm%C3%B3sfera

http://es.wikipedia.org/wiki/Sustentaci%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Ala_(aeron%C3%A1utica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Paraca%C3%ADdas

http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_referencia


http://es.wikipedia.org/wiki/Fuerza_gravitatoria


http://es.wikipedia.org/wiki/Campo_gravitatorio





tal y como establece el principio de equivalencia. En la física relativista, la gravedad es el efecto que produce sobre las trayectorias de los cuerpos la curvatura del espacio-tiempo; en este caso, la gravedad no es una fuerza, sino una geodésica. Por tanto, desde el punto de vista de la física clásica, un sistema de referencia en caída libre es un sistema acelerado por la fuerza de la gravedad y, como tal, es no inercial. Por el contrario, desde el punto de vista de la física relativista, el mismo sistema de referencia es inercial, pues aunque está acelerado en el espacio, no está acelerado en el espacio-tiempo. La diferencia radica en la propia definición de los conceptos geométricos y cinemáticos, que para cada marco teórico son completamente diferentes.

En la caída libre propiamente dicha o ideal, se desprecia la resistencia aerodinámica que presenta el aire al movimiento del cuerpo, analizando lo que pasaría en el vacío. En esas condiciones, la aceleración que adquiriría el cuerpo sería debida exclusivamente a la gravedad, siendo independiente de su masa; por ejemplo, si dejáramos caer una bala de cañón y una pluma en el vacío, ambos adquirirían la misma aceleración, g, que es la aceleración de la gravedad.


Material CANTIDAD




CINTA METRICA 1

FUENTE DE ALIMENTACION 1

CABLE DE 500 mm, 10A, AZUL 2

CINTA ADHESIVA

TIJERAS

http://es.wikipedia.org/wiki/Principio_de_equivalencia

http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica_relativista


http://es.wikipedia.org/wiki/Geod%C3%A9sica


http://es.wikipedia.org/wiki/F%C3%ADsica_relativista


http://es.wikipedia.org/wiki/Vac%C3%ADo_(f%C3%ADsica)

http://es.wikipedia.org/wiki/Intensidad_de_la_gravedad




MONTAJE:

COLOCA EL GENERADOR DE MARCAS DE TIEMPO DE COSTADO SOBRE LA MESA.




REALIZACION

PASA LA CINTA REGISTRADORA (DE APROX. 1M) POR EL GENERADOR DE MARCAS

DE TIEMPO, Y PEGA SU EXTREMA INFERIOR AL PLATILLO PARA PESAS DE RANURA CON

CINTA ADHESIVA.

PON EN EL PLATILLO DOS PESAS (mtot = 110 gr), Y TIRA DE LA CINTA

REGISTRADORA TODO LO POSIBLE HACIA ARRIBA.

ENCIENDE EL GENERADOR DE MARCAS DE TIEMPO, Y DEJA CAER LA CINTA

REGISTRADORA.

PROCURA SUJETA LA CINTA REGISTRADORA LO MÁS SUAVEMENTE POSIBLE.

CUANDO EL PLATILLO TOQUE EL SUELO, APAGA EL GENERADOR DE MARCAS DE

TIEMPO.


MARCA EL PRIMER PUNTO LEGIBLE DE LA CINTA REGISTRADORA

CON 0, Y CUENTA DESDE ESE PUNTO 8, 10, 12, 14 Y 16 PUNTOS.

TOMALOS COMO PUNTOS DE REFERENCIA Y NUMERALOS DEL 1 AL 5

(SIG. FIG).




AVERIGUA EL RECORRIDO s Y EL TIEMPO t CORREPONDIENTES A

CADA PUNTO DE REFERENCIA.

LLEVA LOS VALORES OBTENIDOS A LA TABLA.

TABLA

PUNTO DE

REFERENCIA

s/cm t/s t2/s2

1

2

3

4

5

EVALUACION:

1.- HALLA t2, LLEVA LOS VALORES A LA TABLA, Y TRAZA UN DIAGRAMA s SOBRE t2.




2.- ¿QUE TIPO DE LINEA RESULTA? EXPRESA LA RELACION DE LAS DOS VARIABLES EN UNA

PROPORCIONALIDAD:

s =_____________________________________________________________________________

3.- ¿QUE FORMA TENDRIA LA CURVA EN EL DIAGRAMA DE RECORRIDO – TIEMPO (s/t)?

