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UNIDADES TECNOLOGICAS DE SANTANDER

MANUAL DE PRACTICAS DE LABORATORIO DE FISICA

DOCENTES: JULIAN HERRERA ORTIZ - JORGE PABON1

1DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS Version 2 - Febrero de 2014

TABLA DE CONTENIDOS

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INTRODUCCION

El presente manual de practicas de laboratorio complementa y refuerza el aprendizaje en el area de Fısicade los estudiantes de la Facultad de Ciencias Naturales e Ingenierıas de las Unidades Tecnologicas de San-tander, en las ramas de mecanica y electromagnetismo, asignaturas que los estudiantes de esta Facultadcursan como parte de su ciclo basico.

En una asignatura practica como esta el aprendizaje se logra poniendo al alcance de los estudiantes pro-cedimientos y materiales de ultima tecnologıa, siendo fundamental lo conceptual, la observacion, la expe-rimentacion, el manejo de habilidades motoras en el desarrollo de los montajes y la manipulacion de losequipos e instrumentos de medicion, realizando ası una perfecta integracion entre la teorıa y la prctica.

Con el conocimiento previo que tenga de los temas a tratar, la lectura y la escritura, el estudiante podraformular hipotesis, interpretar resultados, redactar conclusiones, observaciones y recomendaciones acercade los fenomenos fısicos que puedan ocurrir en cada una de las experiencias, en fin, elaborar los informesque cada una de las practicas requiere, para lo cual tambien se hace necesario el buen uso de las herra-mientas informaticas para la busqueda de informacion, elaboracion de documentos y de graficos, todo estoen conjunto se convierte en una serie de herramientas utiles que le contribuiran en su vida diaria y comofuturo profesional.

Por lo anterior se espera que este manual sea de gran ayuda al crecimiento y formacion de los estudiantesde la Facultad de Ciencias Naturales e Ingenierıas de las Unidades Tecnologicas de Santander.

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IDENTIFICACION

UNIDAD ACADEMICA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS

ASIGNATURA LABORATORIO DE FISICA

UNIDAD TEMATICA

PRACTICA PRESENTACION LABORA-TORIO

Normas y formatos a tener en cuenta en el laboratorio

COMPETENCIA RESULTADOS DE APRENDIZAJEConocer las normas que rigen el laboratorio y los for-matos requeridos para la evaluacion de las practicas.

XConoce las normas institucionales de trabajo en el laboratorio.XConoce cada uno de los formatos requeridos para la evaluacion de laspracticas del laboratorio.

ACTIVIDADESPara dar a conocer las normas, el docente lee y explica las funciones, deberes de los usurarios, derechos de losusuarios, las normas de seguridad y normas de obligatorio cumplimiento. Tambien se presentan los formatosde pre-informe e informe que se emplean para la evaluacion de los laboratorios.

REGLAMENTO DEL LABORATORIO

FUNCIONES DEL LABORATORISTA. Son funciones de los auxiliares, tecnicos e ingenieros encargadosde los laboratorios de las Unidades Tecnologicas de Santander, las siguientes:

XFirmar el Paz y Salvo requerido por los estudiantes.XOrdenar y reubicar los equipos y manuales dentro del laboratorio.XFacilitar el area fısica del laboratorio y los implementos para el desarrollo de las practicas.XAlistar el laboratorio para dar inicio a las labores academicas.XElaborar las normas adecuadas que permitan compartir las responsabilidades con los docentes, usuarios dellaboratorio y el laboratorista.XRecopilar y unificar los pedidos de las necesidades semestrales de las asignaturas que se ofrezcan en ellaboratorio y remitirlas a la Coordinacion o Departamento respectivo para mantener los materiales necesariospara las practicas.XRevisar periodicamente el estado del laboratorio, de los materiales y equipos que en allı se encuentren,notificando inmediatamente a la Coordinacion o Departamento respectivo, en caso de observar algun deterioro,desperfecto o falta de alguno de ellos.XRecibir los materiales y equipos que ingresen al laboratorio, firmando el cargo correspondiente.XElaborar un inventario de equipos y materiales existentes en el laboratorio, cada fin de semestre academicoy remitirlo a las instancias respectivas.XVelar por el cumplimiento de las normas de trabajo de obligatorio cumplimiento y de las normas de seguridaddentro del laboratorio.XMantener el laboratorio aseado, en perfecto estado las herramientas, equipos y modulos de trabajo, es decir,en optimas condiciones para realizar las practicas en forma eficiente.XProporcionarle al docente y a los estudiantes de la asignatura, los materiales y el equipo necesario para larealizacion de las practicas respectivas.XCustodiar los elementos y equipos de los laboratorios.XRealizar mantenimiento preventivo y correctivo a los equipos existentes en el laboratorio.XBrindar un eficiente, oportuno y amable servicio a los estudiantes.XCoordinar y planificar en conjunto con el jefe inmediato el servicio general de los laboratorios y/o talleresde los respectivos programas.XCoordinar y planificar los horarios de los servicios de laboratorios.XReintegrar al almacen general de la institucion el equipo, o enseres que del laboratorio sean dados de bajade acuerdo con la autorizacion del jefe inmediato.XRetirar del almacen general los pedidos que para su dependencia se haya hecho.XColaborar con la organizacion de las muestras tecnicas y de divulgacion que la institucion realice o participerespectivamente.

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XSugerir los cambios y las modificaciones que crea conveniente para el funcionamiento y la modernizaciondel laboratorio que se tiene a cargo.XAl finalizar la practica, se debe verificar que los equipos, esten en perfectas condiciones.XResponder por las herramientas y equipos del laboratorio a cargo.XColaborar en la instalacion e implementacion de equipos y maquinas adquiridas por la institucion para laactualizacion de los modulos de trabajo.XResolver dudas pertinentes a las practicas que se esten realizando en ausencia del docente.XLas demas funciones que le sean asignadas por el superior inmediato acorde con la naturaleza del cargo.

DERECHOS DE LOS USUARIOS. Son derechos de los usuarios de un laboratorio de las UTS los siguientes:

XUtilizacion de los recursos disponibles para prestamo dentro de los horarios establecidos.XEl usuario tendra derecho a solicitar asesorıa en el momento que lo requiera y sera brindada por el auxiliarencargado o por el profesor de la materia.XEl usuario dispondra del servicio para uso exclusivo de su formacion academica.XLas solicitudes de servicio de soporte tecnico o soporte al usuario se haran directamente a la personaencargada de la atencion y registro de estos requerimientos y podran efectuarse mediante solicitud verbal deacuerdo con los procedimientos establecidos por el reglamento del laboratorio respectivo.XLos equipos y materiales que van a utilizar los docentes y estudiantes deben encontrarse en perfecto ordeny aseo.XPrestamo de los elementos o equipos necesarios para realizar las practicas del laboratorio.XSolicitar el buen estado de los elementos, equipos y bancos de trabajo.XLa disponibilidad de los laboratorios en los horarios estipulados.XExigir la verificacion del funcionamiento de los equipos y elementos solicitados.XLa explicacion por parte del docente de la correcta manipulacion de los equipos.XLos estudiantes tienen derecho a la clase practica, orientada por el docente y el conocimiento con anterioridadde las practicas a realizar.XRecibir un trato cortes segun los principios basicos de las relaciones humanas.XRecibir las advertencias necesarias que le permitan trabajar cumpliendo todas las normas de obligatoriocumplimiento y de seguridad que disponga cada laboratorio segun su reglamento interno.XEl estudiante para solicitar el prestamo de equipos y elementos dispone de 15 minutos despues del inicio dellaboratorio.XSolicitar el permiso correspondiente si tuviera que ausentarse o no asistir, siempre y cuando sea por unacausa justificada.

DEBERES DE LOS USUARIOS. Son deberes de los usuarios de los laboratorios de las UTS los siguientes:

XEl usuario debera comprometerse a dar un trato adecuado a los equipos, hardware, software, muebles yelementos que hagan parte del laboratorio, respetando y acatando las normas establecidas en el presentereglamento.XTodo usuario de un laboratorio debera al momento de solicitar el servicio presentar el documento que loacredite como usuario, ya sea carne de estudiante, de empleado de las UTS, o cedula de ciudadanıa cuandose trate de algun tipo de convenio interinstitucional.XTodo usuario se hace responsable ante las UTS por los danos que se ocasionen a los equipos, muebles yenceres durante el tiempo de su utilizacion.XEl usuario recibira el equipo en perfectas condiciones; si detecta cualquier irregularidad en el funcionamiento,dano o faltante de algun elemento propio del equipo, debera reportarlo inmediatamente antes de hacer usode este.XQueda rotundamente prohibido a cualquier usuario utilizar los equipos para practicas o fines diferentes aaquellos para los cuales fueron prestados por la institucion, haciendose ademas responsable del deterioro delos equipos por uso negligente, ası como de cualquier tipo de lesion en su persona o en terceros que puedaderivarse de estos actos.XEl usuario debera presentarse a los laboratorios de las UTS vistiendo las ropas adecuadas y cumpliendo conlos requisitos de seguridad industrial necesarios para realizar la practica academica en cada laboratorio; lainstitucion y el laboratorio no asumen responsabilidades por la omision, desconocimiento o violacion de estaregla por parte de sus usuarios.

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DE LOS ESTUDIANTES.

XDejar en perfecto orden y aseo todos los equipos, materiales, y manuales utilizados en la practica.XPagar o reponer en caso de perdida o dano el (los) material(es) y equipo(s) que se encontraban a su cargodurante la practica.XDebe mantener el orden y la disciplina durante la practica.XDebe hacer un buen uso de los equipos y materiales a su cargo durante las practicas de laboratorio.XPreservar, cuidar y mantener en buen estado el material de ensenanza, instalaciones, equipos, dotacion ybienes de los laboratorios.XCumplir con las normas de respeto y convivencia para el logro de una formacion integral.XCumplir con las normas de seguridad del laboratorio que disponga cada laboratorio segun su reglamentointerno.XEn caso de no conocer el manejo de los equipos es necesario pedir las instrucciones pertinentes antes derealizar cualquier conexion y de usarlos.XCuidar lo que se conserve bajo su cuidado o a lo cual tenga acceso, ası como impedir o evitar la sustraccion,destruccion, ocultamiento y utilizacion indebida de los equipos que se encuentren en el laboratorio.XVerificar antes de iniciar una practica el estado de su puesto de trabajo y del equipo a utilizar en laexperiencia.XTratar con respeto, imparcialidad y rectitud a las personas con que tenga relacion por razon del servicio.XAvisar inmediatamente al asistente, o persona encargada de las salas acerca de las anomalıas que se presentenen los equipos.XInformar al docente o encargado del laboratorio sobre el mal uso que otros usuarios hagan de los equipos.XAcatar las instrucciones de la persona encargada del laboratorio y respetar sus decisiones de acuerdo con lodispuesto en este reglamento.

DE LOS DOCENTES.

XDurante la primera practica deberan dar las indicaciones a los estudiantes, referentes al buen uso del materialy equipos de laboratorio, ası como de sus deberes, obligaciones y cumplimiento de las normas de seguridaddentro del laboratorio.XDar las indicaciones necesarias para la realizacion de las practicas de laboratorio y la explicacion para suejecucion.XDurante las practicas de laboratorio, por ningun motivo deben abandonar a los estudiantes a su cargo, niocupar el tiempo de las practicas en las actividades ajenas a las mismas.XDar la explicacion respectiva de la practica a realizar, ası como tambien la aclaracion de las dudas quetengan los estudiantes.

NORMAS DE OBLIGATORIO CUMPLIMIENTO. Se establecen las siguientes normas de estricto cum-plimiento:

XCumplir con el horario de laboratorio establecido, para la realizacion de las practicas.XEsta prohibido el ingreso de comidas, bebidas, cigarrillos a los laboratorios.XEsta prohibido el ingreso de estudiantes en pantaloneta, bermuda, sandalias o en chanclas a los laboratorios.XTendran acceso al laboratorio los estudiantes que se encuentren debidamente matriculados en el perıodoacademico correspondiente.XPara prestamo de equipos y/o elementos del laboratorio se debe presentar carne debidamente estampillado.XPara el inicio de la practica de laboratorio debe estar presente el docente de la asignatura quien se hararesponsable de la sala.XEsta prohibido facilitar o propiciar el ingreso al laboratorio de personas no autorizadas.XEn lo posible, el docente y el encargado deben permanecer todo el tiempo en el laboratorio, durante larealizacion de las practicas.XQuince (15) minutos despues de iniciar la practica de laboratorio no se permite el ingreso de estudiantes alaula.XDespues de quince (15) minutos de haber comenzado la practica de laboratorio no se despachara ningunalista de pedido de equipos y/o elementos a los estudiantes (seguridad del laboratorio).XQuince (15) minutos antes de la hora prevista para la terminacion de la practica de laboratorio, el estudiantedebe devolver los equipos y/o elementos dados en prestamo.

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XEl material asignado a cada practica debe permanecer en el mismo lugar. No se debe coger material destinadoa practicas distintas a la que se esta realizando.XEn caso de dudas en el momento de conectar un equipo, se debe preguntar a la persona indicada, ası seevitara el pago innecesario.XEl estudiante debe seguir los pasos establecidos por el docente para la practica.XSe permite el uso del laboratorio si esta autorizado por el Coordinador del programa o el laboratorista acargo.XTodo estudiante debe estar debidamente preparado para la realizacion de la practica.XLa ausencia injustificada de una practica de laboratorio se calificara con cero, cero (0,0).XLa no presentacion del pre-informe y del informe el dıa de la practica se calificara con cero (0.0).XCada equipo de trabajo es responsable del material que se le asigne, en caso de perdida o dano deberaresponder por ello. Antes de empezar con el procedimiento experimental o utilizar algun aparato, revisar todoel material, y en caso de desconocer su funcionamiento pregunte al docente o al encargado del laboratorio.XLa perdida o deterioro por mal uso de un elemento, aparato o equipo, se cobra al estudiante responsable. Encaso de no encontrarse un responsable unico, el grupo de la practica correspondiente asumira la responsabilidady cubrira los costos de reparacion o de sustitucion del equipo.XNo se permite el traslado de computadores, sillas o de cualquier otro material o equipo que se encuentre enel laboratorio, sin la debida autorizacion del funcionario encargado del mismo.XAl finalizar la practica el material y la mesa de trabajo deben dejarse limpios y ordenados.XEn los laboratorios con computadores, estos son para uso exclusivamente academico, evite instalar programasde ındoles ajenas a las de la academia.XEn los laboratorios con computadores, se prohıbe la utilizacion de software que no este amparado legalmentemediante la respectiva licencia para la Universidad.XSe prohıbe el cambio de la configuracion del software instalado.

NORMAS GENERALES DE SEGURIDAD

Son normas generales de seguridad en el laboratorio de Fısica las siguientes:

XQuıtese todos los accesorios personales que puedan producir descargas (recuerde que algunas de las practicastrabajan con altos voltajes y amperajes), como son anillos, pulseras, collares, etc. La responsabilidad por lasconsecuencias de no cumplir esta norma dentro del laboratorio es enteramente del estudiante.XEsta prohibido fumar, beber o comer en el laboratorio, ası como dejar encima de la mesa del laboratorioalgun tipo de prenda.XEl pelo largo se llevara siempre recogido.XEvite los desplazamientos innecesarios dentro del aula y no corra dentro de ella.XSi presenta dudas acerca del montaje de alguna de las practicas, consulte con el profesor o el auxiliarencargado antes de la realizacion de la experiencia.XEs importante que antes del inicio, se haya leıdo la guıa y realizado el preinforme, siguiendo a cabalidad lasrecomendaciones de seguridad para la experiencia.XManipule los equipos de manera responsable y cuidadosa.XSi alguno de los equipos presenta anomalıas, apguelo y reportelo inmediatamente.XNo encienda las fuentes, hasta que no este seguro de las conexiones realizadas.XNo se permitira el ingreso de bolsos al aula.XSobre la mesa de trabajo solo debe hallarse el equipo requerido para llevar a cabo la practica.

CRITERIOS PARA LA EVALUACION DE ASIGNATURAS DE LABORATORIO

Para evaluar los laboratorios se consideraran los siguientes instrumentos con sus respectivos porcentajes:Preinformes y/o quices 20%, Informes 40% y Parcial Escrito 40%.

1. Preinforme y/o quiz: Para la revision de los conceptos previos se evaluara con el pre informe o un quiz,este ultimo se realizara antes de iniciar la practica o al finalizar la experiencia. El pre informe se presenta aliniciar cada experiencia, es un documento escrito a mano que se elabora teniendo en cuenta la informacionsuministrada en el manual de guıas de laboratorio. En el pre informe el equipo de trabajo refleja lo que va a sersu actividad en la practica del dıa. A continuacion se presenta el formato para la elaboracion del pre-informe:

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UNIDADES TECNOLOGICAS DE SANTANDERPRE-INFORME DE LABORATORIO DE FISICA

IDENTIFICACION

PRACTICA N: El numero que identifica la practica.NOMBRE DE LA PRACTICA: El tıtulo debe ser conciso, pero completo, en forma tal, que se entiendaclaramente el objeto del experimento. Por ejemplo: “Carga Especıfica del Electron”.

FECHA:

INTEGRANTESNOMBRE: Los estudiantes que conforman el equipo de trabajo. CODIGO:

NOMBRE: CODIGO:

NOMBRE: CODIGO:

PROGRAMA: El programa academico queestudia. Por ejemplo:“Tecnologıa Electrome-canica”

GRUPO: El Grupo de la asignatura. Porejemplo: “A053, C064”N GRUPO: El grupo que lo identifica den-tro del laboratorio. Es un numero de 1 a 12.

DOCENTE:

RESULTADOS DE APRENDIZAJESon los resultados de aprendizaje trabajados desde el Programa de Asignatura.

MARCO TEORICOEn este espacio se describen las leyes, principios y teorıas en las que se basa y se fundamenta la practica a desarrollar.

MATERIALES Y EQUIPOSAquı se relacionan todos los materiales a utilizar para el desarrollo de la practica.

PROCEDIMIENTO (MONTAJE Y EJECUCION)En este espacio se debe realizar dibujo del montaje y un resumen del procedimiento de la practica en forma de diagrama de flujoo mapa conceptual.

NOTA DE SEGURIDADHace referencia a los cuidados que se deben tener con algunos equipos y/o materiales del laboratorio. Tambien el cuidado que sedebe tener con los altos voltajes y corrientes que se usan en algunas practicas.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICASPara reportar un libro texto, escriba en su orden y teniendo en cuenta los signos de puntuacion, los siguientes elementos: Autor,tıtulo, numero de edicion, lugar de publicacion, nombre de la editorial, ano de publicaciones, paginacion.

Ejemplo: GROSSMAN, Stanley. INTRODUCCION AL ALGEBRA LINEAL. Editorial Mc Graw Hill Interamericana. Mexico.512,5L269i

Otras variables para tener en cuenta, en el momento de la evaluacion de los laboratorios son: la puntualidad,el trabajo en equipo, el comportamiento y seguimiento de las normas de seguridad, el manejo y destreza pararealizar los diferentes montajes. Estos criterios se consideran dentro de la nota del pre informe.

2. El informe: Se entrega una semana despues de haber realizado la practica. Es un documento escrito amano. Existen varios formatos para reportar los resultados de un experimento, las secciones que se indican acontinuacion son aquellas que se encuentran en la mayorıa de los artıculos que se publican. A continuacion sepresenta el formato para la elaboracion del informe.

UNIDADES TECNOLOGICAS DE SANTANDERINFORME DE LABORATORIO DE FISICA

IDENTIFICACION

PRACTICA N: El numero que identifica la practica.NOMBRE DE LA PRACTICA: El tıtulo debe ser conciso, pero completo, en forma tal, que se entiendaclaramente el objeto del experimento. Por ejemplo: “Carga Especıfica del Electron”.

FECHA:

INTEGRANTESNOMBRE: Los estudiantes que conforman el equipo de trabajo. CODIGO:

NOMBRE: CODIGO:

NOMBRE: CODIGO:

PROGRAMA: El programa academico queestudia. Por ejemplo:“Tecnologıa Electrome-canica”

GRUPO: El Grupo de la asignatura. Porejemplo: “A053, C064”N GRUPO: El grupo que lo identifica den-tro del laboratorio. Es un numero de 1 a 12.

DOCENTE:

RESUMENEl resumen debe indicar la finalidad del experimento y presentar en forma breve pero muy clara en que consiste la practica realizada(maximo 5 renglones). Nota: Esta parte debe ser elaborada por el estudiante con sus propios analisis y argumentos.

TABLAS DE DATOS Y GRAFICASLos datos se refieren a aquellas cantidades que se derivan de mediciones y que se han de utilizar en el proceso de los calculos.En esta seccion se muestran los resultados obtenidos. Los graficos y tablas que se muestren deben estar numerados y tener unaleyenda o tıtulo, o sea, deben estar identificados.