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

4.- CALCULA EL FACTOR k= s/s2. DI SU DIMENSION CORRECTA

k = _______________

5. CONOCES POR LAS LEYES DEL MOVIMIENTO ACELERADO QUE EL FACTOR DE

PROPORCIONALIDAD k EN EL DIAGRAMA s/t2 (RECORRIDO SOBRE EL CUADRADO DE LA

VELOCIDAD) ES IGUAL AL VALOR “1/2 POR LA ACELERACION”. ¿PUEDES DECIR DE QUE

ACELERACION SE TRATA AQUÍ?

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

6. A PARTIR DEL FACTOR, CALCULA LA ACELERACION. ¿QUE DIMENSION TIENE ESTA MAGNITUD?




g =____________

7.- ¿DE QUE TIPO DE MOVIMIENTO SE TRATA EN LA CAIDA LIBRE?

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________




MATERIA: FISICA I

PRACTICA N° 6.8

“ECUACION FUNDAMENTAL DE NWETON: ACELERACION EN FUNCION DE LA

FUERZA”

OBJETIVO:

Averiguar la relación entre la aceleración y la fuerza aplicada, registrando con el generador de

marcas de tiempo el movimiento experimental de masa constante, acelerado por una fuerza.

MARCO TEÓRICO:

Las Leyes de Newton, también conocidas como Leyes del movimiento de Newton,1 son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la dinámica, en particular aquellos relativos al movimiento de los cuerpos. Revolucionaron los conceptos básicos de la física y el movimiento de los cuerpos en el universo.

Cuando se considera la aceleración como una magnitud dirigida o vectorial su no variación supone, además, que la dirección del movimiento también se mantiene constante. La situación predicha por la segunda ley en ausencia de fuerza neta es, por tanto, o el reposo, o el movimiento rectilíneo y uniforme.

Así pues, aplicando a la segunda ley las condiciones de la primera se ha obtenido como consecuencia el enunciado de la ley de la inercia. Esto significa que ambas leyes no son independientes, sino que la segunda ley de Newton contiene a la primera como un caso particular, aquél para el cual la fuerza neta sea nula.

El error, desde el punto de vista newtoniano, en el razonamiento de aquellos científicos de la época de Galileo que se oponían al principio de la inercia puede entenderse muy bien a partir de la ecuación (2.1) si se recuerda que F representa el valor de la fuerza neta o resultante de todas las fuerzas que actúan sobre el cuerpo. Representando por Femp el valor de la fuerza de empuje o de arrastre del cuerpo, supuesta horizontal, y por Froz el valor de la de fricción o rozamiento con el suelo, el valor o magnitud de la fuerza neta podrá expresarse en la forma:

F = Femp – Froz

http://es.wikipedia.org/wiki/Leyes_de_Newton#cite_note-0

http://es.wikipedia.org/wiki/Din%C3%A1mica

http://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_(f%C3%ADsica)




Ya que la fuerza de rozamiento se opone al movimiento y contrarresta, en parte, su influencia. Aplicando la segunda ley resulta:

Femp - Froz = cte · a

De modo que para mantener un movimiento rectilíneo y uniforme con a = 0 es preciso que la fuerza ejercida compense a la de rozamiento. Si se dejara de ejercer fuerza sobre el cuerpo (Femp = 0), se tendría entonces:

- Froz = cte · a

y la aceleración resultaría negativa, con lo que el cuerpo terminaría por pararse. Al ignorar la existencia de la fuerza de rozamiento los colegas de Galileo necesitaban para mantener la velocidad del cuerpo (v = cte; a = 0) ejercer una fuerza, pero ésta realmente se empleaba en contrarrestar los rozamientos ignorados entre el cuerpo y el plano horizontal.

Masa e inercia

La experimentación revela que la constante de proporcionalidad entre fuerza neta y aceleración que aparece en la ecuación (2.1) es un atributo característico de cada cuerpo, es decir, que varía de un cuerpo a otro. Desde Newton se representa por la letra m y se la denomina masa, o más propiamente, masa inerte. La ecuación (2.1) se convierte entonces en:

F= m · a

Que se conoce como ecuación fundamental de la dinámica y constituye la expresión matemática de la segunda ley del movimiento

Junto a su definición como constante de proporcionalidad entre Fy a, la masa m tiene un significado preciso que se deriva de la propia ley. Despejando m de (2.2) resulta m = F/a, que indica que la masa de un cuerpo equivale a la fuerza neta que ha de ejercerse sobre él para comunicarle una aceleración unidad. Por tanto, cuanto mayor sea la masa, mayor será la fuerza necesaria para variar su estado de reposo o de movimiento a razón de 1 m/s2, es decir, mayor será su inercia u oposición a ser acelerado. La masa de un cuerpo constituye, por tanto, una medida de su inercia mecánica.