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Los resultados deben presentarse preferiblemente en forma de graficos, sin embargo si se requiere se hace necesario la inclusionde las tablas de datos. Los datos del experimento deben estar diferenciados de otros datos que puedan incluirse para comparaciony tomados de otras fuentes.

Si en el laboratorio no se hacen mediciones, es decir, se basa en observaciones solamente, entonces se realizan las anotaciones acerca del desarrollo de la experiencia.

EVALUACION Y CALCULOSEn este espacio el estudiante responde al cuestionario propuesto por el docente. Este cuestionario le ayuda a obtener las conclusionesy a realizar el analisis de resultados de la experiencia. La evaluacion debe ser contestada apoyandose en la bibliografıa consultaday en la ejecucion de la experiencia.

En esta parte tambien se deben mostrar las ecuaciones utilizadas y los calculos realizados Todos los sımbolos deben definirse enel momento en que aparecen por primera vez. Los resultados deben ser claros y precisos que indiquen lo que el estudiante pudoobservar, no lo que los libros dicen, que se ha debido observar.

ANALISIS DE RESULTADOS Y/O ANALISIS DE GRAFICASEn este espacio se describe la relacion (contrastacion) entre los resultados obtenidos en la practica y la teorıa expuesta en loslibros de textos o en el aula de clases, si hay discrepancia respecto a los valores aceptados o esperados, se deben indicar las causasy algunas sugerencias que puedan mejorar el metodo experimental.

La discusion de resultados generalmente suele corresponder a un argumento logico, basado en los resultados y no una repeticionde estos. En ocasiones, puede ser util, comparar los resultados obtenidos con los reportados en la literatura, mirar si hay discre-pancia respecto a los valores aceptados o esperados, indicando las causas y algunas sugerencias que puedan mejorar el metodoexperimental.

Otros aspectos a tratar son las dificultades encontradas durante la realizacion del experimento que hayan podido influir en losresultados, si son o no validas las aproximaciones hechas, son entre otros, temas que tambien pueden tratarse como discusionesde resultados.

OBSERVACIONESSe pretende realizar observaciones que mejoren la practica o aquellos detalles de los cuales se percato cuando realizo la experienciay que pueden ser importantes en la obtencion de los resultados.

CONCLUSIONESDebe hacerse una sıntesis breve de los conocimientos verificados y de lo aprendido al cumplir con los objetivos de la practica. Deninguna manera seran fragmentos copiados de textos o conclusiones extraıdas de otras experiencias realizadas.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICASPara reportar un libro texto, escriba en su orden y teniendo en cuenta los signos de puntuacion, los siguientes elementos: Autor,tıtulo, numero de edicion, lugar de publicacion, nombre de la editorial, ano de publicaciones, paginacion.

Ejemplo: GROSSMAN, Stanley. INTRODUCCION AL ALGEBRA LINEAL. Editorial Mc Graw Hill Interamericana. Mexico.512,5L269i

NOTA IMPORTANTE: El docente en la primera clase debera socializar los criterios de evaluacion planteadosen el Plan de Asignatura y tambien, motivar y explicar la importancia de la puntualidad, la disciplina en eldesarrollo de la practica y del cumplimiento de las normas del laboratorio para alcanzar los resultados deaprendizaje previstos para la asignatura. Ademas explicara a los estudiantes los formatos con un ejemploelaborado. En los laboratorios que usen software, el docente debe capacitar a los estudiantes para que loimplementen de forma correcta en las practicas.

3. Inasistencia: La inasistencia a una practica de laboratorio, automaticamente descalifica el pre informe y elinforme, por lo que se asume que no presenta ninguna de estas evidencias, obteniendo una nota de 0.0 (ceropunto cero) en cada uno de ellos. Para recuperar una practica el estudiante debe presentar la incapacidad delmedico de la EPS y el VoBo del Coordinador del Programa. Para presentar la excusa y recuperar la experienciael estudiante cuenta con 8 dıas (una semana) contados a partir del dıa de la clase.

4. El parcial escrito: Se hace teniendo como referente los resultados de aprendizaje y las habilidades previstasen cada practica de laboratorio. Se disenan en los formatos de evaluacion de las asignaturas teoricas. Sepresenta de manera individual. Esta evaluacion puede ser teorica, teorico-practica, o una evaluacion tipoproblema con datos de laboratorio. Este examen tiene un valor del 40% del corte, se hace uno solo y comprendelas practicas realizadas antes de la fecha del parcial.

A continuacion se presentan los respectivos formatos: de pre informe y de informe.

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UNIDADES TECNOLOGICAS DE SANTANDERPRE-INFORME DE LABORATORIO DE FISICA

IDENTIFICACION

PRACTICA N:NOMBRE DE LA PRACTICA:

FECHA:

INTEGRANTESNOMBRE: CODIGO:

NOMBRE: CODIGO:

NOMBRE: CODIGO:

PROGRAMA: GRUPO:N GRUPO:

DOCENTE:

RESULTADOS DE APRENDIZAJE

MARCO TEORICO

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MARCO TEORICO

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MARCO TEORICO

12

MARCO TEORICO

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MARCO TEORICO

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MATERIALES Y EQUIPOS

PROCEDIMIENTO (MONTAJE Y EJECUCION)

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PROCEDIMIENTO (MONTAJE Y EJECUCION)

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NOTA DE SEGURIDAD

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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UNIDADES TECNOLOGICAS DE SANTANDERINFORME DE LABORATORIO DE FISICA

IDENTIFICACION

PRACTICA N:NOMBRE DE LA PRACTICA:

FECHA:

INTEGRANTESNOMBRE: CODIGO:

NOMBRE: CODIGO:

NOMBRE: CODIGO:

PROGRAMA: GRUPO:N GRUPO:

DOCENTE:

RESUMEN

TABLAS DE DATOS Y GRAFICAS

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EVALUACION Y CALCULOS

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ANALISIS DE RESULTADOS Y/O ANALISIS DE GRAFICAS

OBSERVACIONES

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CONCLUSIONES

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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IDENTIFICACION



UNIDAD TEMATICA

PRACTICA No 0 Presentacion del CASSY-Lab, realizando la practica de analisis de Fourier de senales simuladas(rectangular y triangular).

COMPETENCIA RESULTADOS DE APRENDIZAJEOperar el software Cassy-Lab para desarrollar laspracticas del laboratorio de fısica.

Maneja el programa Cassy-Lab como herramienta de ayuda para el desa-rrollo de las practicas del laboratorio de Fısica.

ACTIVIDADES

PRESENTACION DE LA VENTANA DEL CASSY-Lab

Las funciones basicas pueden ser ejecutadas directamente con los botones rapidos de la lınea superior. Losbotones rapidos mas importantes tambien pueden ser operados mediante las teclas de funciones.

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Borra la medicion actual manteniendo sus ajustes o, si no hay medicion presente, borra los ajustesactuales. Si se aplica por segunda vez esta funcion borra una medicion con sus ajustes.

Carga una serie de medicion con sus ajustes y sus evaluaciones. Aquı tambien es posible adjuntar unaserie de medicion a una serie de medicion presente (sin cargar sus ajustes y evaluaciones). Esto puede hacersesi las series de mediciones poseen las mismas variables de medida. Alternativamente tambien se puede medirotra serie de medicion a posteriori y adjuntarla. Se dispone ademas de un filtro de importacion ASCII (tipode archivo *.txt).

Guarda las series de mediciones actuales con sus ajustes y sus evaluaciones. Aquı tambien se puedenalmacenar solo ajustes (sin datos de medicion), con los cuales usted podra repetir facilmente un experimento.Se dispone ademas de un filtro de exportacion ASCII (tipo de archivo *.txt). Los archivo CASSY Lab (tipode archivo *.lab) son leıbles con cualquier editor de textos.

Imprime la tabla actual o el diagrama actual.

Inicia y detiene una nueva medicion. Por otro lado una medicion tambien puede ser detenida prefijandoun tiempo de medicion.

Modifica los ajustes actuales (por ej. CASSY, Parametro/Formula/FFT, Representacion, Comentario,Puerto serie). Para los parametros de medicion esta funcion debe ser accionada dos veces.

Representa el contenido de la lınea de estado en un cuadro grande o lo oculta nuevamente.

Llama a esta ayuda.

Da informacion sobre la version del software y permite la entrada del codigo de desbloqueo.

Cierra todos los instrumentos indicadores abiertos o los abre nuevamente.

En esta practica va a observar como es el funcionamiento del software realizando la practica de analisis deFourier de senales simuladas (rectangular y triangular).

Analisis de Fourier de senales simuladas (rectangular y triangular)

1. Se ingresa al CASSY-Lab. Se cierra la ventana de presentacion que sale e inmediatamente aparecera laventana de ajustes (tambien saldrıa con F5), como se observa en la grafica 1

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Figura 1

Nota: Las formulas deben ser ingresadas sin espacios. El programa reconoce entre mayusculas y minusculas.

2. Abra la pestana de Parametros/ Formulas/ FFT, y dando clic en “Nueva magnitud”, puede empezar aingresar la siguiente informacion:

a. En el cuadro“seleccionar magnitud”ingresar la variable Frecuencia, en propiedades seleccionar Parametroy un valor de 0.50, Sımbolo f, Unidad, Hz, desde 0 hasta 1, posiciones decimales 1; una vez terminadoeste proceso dar nuevamente click en nueva magnitud y ası cada vez que se vaya a ingresar una nuevamagnitud, como son S1, S3, F1, etc.

b. Variable S1: En propiedades seleccione Formula = 4∗ (1−2∗ saw(f ∗ t)), sımbolo S1, desde −10 hasta10, posiciones decimales 2.

c. Variable F1: En propiedades seleccione Fast Fourier Transformation de S1, sımbolo F1, desde 0 hasta5, posiciones decimales 2.

d. Variable A1: En propiedades seleccione Formula = 3,31 ∗ cos(360 ∗ f ∗ t), sımbolo A1, desde -10 hasta10, posiciones decimales 2.

e. Variable A3: En propiedades seleccione Formula = 0,40 ∗ cos(360 ∗ 3 ∗ f ∗ t), sımbolo A3, desde -10hasta 10, posiciones decimales 2.

f. Variable A5: En propiedades seleccione Formula = 0,17 ∗ cos(360 ∗ 5 ∗ f ∗ t), sımbolo A5, desde -10hasta 10, posiciones decimales 2.

g. Variable A7: En propiedades seleccione Formula = 0,10 ∗ cos(360 ∗ 7 ∗ f ∗ t), sımbolo A7, desde -10hasta 10, posiciones decimales 2.

h. Variable A9: En propiedades seleccione Formula = 0,08 ∗ cos(360 ∗ 9 ∗ f ∗ t), sımbolo A9, desde -10hasta 10, posiciones decimales 2.

i. Variable S2: En propiedades seleccione Formula = A1 + A3 + A5 + A7 + A9, sımbolo S2, desde -10hasta 10, posiciones decimales 2.

j. Variable S3: En propiedades seleccione Formula = 4 ∗ 8/3,142 ∗ (cos(360 ∗ f ∗ t) + 1/9 ∗ cos(360 ∗ 3 ∗f ∗ t) + 1/25 ∗ cos(360 ∗ 5 ∗ f ∗ t) + 1/49 ∗ cos(360 ∗ 7 ∗ f ∗ t) + 1/81 ∗ cos(360 ∗ 9 ∗ f ∗ t)), sımboloS3, desde -10 hasta 10, posiciones decimales 2.

3. Ahora abra la pestana de representacion, la cual se muestra en la figura 2, y empieza a ingresar la siguienteinformacion.

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Figura 2

a. En seleccionar representacion ingresar Estandar, en el eje x = t y en el eje y = S1. Si aparecenotras variables se deben dejar inactivas, una vez terminado este proceso dar nuevamente click en nuevarepresentacion si es el caso y ası cada vez que se vaya a ingresar una nueva representacion. En este casodar los nombres respectivos a cada representacion, que son: Espectro de frecuencia, analisis de Fouriery sistema de Fourier.

b. Espectro de Frecuencia: en el eje x = f y en el eje y = F1.

c. Analisis de Fourier: en el eje x = t y en el eje y = A1, A3, A5, A7, A9.

d. Sistema de Fourier: en el eje de x = t y en el eje y = S1, S2, S3.

4. Dar clic en cerrar ajustes y darle inicio a la medicion en el boton del CASSY-Lab y observe lasimulacion, para finalizar la medicion oprima nuevamente el reloj, despues de 60 segundos.

5. En la parte inferior de la barra de herramientas aparecen unas pestanas la cuales son las representacionesque acaba de crear, haciendo click en cada pestana podra observar las curvas obtenidas.

6. Una vez obtenga las graficas hechas con el Cassy-Lab con el boton derecho del mouse haga click sobrela cuadricula en donde se encuentra la grafica, allı encontrara una serie de opciones que le permiten trabajarsobre la grafica.

7. En el cuadro de opciones que aparece haga click en copiar diagrama, allı aparecen 2 opciones, haga click enBitmap, ahora esta listo para copiar la grafica obtenida en paint o cualquier programa de imagenes, tambienle permite copiar la imagen en Word para que pueda incluirla en su informe.

8. La opcion de copiar diagrama tambien le permite copiar, pero no solo la grafica, sino toda lo que observaen la pantalla del PC.

9. Si ahora hace click con el boton derecho del Mouse sobre la tabla de datos, tambien aparece una ventanacon opciones que le permiten trabajar sobre los datos.

10. En esta ventana el programa le permite copiar los datos obtenidos y pegarlos en Word haciendo click enla opcion copiar tabla.

Estas son tan solo algunas de las opciones que le ofrece el Cassy-Lab para su trabajo en el laboratorio.

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EVALUACIONManeja el software CASSY Lab para desarrollar las practicas del laboratorio de Fısica.

BIBLIOGRAFIAManual de ayuda del CASSY Lab.

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IDENTIFICACION



UNIDAD TEMATICA MECANICA

PRACTICA MAGISTRALNo 1

Movimiento rectilıneo acelerado, ecuacion de movimiento de Newton.

COMPETENCIA RESULTADOS DE APRENDIZAJEEvaluar las leyes de la Fısica Clasica (mecanica) me-diante la experimentacion, aplicacion y analisis deresultados obtenidos en pruebas de laboratorio.

Confirma la Segunda Ley del Movimiento de Newton a partir de la obser-vacion, experimentacion y analisis del efecto que tiene la fuerza aplicaday la masa del cuerpo sobre el movimiento rectilıneo uniforme acelerado(MRUA).

ACTIVIDADES

Para la evaluacion del informe de laboratorio se tendran en cuenta todos los conceptos y explicaciones dadascomo referencia y los criterios acordados de evaluacion que se evidencia desde la ejecucion de la practica hastala realizacion y puntualidad de la entrega del informe de parte del estudiante al profesor.

El preinforme escrito del laboratorio que usted realizara se entrega al iniciar la practica y debe contener: tıtulode la practica, objetivos, marco teorico (corresponde a la teorıa investigativa acerca del tema de la practicarealizada), materiales, procedimiento (montaje y ejecucion) y bibliografıa.

Los temas de la investigacion teorica acerca de la practica son los siguientes:

XElementos de la cinematica (trayectoria, desplazamiento, velocidad, aceleracion) conceptos, unidades yformulas.XMovimientos unidimensionales: Movimiento Rectilıneo con velocidad constante (MRU) y Movimiento Rec-tilıneo con aceleracion constante (MRUA).XInterpretacion de graficas X vs. t, V vs. t, a vs. t.XLeyes de Newton.XFuerzas de contacto (peso, normal, tension, friccion), unidades de fuerza.

Al realizar el informe usted debe tener en cuenta el siguiente contenido: calculos, analisis de los resultadosobtenidos (datos), analisis de graficas, evaluacion, observaciones y conclusiones.

LISTA DE MATERIALES

Sensor-CASSY

Adaptador de corriente

Caja BMW

Pista de aire lineal

Soporte para la pista

Fuente de alimentacion de aire

Sensor Polea

Cable multipolar de 6 polos, L = 50cm

Par de cables, de 1m, rojo y azul

Electroiman

Carro deslizador

16 masas de 1gr

2 masas de 109,36gr

PC con Windows 95/98/NT o version mayor

Sofware CASSY-Lab

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MONTAJE Y EJECUCION DEL EXPERIMENTO

Figura 1

Para realizar el montaje debera seguir los siguiente pasos con ayuda de la figura 1 y ası poder empezar adesarrollar la practica:

1. Conectar correctamente el cable de 6 polos al sensor polea.2. Ubicar el sensor polea al final del carril como se muestra en la figura 13. Ubicar el electroiman de retencion a una distancia entre 60 y 70 cm del sensor polea de tal manera que elelectroiman sujete el carro del cual suspenden las masas de 1 gr que pasan a traves de la polea con el hilo.4. Al carro se le debe agregar una masa de 100gr.5. Acomodar la Caja BMW en el INPUT A del sensor CASSY.6. Los cables de 100cm rojo y azul se deben conectar al electroiman como indica la figura 17. Conectar adecuadamente el cable de 6 polos a la caja BMW como lo muestra la figura 18. Conectar el sensor CASSY por puerto serial al PC.9. Conectar el sensor CASSY con el adaptador de corriente al toma corriente.10. No olvide que debe poner a funcionar la bomba de aire para reducir la friccion. La fuente de alimentacionde aire se enciende por la parte de atras.

Nota: El hilo de transmision que va del carro a la polea siempre debe pasar por la polea para el registro delos datos.

Para la ejecucion del experimento usted debera realizar los siguientes pasos:

1. Ingresar al CASSY-lab dar clic en cerrar en la ventana que aparece.2. En la nueva ventana (ajustes) que aparece, debe ir a la pestana General y activar el sensor CASSY con unclic, como se muestra en la figura 2.3. En la nueva ventana (ajustes) que aparece dar clic en cargar ejemplo.4. En la ventana de ejemplos de ensayo dar clic en Fısica y luego en la practica llamada movimientos con elcarril con cojın de aire (ecuacion del movimiento de Newton).5. Se da clic en cargar ejemplo (m = constante) y/o cargar ejemplo (F = constante) de acuerdo a lasindicaciones del docente.

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Figura 2

6. Cerrar la ventana de ajustes y en documento nuevo dar clic, para iniciar las nuevas mediciones.

Ahora esta listo para empezar a ejecutar el experimento.

Para masa constante.

Masa constante se refiere a la cantidad de discos que se colocan sobre el carro. Para realizar la experiencia sedebe seguir el siguiente procedimiento:

1. Seleccionar la masa con la cual se va a trabajar, pueden ser 100, 200, 300 o 400gr, de acuerdo a lasindicaciones del docente.

2. Al final del hilo que pasa por la polea se colocan las masas de 1gr, para empezar el movimiento debenestar colocados mınimo 4gr. Pregunte a su docente cuantas masas debe ir agregando.

3. Ahora dar clic en el boton de ajustes y en la pestana CASSY dar clic sobre la figura del sensor

en SA1. Aparece una ventana de configuracion de entrada del sensor, allı dar clic en ceropara calibrar el movimiento, como aparece en la figura 2.

4. Cerrar las ventanas de configuracion y la de ajustes para iniciar la practica.

5. Recuerde que las mediciones se inician y se detienen con el boton .

6. Si al momento de iniciar el experimento en la tecla no inicia el movimiento del carro, debe colocarmas peso (masas de 1gr) y volver a calibrar el equipo en el software, para empezar el experimento.

7. Repetir el experimento desde el punto (3), mınimo 4 veces mas con diferentes pesos, de acuerdo a lasindicaciones dadas por el docente.

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Figura 3

Para fuerza constante.

Fuerza constante se refiere a mantener el mismo numero demasas de 1 gr que se cuelgan del hilo. Para realizarla experiencia se debe seguir el siguiente procedimiento:

1. Seleccionar el peso con el cual se va a trabajar, deben colocarse mınimo 4gr. para iniciar el movimientoo de acuerdo a las indicaciones del docente..

2. Colocar sobre el carro los discos de 100gr de uno en uno o de acuerdo a las indicaciones del docente.

3. Ahora dar clic en el boton de ajustes y en la pestana CASSY dar clic sobre la figura del sensor

en SA1. Aparece una ventana de configuracion de entrada del sensor, allı dar clic en ceropara calibrar el movimiento, como aparece en la figura 3.


5. Recuerde que las mediciones se inician y se detienen con el boton .

6. Si al momento de iniciar el experimento en la tecla no inicia el movimiento del carro, debe colocarmas peso (masas de 1gr) y volver a calibrar el equipo en el software, para empezar el experimento.

7. Repetir el experimento desde el punto (3), mınimo 4 veces mas con diferentes pesos, de acuerdo a lasindicaciones dadas por el docente.

Nota: Tenga en cuenta que el hilo siempre debe estar pasando por la polea para que se puedan registrar losdatos.