La unidad de fuerza en el SI

Aceptando como unidad de masa el kilogramo, definido a partir del correspondiente patrón (un cilindro de aleación iridio-platino que se conserva en París), es posible definir el newton como unidad de fuerza en el SI empleando la ecuación fundamental de la dinámica (2.2).

Un newton es la magnitud de la fuerza constante que ha de aplicarse a un cuerpo de 1 kg de masa para comunicarle una aceleración de 1 m/ s2




1 N = 1 kg · 1 m/s2


Material CANTIDAD

CARRITO PARA MEDIDAS Y EXPERIMENTOS 1



TORRE PARA CARRITO P. MED Y EXP. 1



PLATILLO PARA PESAS DE RANURA, 1g 1

POLEA LOCA, D= 65 mm 1

MANGO PARA POLEA 1


SEDAL 1

CABLE DE 500 mm, 10 A, AZUL 2

FUENTE DE ALIMENTACIÓN 1

CARRIL DE 1000 mm 1

CINTA ADHESIVA, TIJERAS




MONTAJE:

COLOCA LA POLEA CON SU MANGO EN EL SOPORTE DEL CARRIL

COLOCALO JUSTO PARA QUE NO ROCE CON EL BORDE DE LA MESA




PON EL GENERADOR DE MARCAS DE TIEMPO EN EL OTRO EXTREMOS DEL CARRIL, Y CONECTALO A

LA FUENTE DE TENSION (6 V).

PASA LA CINTA REGISTRADORA ENTRE LAS GUIAS DEL GENERADOR DE MARCAS DE TIEMPO CON

LA PARTE DE PAPEL MIRANDO HACIA ABAJO.

PEGA LA CINTA REGISTRADORA CON CINTA ADHESIVA EN EL CENTRO DE UNO DE LOS EXTREMOS

DEL CARRITO.

PON UNA MASA DE 50 g EN LA TORRE DEL CARRITO.




COLOCA EL CARRITO EN EL CARRIL JUNTO AL GENERADOR DE MARCAS DE TIEMPO. TENSA LA

CINTA REGISTRADORA, QUE DEBE DE IR EXACTAMENTE COMO PROLONGACION DEL CARRITO.

APRIETA EL TORNILLO DE AJUSTE DEL CARRIL HASTA QUE EL CARRITO, CON LA CINTA

REGISTRADORA, RUEDE UNIFORMEMENTE POR ÉL.




ATA UN TROZO DE SEDAL (APROX. 1m) AL CARRITO Y CUELGA EN EL OTRO EXTREMO EL PLATILLO

DE PESAS DE 1g.

REALIZACION

ENCIENDE EL GENERADOR DE MARCAS DE TIEMPO, Y SUELTA EL CARRITO.

SUJETA EL CARRITO CUANDO LLEGUE AL FINAL DEL CARRIL, APAGA EL

GENERADOR, QUITA LA CINTA REGISTRADORA, Y ANOTA EN ELLA mF = 1g.

REPITE VARIAS VECES EL EXPERIMENTO AUMENTANDO LA MASA DE TRACCION

(MF = 2 – 5 g).





MARCA EL PRIMER PUNTO LEGIBLE EN CADA UNA DE LAS CINCO

CINTAS REGISTRADORAS.

MARCA UN PUNTO DE REFERENCIA EN CADA CINTA, A UNA

DISTANCIA DE UNOS 30 CM (SIG. FIG.)

MIDE LOS RECORRIDOS s ENTRE EL PUNTO CERO Y EL PUNTO DE

REFERENCIA, AVERIGUA LOS TIEMPOS CONTANDO LOS PUNTOS, Y

ANOTA LOS VALORES EN LA TABLA

TABLA

mF/g s/cm t/s F/N t2/s2 a/(cm/s2)

1

2

3

4

5




EVALUACION:

1.-CALCULA LA FUERZA DE ACELERACION F Y HALLA EL CUADRADO DE t. ANOTALOS EN LA TABLA.

2.- CALCULA LA ACELERACION a CON LA FORMULA a = 2s/t2 Y ANOTALA EN LA TABLA

3.- TRAZA EL DIAGRAMA ACELERACION – FUERZA, a = f(F) EN LA SIG. GRAFICA. ¿Qué GRAFICA

RESULTA?

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

4.- ¿QUE RELACION EXISTE ENTRE a y F?

________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

5. CALCULA EN LA GRAFICA EL FACTOR k= F/a. CALCULA 1/k Y COMPARALO CON LA MASA DEL

CARRITO mW. ¿QUE RESULTA?

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

6. EXPRESA VERBALMENTE LA RELACION ENTRE LA MASA, FUERZA Y ACELERACION:

________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________

PRACTICAS DE MECÁNICA CLÁSICA

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