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EVALUACION

Como parte de la evaluacion ahora usted debe realizar las siguientes actividades:

1. Hallar la aceleracion promedio con ayuda del software, para cada movimiento.

2. Con ayuda del software realizar la grafica de la pestana ?Newton?, para esto calcular la aceleracionmedia e ingresarla en la tabla junto con la masa o fuerza correspondiente en cada caso.

3. Para ambas experiencias (masa constante y fuerza constante), calcular la velocidad media obtenida enlos experimentos a partir de las 4 graficas de recorrido vs tiempo realizadas en la practica.

4. Para ambas experiencias (masa constante y fuerza constante) a partir de las 4 graficas de velocidad vstiempo, calcular la aceleracion que tuvo el cuerpo y compararlo con los datos arrojados por el software.

5. Para ambas experiencias (masa constante y fuerza constante) a partir de las graficas de velocidad vstiempo, calcular la distancia recorrida.

6. Para la experiencia de masa constante, calcular el valor de la masa y compararlo con el obtenido duranteel ensayo. Calcular el porcentaje de error.

7. Para la experiencia de fuerza constante, calcular el valor de la fuerza y compararlo con el obtenido enel software. Calcular el porcentaje de error.

BIBLIOGRAFIATEXTOS SUGERIDOSSERWAY, Raymond. FISICA tomo I, Quinta edicion. Ed. McGraw Hill.GETTYS, W. Edward. FISICA tomo I. Ed. McGraw Hill.OHANIAN, Hans; MARKERT, Jhon. Fısica para ingenierıa y ciencias. Volumen 1. Tercera edicion. Ed. McGraw Hill.

TEXTOS COMPLEMENTARIOSTIPLER, A, Fısica, tomo I y IIHOLLIDAY, R. Fısica, Parte IALONSO Y FINN. Mecanica.

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IDENTIFICACION





Colisiones


Comprueba la Ley de conservacion de la cantidad de movimiento y laenergıa, y distingue los diferentes tipos de colisiones y la forma en quereaccionan los cuerpos a partir de la observacion, experimentacion y ana-lisis.

ACTIVIDADES




XEnergıa cinetica (concepto, formula y unidades).XLey de conservacion de la energıa.XCantidad de movimiento (conceptos, formulas y unidades).XImpulso (concepto, formulas, unidades).XConservacion de la cantidad de movimiento (conceptos y formulas).XColisiones y tipos de colisiones (conceptos, caracterısticas y ejemplos).XCoeficiente de restitucion (concepto y formula).


LISTA DE MATERIALES

Sensor-CASSY


Unidad Timer

Pista de aire lineal

Soporte para la pista

Fuente de alimentacion de aire

Barreras de luz en horquilla

Cables multipolar de 6 polos, L = 50cm

Puntas de colision

2 Carritos y sus respectivas banderas

4 masas de 109,36gr

PC con Windows 95/98/NT o version mayor

Sofware CASSY-Lab


Para realizar el montaje debera seguir los siguiente pasos con ayuda de la grafica 1 y ası poder empezar adesarrollar la practica:

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Figura 1


1. Conectar a las barreras luminosas los cables de 6 polos como se muestra en la figura 1.2. Ubicar las barreras luminosas entre las bases del carril.3. Acomodar la Unidad Timer en el INPUT A del sensor CASSY.4. Conectar a la unidad Timer los cables de 6 polos de las barreras luminosas segun la grafica 1.5. Conectar el sensor CASSY por puerto serial al PC.6. Conectar el sensor CASSY con el adaptador de corriente al toma corriente.7. Colocar en el carro los implementos (bandera, masas y accesorio de colision) segun el tipo de colision quese vaya a evaluar en la practica.8. Ubicar los carros segun tipo de colision y posicion que se vaya a realizar.9. No olvide que debe poner a funcionar la bomba de aire para reducir la friccion. La fuente de alimentacionde aire se enciende por la parte de atras.

Nota: Para efectuar los movimientos se deben empujar suavemente los carros y no dejar que vuelvan a pasarpor las barreras de luz una vez se hayan devuelto al terminar la colision.


1. Ingresar al CASSY-lab dar clic en cerrar en la ventana que aparece.2. En la nueva ventana (ajustes) que aparece dar clic en cargar ejemplo.3. En la ventana de ejemplos de ensayo dar clic en Fısica y luego en la practica llamada Conservacion de lacantidad de movimiento y la energıa (choques).4. Se da clic en cargar ejemplo.5. Cerrar las ventanas que aparecen excepto la ventana de ajustes.6. En la ventana de ajustes y en la pestana General se activa el sensor CASSY con un clic, como se muestraen la figura 2.7. Cerrar la ventana de ajustes y en documento nuevo dar clic, para iniciar las nuevas mediciones.

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Figura 2Ahora esta listo para empezar a ejecutar el experimento.

1. Seleccionar los accesorios o puntas de colision de acuerdo al tipo de choque que se vaya a realizar(elastica, inelastica, perfectamente inelastica).

2. Agregar a cada uno de los carros mınimo una masa de 100 gr para el movimiento o de acuerdo a lasindicaciones del docente.

3. Ahora dar clic en el boton de ajustes y en la pestana CASSY dar clic sobre la figura del sensoren V1-V2. Aparece una ventana de configuracion de entrada del sensor, allı podra seleccionar con unclic la disposicion de los carros antes del choque de acuerdo al tipo de colision que vaya a realizar. Porultimo dar clic en cero para calibrar el movimiento, como aparece en la figura 3.

Figura 3

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5. Recuerde que las mediciones se inician y se detienen con el boton , en este caso se debe darclic solo una vez se ha terminado la colision.

6. Realizar el mismo tipo de colision con mınimo 2 ejecuciones con diferentes masas en los carros y/o condiferentes disposiciones de los carros antes de la colision, de acuerdo a las indicaciones dadas por eldocente.

7. Copiar las tablas de datos obtenidos en Excel o en Word.

EVALUACION


1. Con los datos obtenidos de masa y de velocidad calcular y comprobar la cantidad de movimiento (P) yla energıa cinetica (Ek).

2. Determinar que tipo de colision se realizo en cada caso a partir del calculo del coeficiente de restitucione.

3. Segun el tipo de colision calcular y comparar la velocidad final y la energıa cinetica con los valoresobtenidos con el software.

4. Calcular y comprobar el valor de perdida de energıa para cada una de las colisiones realizadas.



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IDENTIFICACION



UNIDAD TEMATICA ELECTROMAGNETISMO


Ley de Biot-Savart

COMPETENCIA RESULTADOS DE APRENDIZAJEEvaluar las leyes del Electromagnetismo mediante laexperimentacion, aplicacion y analisis de resultadosobtenidos en pruebas de laboratorio.

Valida la Ley de Biot-Savart, relacionando el valor del campo magnetico yla intensidad de la corriente electrica que circula por diferentes elementosconductores (conductor recto, anillos circulares y bobina).

ACTIVIDADES




XLey de Biot-Savart(concepto, formulas, unidades, interpretacion vectorial). XLey de Ampere (concepto, for-mulas, unidades, interpretacion vectorial).XConcepto de solenoide.XConcepto de fuerza magnetica.XCampomagnetico, en un conductor recto, en un anillo circular y en un solenoide o bobina (concepto, unidades, for-mulas e interpretacion vectorial).


LISTA DE MATERIALES

Conductor Recto

Anillos circulares

Bobina de numero variable de espiras por

unidad de longitud y base en forma

de silla de montar (caballete)

Soporte para enchufar elementos

Transformador de alta frecuencia TESLA

Sonda tangencial de campo magnetico

Sonda axial de campo magnetico

Cable de 6 polos L = 50cm

Varilla de soporte de 25cm

Zocalo

Fuente de potencia de alta corriente

2 cables conectores rojo y azul

Tripode en forma de V de 30 cm

Banco optico pequeno

2 prensas multiples Leybold


Se realizaran 3 montajes, para igual numero de experiencias, las cuales son las siguientes:

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a. Ley de Biot-Savart para un conductor recto.b. Ley de Biot-Savart para anillos circulares conductores.c. Ley de Biot-Savart para una bobina al aire.

Figura 1

NOTA: El boton del Teslametro debe encontrarse en voltaje DC(−−−−) cuando realice el experimento.

Ley de Biot-Savart para un conductor recto

Medicion como una funcion de la corriente

1. Realice el montaje de acuerdo a la figura 1a.2. Ubique en el centro del conductor recto la sonda tangencial (lo mas cercano posible, sin tocar el conductorrecto) como se muestra en la figura 1a.3. Seleccione el rango de medida, en el medidor TESLA a 20mT y calibre el cero con el boton de compensacion(para tener precision en las medidas que vaya a realizar)4. Aumente la corriente desde 0 hasta 16A por etapas de a 2A, medir el campo magnetico B en cada caso yregistrar los datos.5. Organice los datos de corriente y de campo magnetico en una tabla.6. Una vez termine las mediciones lleve a cero la fuente de corriente y apague el teslametro.

Medicion como funcion de la longitud

1. Ubique en el centro del conductor recto la sonda tangencial (lo mas cercano posible, sin tocar el conductorrecto) como se muestra en la figura 1a.2. Seleccione el rango de medida, en el medidor TESLA a 20mT y calibre el cero con el boton de compensacion(para tener precision en las medidas que vaya a realizar).3. Suministre una corriente constante al conductor recto (pregunte a su docente el valor de la corriente) yvarıe la distancia de la sonda tangencial desde el centro del conductor hacia la derecha en pasos de 3mm,hasta que el teslametro no registre un valor de campo magnetico.4. Organice los datos de distancia y de campo magnetico en una tabla.5. Una vez termine las mediciones lleve a cero la fuente de corriente y apague el teslametro.

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Ley de Biot-Savart para anillos circulares conductores


1. Realice el montaje de acuerdo a la figura 1b. Inicie colocando el anillo de 40mm.2. Ubique en el centro del anillo la sonda axial como se muestra en la figura 1b.3. En el medidor TESLA calibre el cero con el boton de compensacion.4. Aumente la corriente desde 0 hasta 16A por etapas de a 2A, medir el campo magnetico B en cada caso yregistrar los datos.5. Organice los datos de corriente y de campo magnetico en una tabla.6. Una vez termine las mediciones lleve a cero la fuente de corriente y apague el teslametro.7. Repita los pasos 1 al 6 con los anillos de 80mm y 120mm.


1. Ubique la sonda axial en el centro del anillo como se muestra en la figura 1b. Inicie colocando el anillo de40mm.2. En el medidor TESLA calibre el cero con el boton de compensacion.3. Suministre una corriente constante al anillo conductor(pregunte a su docente el valor de la corriente) yvarıe la distancia de la sonda axial desde el centro del anillo hacia la derecha en pasos de 3mm, hasta queel teslametro no registre un valor de campo magnetico. Ahora devuelva la sonda al centro y haga lo mismohacia la izquierda del anillo (sin apagar la fuente y con el mismo valor de corriente).4. Organice los datos de distancia y de campo magnetico en una tabla.5. Una vez termine las mediciones lleve a cero la fuente de corriente y apague el teslametro.6. Repita los pasos 1 al 5 con los anillos de 80mm y 120mm.

Ley de Biot-Savart para una bobina al aire


1. Realice el montaje de acuerdo a la figura 1c. Ubicando la sonda axial en el centro de la bobina.2. En el medidor TESLA calibre el cero con el boton de compensacion.3. Acerque las clavijas conectoras (b. c) una hacia otra en forma simetrica hasta que la distancia entre sı seade 15cm. (b: 12,5cm, c: 27,5cm).4. Aumente la corriente desde 0 hasta 16A por etapas de a 2A, medir el campo magnetico B en cada caso yregistrar los datos.5. Organice los datos de corriente y de campo magnetico en una tabla.6. Una vez termine las mediciones lleve a cero la fuente de corriente y apague el teslametro.


1. En el medidor TESLA calibre el cero con el boton de compensacion.2. Suministre una corriente constante a la bobina (pregunte a su docente el valor de la corriente) y varıe ladistancia de las clavijas conectoras (b, c) en forma simetrica, determinando los valores de campo magneticopara cada longitud.3. Organice los datos de distancia y de campo magnetico en una tabla.4. Una vez termine las mediciones lleve a cero la fuente de corriente y apague el teslametro.

EVALUACION


1. A partir de los datos obtenidos para cada uno de los casos (conductor recto, anillos circulares y bobina)realizar las graficas de Campo Magnetico vs Corriente y determine la ecuacion que se ajusta a estosdatos.

2. A partir de los datos obtenidos para cada uno de los casos (conductor recto, anillos circulares y bobina)realizar las graficas de Campo Magnetico vs Longitud y determine la ecuacion que se ajusta a estosdatos.

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3. Para el caso de la bobina calcular los valores del campo magnetico y compararlo con los valores obtenidoscalculando el porcentaje de error.

4. Para los casos de la bobina y los anillos circulares conductores, calcular el flujo magnetico de 3 medidasde corriente para cada uno de los casos.

5. Argumente el efecto que tiene la corriente y la distancia al conductor recto al medir el campo magnetico.

BIBLIOGRAFIATEXTOS SUGERIDOSSERWAY, Raymond. FISICA tomo II, Quinta edicion. Ed. McGraw Hill.OHANIAN, Hans; MARKERT, Jhon. Fısica para ingenierıa y ciencias. Volumen 2. Tercera edicion. Ed. McGraw Hill.

TEXTOS COMPLEMENTARIOSSADIKU, Matthew. Elementos de Electromagnetismo, Tercera edicion.FLEISCH, Kraus. Electromagnetismo con aplicaciones, Quinta edicion.RODRIGUEZ, Omar. Fısica Electromagnetismo.

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IDENTIFICACION





Caıda Libre


XConfirma la proporcionalidad que existe entre la distancia de caıda y laraız cuadrada del tiempo de caıda.XDetermina el valor de la aceleracion de la gravedad de manera experi-mental.

ACTIVIDADES




XElementos de la cinematica (trayectoria, desplazamiento, velocidad, aceleracion) formulas y conceptos.

XGraficas de Movimiento Rectilıneo Uniforme Acelerado.

XCaıda Libre (concepto y formulas).

XLanzamiento vertical hacia arriba (concepto y formulas).

XEnergıa Potencial Gravitatoria y Energıa Cinetica (conceptos y formulas).


LISTA DE MATERIALES

Placa de contacto

Electroiman con manguito

Disparador del electroiman

Contador S

Varilla con regla

2 bases soporte

3 Varillas de soporte de 25 cm

Varilla de soporte de 150 cm

2 Mordazas multiples Leybold

2 cables rojos (50 cm y 200 cm)

2 cables azules (50 cm y 200 cm)

2 Indicadores amarillos

Esfera de acero (balın) masa 13, 7674gr

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Figura 1Para realizar el montaje debera seguir los siguiente pasos con ayuda de la figura 1 y ası poder empezar adesarrollar la practica:

1. Colocar y ajustar 2 varillas de 25 cm entre las bases soporte como indica la figura 1.2. Colocar y ajustar las varillas de 150 cm y la que tiene la regla en las bases soporte como lo muestra lafigura 1. Insertar los indicadores amarillos en la varilla con regla.3. Colocar en el electroiman con manguito una varilla de 25 cm como se muestra en la figura.4. Ubicar la placa de contacto lo mas abajo posible cerca a la base soporte segun como lo muestra la figura1.5. Ubicar el electroiman con manguito a una altura (h) de 90 cm de la placa de contacto como lo muestra lafigura 1.6. Conectar los cables rojo y azul de 200 cm al electroiman y a la base soporte segun la figura 1.7. Acomodar el disparador del electroiman sobre los cables colocados en la base soporte y conectarlo alcontador S, segun se muestra en la figura 1.8. Conectar los cables rojo y azul de 50cm a la placa de contacto y al contador S como se indica en la figura1.9. Conectar el contador S a la corriente.

Ahora esta listo para empezar a ejecutar el experimento. Para realizar la experiencia se debe seguir el siguienteprocedimiento:

1. Colocar la esfera de acero (balın) en el electroiman.2. Acomodar la placa de contacto en la posicion 1 (la posicion mas elevada).3. Presione el boton MODE del contador S hasta que se encienda el led de color rojo en . Ahora presione elboton CERO (0) y luego el boton START del contador S para iniciar la medicion.

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4. Oprima el boton negro del disparador del electroiman. La esfera metalica cae sobre la placa de contacto yel tiempo se detiene en el contador S.5. Registre el tiempo medido por el contador S.6. Repita la medicion para la misma altura (h), tomando 3 valores de tiempo.7. Repita los pasos 1 a 6 variando ahora la altura (h) a 80, 70, 60 y 50 cm de la placa de contacto.

EVALUACION


1. Calcular el tiempo promedio de las 3 mediciones realizadas en cada altura (h)

2. Calcularlos valores de la gravedad en cada altura (h). Con estos resultados calcule el valor de la gravedadpromedio obtenida en la experiencia.

3. Calcular el porcentaje de error entre la gravedad obtenida experimentalmente y la teorica.

4. Determinar con el valor de gravedad promedio experimental, el valor de la velocidad final de caıda dela esfera metalica para cada altura (h) realizada.

5. Calcular con el valor de gravedad teorico, el valor de la velocidad final de caıda de la esfera metalicapara cada caso realizado.

6. Calcular la EK y la EP para cada altura (h). (Use el valor de la g promedio experimental).



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IDENTIFICACION




PRACTICA MAGISTRAL No 3 Poleas


Determina la fuerza de tension en un arreglo de poleas como una funcionde la carga suspendida y del numero de poleas.

ACTIVIDADESPara la evaluacion del informe de laboratorio se tendran en cuenta todos los conceptos y explicaciones dadascomo referencia y los criterios acordados de evaluacion que se evidencia desde la ejecucion de la practica hastala realizacion y puntualidad de la entrega del informe de parte del estudiante al profesor.



XCondiciones de equilibrio.XPoleas y tipos de poleas (Fija, movil, aparejo factorial, aparejo potencial y aparejo diferencial).XVentaja mecanica (concepto y formulas).XEficiencia mecanica.XAplicaciones de las poleas.XEjemplos resueltos de polipastos (mınimo 2 ejemplos).


LISTA DE MATERIALES

Poleas de 50 y 100 mm

Gancho de polea

Base magnetica

Base magnetica con gancho

Dinamometro redondo de 2N y de 5N

12 masas de 50 gr

Tablero metalico magnetico


Se realizaran los siguientes montajes de poleas y polipastos.1. Se ejecutara la toma de datos con las 2 poleas de 50 y de 100 mm de diametro.

Figura 1

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2. Se ejecutara la toma de datos con las 2 poleas de 50 y de 100 mm cambiando el diametro de la polea fija.

Figura 2Figura 3

Para la ejecucion del experimento el docente realizara los montajes mostrados en las figuras 1, 2 y 3, a lo cuales estudiante debe prestar atencion y tomar los datos necesarios para la solucion de la evaluacion.

EVALUACION


1. Calcular el trabajo efectuado en el sistema por la fuerza experimental.

2. Calcular la distancia recorrida experimental de la cuerda en el extremo donde se aplico la fuerza.

3. Calcular y comparar la ventaja mecanica teorica y experimental en cada uno de los montajes realizados.

4. Calcular el valor de la fuerza teorica y compararla con la fuerza medida experimentalmente con eldinamometro.

BIBLIOGRAFIATEXTOS SUGERIDOSSERWAY, Raymond. FISICA tomo I, Quinta edicion. Ed. McGraw Hill.OHANIAN, Hans; MARKERT, Jhon. Fısica para ingenierıa y ciencias. Volumen 1. Tercera edicion. Ed. McGraw Hill.

TEXTOS COMPLEMENTARIOSHOLLIDAY, R. Fısica, Parte IALONSO Y FINN. Mecanica.

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IDENTIFICACION




PRACTICA MAGISTRAL No 6 Carga Especifica del Electron, Lıneas de Campo Electrico y de Campo Magnetico


XComprueba la carga especıfica del electron.XDistingue los conceptos de campo electrico y magnetico.

ACTIVIDADES


El preinforme escrito del laboratorio que usted realizara se entrega al iniciar la practica y debe contener: Tıtulode la practica, objetivos, marco teorico (corresponde a la teorıa investigativa acerca del tema de la practicarealizada), materiales, procedimiento (montaje y ejecucion) y bibliografıa.


XEstructura de la materia (electrones, protones, neutrones).XCarga especıfica del electron (conceptos, formulas y ejemplo para su calculo).XFuerza de Lorentz y Fuerza Centrıpeta (conceptos, formulas, interpretacion vectorial).XCampo electrico (definicion).XLıneas de fuerza y lıneas equipotenciales de campo electrico (conceptos y forma grafica).XCampo magnetico (definicion).XCampo magnetico generado por un par de bobinas de Helmholtz.XCampo magnetico generado por circulacion de corriente en un conductor recto, en una espira, en una bobinacorta y larga (concepto y forma grafica).XCampo magnetico generado por imanes.


NOTA: Para el manejo de formulas busque en la web “Determinacion de la carga especıfica del electronLeybold”, descargue e imprima el archivo con extension .pdf que tiene el mismo nombre de la busqueda.

Tubo de rayo electronico filiforme (bombona)

Par de bobinas de Helmholtz

Fuente de potencia DC de 0...500V

Fuente de potencia DC de 0...20V

10 cables conectores de seguridad, 25cm

Fuente de 25KV

Recipiente indicador cerrado ∅ 9cm con aceite, arena y barrita de agitacion.

Bloque de conservacion

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4 placas impresas con cortes de electrodos de material conductor; con hembrillas de 4mm para conectarla alta tension.

Cable rojo

Cable de alta tension

Fuente de alta corriente

Set para demostracion de campo magnetico (4 placas de acrılico, 2 imanes, recipiente con limadura dehierro)

Proyector de acetatos


Carga Especıfica del Electron

Figura 1Notas de seguridad: El tubo de rayo requiere voltajes de contacto peligrosos hasta de 300 v para acelerar loselectrones. Otros voltajes que estan conectados con los anteriores tambien representan peligro. Los voltajesde contacto peligrosos estan presentes en el panel de conexion del soporte y en las bobinas Helmholtz cuandoel tubo esta en operacion.

XEjecutar la conexion del panel solamente por medio de conectores de seguridad.XSiempre estar seguro de apagar todas las fuentes de potencia antes de conectar o variar el montaje delexperimento.XNo encender la fuente de potencia hasta que haya terminado de ensamblar el circuito.XNo tocar los elementos del experimento, particularmente las bobinas Helmholtz y el tubo de rayo electronico,durante la operacion.

Este proceso de debe realizar en un ambiente oscuro para detallar bien las variaciones de los electrones.Observe las diferentes reacciones del haz de electrones cuando se varıa la corriente de las bobinas.

Lıneas de Campo Electrico y de Campo Magnetico

Figura 2

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1. Conectar el cable de alta tension (verde-amarillo) y el cable rojo al conector del mismo color en la fuentede 25 KV.2. Conectar el otro extremo de los cables en las hembrillas de las placas impresas de material conductor encualquier posicion.3. Sobre el retroproyector colocar una de las placas impresas de material conductor.4. Agitar fuertemente la arena del recipiente indicador. Al agitar el recipiente indicador debe tener cuidado deno dejarlo caer al suelo.5. Coloque el recipiente indicador sobre la placa seleccionada.6. Encienda la fuente e inicie suministrando voltaje desde 0 KV hasta maximo 10 KV con escalas de 1 KV.7. Observe las diferentes lıneas de campo electrico que se producen, dibuje lo observado y explique el fenomenoque se presenta.8. Reduzca el voltaje y apague la fuente.9. Cambie la placa de material conductor y repita del procedimiento los pasos 2 a 8.

Campo Magnetico: Lıneas de campo magnetico


1. Conectar el cable azul y el cable rojo al conector del mismo color en la fuente de alta corriente.2. Conectar el otro extremo de los cables en los conectores de las placas de acrılico en cualquier posicion.3. Sobre el retroproyector colocar la placa conectada.4. Encienda la fuente, gire el boton de voltaje hasta el tope derecho y el de la corriente hasta 8 o 10 A.5. Espolvoree cuidadosamente, sin abrir el recipiente, la limadura de hierro sobre la placa seleccionada.6. Observe las diferentes lıneas de campo magnetico que se producen, dibuje lo observado y explique elfenomeno que se presenta. Si es necesario golpee suavemente con el dedo la placa de acrılico para una mejorvisualizacion del efecto.7. Reduzca la corriente hasta 0 A y luego el voltaje hasta el tope izquierdo. Apague la fuente.8. Recoja la limadura de hierro. Tenga cuidado de no regar ni botar la limadura de hierro. Sea cuidadoso almomento de reenvasarla en el recipiente plastico.9. Cambie la placa de acrılico y repita del procedimiento los pasos 2 a 8, excepto para la placa sin alambrede cobre.10. Para la placa sin alambre de cobre solicite a su docente las indicaciones respectivas.

Figura 3

51

EVALUACION


1. Determinar el campo magnetico B en cada radio (r) constante.

2. Calcular la carga especıfica del electron.

3. Calcular la velocidad de los electrones.

4. Dibujar y explicar las lıneas de campo electrico de las diferentes disposiciones de las placas impresas.

5. Dibujar y explicar las lıneas de campo magnetico de las diferentes disposiciones.

6. Explicar los fenomenos de campo electrico y campo magnetico.


TEXTOS COMPLEMENTARIOSSADIKU, Matthew. Elementos de Electromagnetismo, Tercera edicion.

PAGINAS WEBwww.google.com“Determinacion de la carga especıfica del electron Leybold”www.leybold-didactic.com

52


IDENTIFICACION




PRACTICA No 1 Plano inclinado, coeficiente de friccion


Evalua el efecto que tiene el angulo de inclinacion sobre un cuerpo en unplano inclinado y determina el coeficiente de rozamiento para diferentesareas y superficies en contacto.

ACTIVIDADES




XLeyes de Newton.XDiagrama de cuerpo libre (concepto y ejemplos).XFuerzas de contacto (peso, normal, tension, friccion) y su respectivo D.C.L.XTipos de coeficientes de friccion conceptos y aplicaciones.XProblemas (ejercicios) de plano inclinado. Mınimo 2 ejercicios.XEnergıa potencial, energıa cinetica (concepto, formulas y unidades).XTeorema del trabajo y la energıa.


LISTA DE MATERIALES

Plano inclinado

Carrito

Angulo de aluminio en L

Dinamometro de precision 1,0N

Dinamometro de precision 2,0N

2 Bloque de madera de 165gr y 339gr

1 metro


Coeficiente de friccion estatico y fuerzas sobre el plano inclinado

Para el montaje debera realizar los siguiente pasos para poder empezar a desarrollar la practica:

1. Corregir los dinamometros al punto cero (0).2. Se acomoda la base del plano inclinado a una distancia de 50cm del pivote (cada franja blanca y negracorresponde a 5cm).3. El montaje debe quedar como esta indicado en la figura 1.

53

Figura 14. Tomar el dinamometro 1 (F1) acomodarlo en el extremo superior del plano.5. Colocar el carrito sobre el plano inclinado y engancharlo al dinamometro 1 (F1).6. Cuidadosamente acomodar el dinamometro 2 (F2) lo mas perpendicularmente posible al plano inclinado ysoltar el carrito hasta que toque apenas la superficie del plano.7. Repetir la medicion, moviendo el soporte de acuerdo a los valores de la tabla.8. Leer y registrar los valores de las fuerzas de acuerdo a la siguiente tabla.

Determinacion del coeficiente de friccion usando el plano inclinado

1. Se acomoda la base del plano inclinado a una distancia de 50 cm del pivote (cada franja blanca y negracorresponde a 5 cm).2. Colocar el bloque de 165 gr sobre el plano inclinado por el lado plastificado hacia abajo y lentamente muevael soporte hacia el pivote hasta que el bloque empiece a deslizar como se muestra en la figura 2.

Figura 2

3. Medir la distancia entre el pivote y el soporte con el metro. Registre estos valores en la tabla.4. Repetir la medicion para el bloque de 165 gr colocando ahora el lado de madera hacia abajo.5. Repetir el experimento para el bloque de 339 gr por el lado plastificado y por el lado de madera.6. Ahora coloque los bloques por uno de los lados y repita la experiencia. Calcule el area de cada lado delbloque.

54

EVALUACION


1. Hallar los angulos del plano inclinado teniendo en cuenta los datos tomados a cada distancia que seencontraba el soporte.

2. Hallar el peso del carro.

3. Hallar las componentes en X (F1) e Y (F2) del peso del carro en el plano inclinado para cada uno delos angulos calculados.

4. Realice una tabla comparativa entre los valores de F1 y F2 medidos y calculados para el carro.

5. Realice una grafica de F (fuerza) vs S (distancia) para los valores de F1 y F2 medidos y calculados parael carro.

6. Con los datos obtenidos en la parte de determinacion del coeficiente de friccion en el plano inclinado,calcule la energıa potencial y la energıa cinetica de los bloques cuando se deslizan sobre la superficie demadera.

7. Hallar los coeficientes de friccion que se producen en losbloques por cada superficie.

8. ¿De que elementos o caracterısticas depende la friccion?

µ ESTATICO(MADERA) µ ESTATICO(PLASTICA)

BLOQUE 165g

BLOQUE 339g

BIBLIOGRAFIATEXTOS SUGERIDOSSERWAY, Raymond. FISICA tomo I, Quinta edicion. Ed. McGraw Hill.GETTYS, W. Edward. FISICA tomo I. Ed. McGraw Hill.


55


IDENTIFICACION




PRACTICA No 2 Ley de Hooke y deflexion de una hoja de resorte


Verifica la relacion entre la deflexion de una hoja de resorte con la longitudy la fuerza aplicada, determina la constante de elasticidad del material yque la deformacion longitudinal de un resorte es proporcional a la fuerzaaplicada, tambien comprueba que el periodo de oscilacion de un resorte esfuncion de la masa colgada.

ACTIVIDADES




XConcepto de flexion.XMomento flector o flectante.XConcepto de deformacion y tipos de deformacion.XDeformacion unitaria del resorte (ε)XLey de Hooke (concepto y formula) y constante de elasticidad.XAplicaciones de la Ley de Hooke.XConcepto de rigidez.XEnergıa potencial elastica (concepto, formula y unidades).XPerıodo de oscilacion del resorte (concepto, formula y unidades)


LISTA DE MATERIALES

2 bases soporte

Barra soporte de 25cm

2 barras soportes de 50cm

Prensa universal

Hoja de resorte (regla metalica de acero o aluminio o bronce y una regla plastica)

Cinta metrica

Juego de 17 pesas de 50gr

2 Resortes helicoidales mediano (2cm de diametro) y pequeno (1,5cm de diametro)

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1 Manguito

1 aguja o pin, 5,5cm

NOTA IMPORTANTE: Para desarrollar la practica usted debe traer preparadas dos reglas, de mınimo 30cm de longitud, con un orificio en uno de sus extremos. Una regla debe ser metalica (regla metalica de aceroo aluminio o bronce) y la otra debe ser una regla plastica.


Hoja de resorte

Figura 1

Para ejecutar la experiencia debe seguir los siguientes pasos:

1. La fig. 1 muestra la disposicion de los equipos para el experimento. Ensamble los elementos como semuestra, pero sin colgar las pesas inmediatamente.2. Usar el puntero o indicador para senalar la posicion cero del resorte sin carga (Fig. 2). No cambiar laposicion del puntero una vez que se ha movido a su posicion apropiada.3. Colgar las pesas en el extremo libre de la hoja de resorte.

Figura 2

Despues de haber realizado el montaje proceda a la ejecucion del experimento de la siguiente manera:

Deflexion S con longitud constante

1. Coloque la hoja de resorte a una longitud (L) entre 15 a25 cm de acuerdo a la figura 2.2. Tome como punto de referencia la ubicacion de la regla antes de suspender las pesas.3. Medir las deflexiones de la hoja de resorte, S, (fig. 1) cada vez que se anada una pesa, siendo n (el numerode pesas) e ingrese los valores en la tabla 1. Suspenda de 8 a 12 pesas de acuerdo a las indicaciones deldocente.

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L =

nF

N

S

cm

Tabla 1

Deflexion S con fuerza F constante

1. Suspenda el numero de masas que le indique el docente en la hoja de resorte.2. Cambiar la longitud (L) de la hoja de resorte de acuerdo con las indicaciones del docente y midiendo cadavez la deflexion S de la hoja.3. Al cambiar la longitud (L) debe llevar la hoja de resorte a su posicion cero (0).4. Registre los datos y complete la tabla 2.

n = F =

L

cm

S

cm

√S

cm

Tabla 2

ResortesPara realizar el montaje debera seguir los siguiente pasos y ası poder empezar a desarrollar la practica:

1. Acomodar las 2 bases soporte, las barras de 25 y 50 cm, el manguito y el pin como lo muestra la figura 3.2. Ubicar los resortes (mediano y pequeno), uno a la vez, y mida sus longitudes sin aplicarle carga, posterior-mente, comience colocando 1 masa e ir agregando de una en una hasta 5 masas midiendo en cada caso lalongitud de los resortes.

Figura 3

L =

nF

N

S

cm

Tabla 3

58

EVALUACION


1. Con los datos de la tabla 1, trazar una grafica que muestre la fuerza (F) como una funcion de ladeformacion (S), para cada regla empleada. Determine la relacion (ecuacion) entre la fuerza F y ladeflexion (S), ademas calcule el valor de la pendiente y comparelos entre sı. ¿Que significado fısico tieneel valor de la pendiente calculada?

2. Con los datos de la tabla 2, trazar una grafica que muestre la longitud (L)como una funcion de ladeformacion(S), para cada regla empleada. Determine la relacion (ecuacion) que se presenta entre ladeflexion S y la longitud L.

3. Trazar una grafica de√S vs L. Determinar la relacion (ecuacion) entre

√S y L.

4. Con los datos de la tabla 3, trazar una grafica que muestre la fuerza (F) como una funcion de laelongacion (S), para cada resorte empleado. Determine la relacion (ecuacion) entre la fuerza F y laelongacion(S), ademas calcule el valor de la pendiente y comparelos entre sı. ¿Que significado fısicotiene el valor de la pendiente calculada?

5. Calcule la energıa potencial elastica para cada resorte al suspender cada una de las masas.

6. Determine el perıodo de oscilacion de los resortes utilizados en la practica.

7. Determine la deformacion unitaria (ε) de los resorte utilizados en la practica.


59


IDENTIFICACION




PRACTICA No 3 Palancas


Determina la importancia que tiene la ubicacion de la potencia, la resis-tencia y el punto de apoyo en los diferentes tipos de palancas y compara elefecto que tiene la fuerza (potencia) que se debe ejercer como una funciondel brazo de potencia y del brazo de carga (resistencia) para que perma-nezca en equilibrio una barra rıgida.

ACTIVIDADES




XMomento de una fuerza.XCondiciones de Equilibrio.XMaquinas simples, clases, leyes y elementos.XTipos de palancas. Aplicaciones.XProblemas (ejercicios) de palancas. Mınimo 2 ejercicios.


LISTA DE MATERIALES

Barra soporte de 47cm

Mordaza multiple Leybold

Barra de equilibrio de 1m

12 Pesas de 49gr c/u

Trıpode en forma de V de 30cm

Dinamometro de 5N

Dinamometro de 10N


1. Se acomoda la barra de soporte de 47 cm. en la base de forma de V grande.2. Con la prensa multiple se acomoda la palanca de 1m, de tal forma que quede horizontal (franjas blancasy negras en frente) como lo indica la figura 1

60

Figura 1A Figura 1B

EXPERIMENTO: Realice las siguientes mediciones, primero para la palanca de 2 brazos (figura 1A) yrepıtalas para la palanca de 1 brazo (figura 1B)a. Medicion como una funcion del brazo de carga F2.Suspender 4, 8 y 12 pesas (cada pesa tiene un peso de 49gr) en X2 = 24cm y colocar un dinamometro (conel que mejor resultados obtenga) en X1 = 48cm para determinar la fuerza F1 requerida para mantener lapalanca en equilibrio.

F1 X1 F1 X2

b. Medicion como una funcion del brazo de carga X2.Suspender 4 pesas en X2 = 48cm, 36cm y 24cm colocando un dinamometro (con el que mejor resultadosobtenga) en X1 = 32 cm para determinar la fuerza F1 requerida para mantener la palanca en equilibrio.

F1 X1 F1 X2

c. Medicion como una funcion de brazo de potencia X1.Suspender 4 pesas enX2 = 44 cmy colocar un dinamometro (con el que mejor resultados obtenga)enX1 = 40,32cm y 20cm para determinar la fuerza F1requerida para mantener la potencia en equilibrio.

F1 X1 F1 X2

d. Calculo del punto de equilibrio en palanca de 2 brazos.Suspenda 3,43N en X1 = 20cm y calcule el valor de X2 cuando suspende 2,94N . Repita este calculo cuandose suspenden 3,92N .

e. Calculo del peso para el equilibrio en palanca de 2 brazos.Suspenda 2,45N en X2 = 32cm. Calcule el peso necesario para lograr el equilibrio si este se debe ubicar enX1 = 20cm.

NOTA: Se puede tomar los datos de esta practica desde cualquier distancia teniendo en cuenta que tipo demedicion se quiere observar.

61

EVALUACION


1. Comprobar a partir de la segunda condicion de equilibrio los valores de F1.

2. Hallar el porcentaje de error entre el valor de F1 experimental y calculado.

3. ¿Que tipo de palanca representa la palanca de 1 brazo y la de 2 brazos en cada caso?.



62


IDENTIFICACION




PRACTICA No 4 Transmision de potencia de un transformador


Comprueba el funcionamiento de un transformador, la diferencia de faseentre el voltaje y la corriente, la eficiencia y la transferencia de potenciaentre el devanado primario y el secundario.

ACTIVIDADES




XLey de Faraday.XConcepto de autoinduccion e induccion mutua.XConcepto de rectificacion de la corriente.XConcepto de corriente alterna (AC) y corriente continua (DC).XFuerza electromotriz (FEM) (concepto y formula).XTransformadores (Alta, baja y reguladores).XAplicaciones de los transformadores.XEficiencia de un transformador (concepto y formula).XRelacion de voltaje en un transformador


LISTA DE MATERIALES

PowerCassy

Sensor Cassy


Nucleo en forma de U con yugo

Dispositivo de sujecion

Transformador de 250 espiras y 500 espiras

Reostato de 100Ω

6 Cables, 100cm, negros

Cinta metrica

PC con Windows 95/98/NT o mejor version

Sofware CASSY Lab


Para realizar el montaje debera seguir los siguientes pasos con ayuda de la figura 1 y ası poder desarrollar lapractica.

1. Conectar el sensor CASSY y el Power CASSY en serie por medio de los conectores a cada lado, uno machoy hembra como se observa en la figura 1.

63

Figura 1

2. Conectar el Power CASSY al transformador en el devanado de 250 espiras usando los cables negros comose muestra en la figura 1.3. Conectar el reostato al transformador en el devanado de 500 espirasusando los cables negros de acuerdo ala figura 1.4. Conectar el reostato y el sensor CASSY con los cables negros como se muestra en la figura 1.5. Conectar el Power CASSY al puerto serial del PC.6. Verificar las conexiones electricas antes de alimentar el circuito.7. Conectar el Sensor CASSY y el Power CASSY con el adaptador de corriente al toma corriente.


1. Ingresar al CASSY-Lab dar clic en la ventana que aparece.2. En la nueva Ventana (Ajustes) que aparece dar clic en cargar ejemplo.3. En la ventana de ejemplos de ensayo dar clic en Fısica y luego en la practica llamada Trasmision de Potenciade un Transformador.4. Se da clic en cargar ejemplo (con Power CASSY).5. Cerrar las ventanas que aparecen excepto la ventana de ajustes.6. En la ventana de ajustes y en la pestana General se activa el sensor CASSY, como se muestra en lafigura 2.7. En el boton visualizar parametros de medicion dar clic en registro manual.8. Cerrar la ventana de ajustes y en documento nuevo dar clic, para iniciar las nuevas mediciones.

Figura 2

64


1. Con la cinta metrica mida la longitud del reostato. Iniciando en 4.5 cm hasta 37.5 cm corresponde a laescala de 0 a 100 ? del reostato.

2. Ahora dar clic en el boton de ajustes y en la pestana CASSY dar clic sobre la figura del PowerCassyen U1, allı se debe tener ajustado el parametro en 5 Vp, ahora cierre la ventana de ajustes en el generador defunciones.3. Ahora dar clic en el sensor en IA2, allı dar clic en corregir. Aparece una ventana para corregir valoresmedidos, allı en el cuadro Offset escribir cero (0) y dar clic en corregir offset, como se muestra en la figura 3.Cerrar las ventanas de configuracion del sensor.4. Ahora dar clic sobre la figura del sensor en UB2, allı dar clic en corregir. Aparece una ventana para corregirvalores medidos, allı en el cuadro de Offset escribir cero (0) y dar clic en corregir offset. 5. Cerrar las ventanasde corregir valores medidos, la de configuracion del sensor y por ultimo la de ajustes.

6. Recuerde que las mediciones se inician y se detienen con el boton , en este caso se debe dar cliccada vez que se mueve 0.5 cm la resistencia del reostato.7. Copie las graficas y los datos en Word o Excel.8. Ahora repita los pasos 2 a 7, teniendo ajustado el parametro U1 del PowerCassy en 7 Vp.9. Ahora cambie la conexion del Power CASSY al transformador para el devanado de 500 espirasy la conexiondel reostato al transformador para el devanado de 250 espiras usando los cables negros como se muestra enla figura 1.10. Con esta nueva conexion repita los pasos 1 a 8 teniendo en cuenta ajustar el parametro del PowerCassyen 5 Vp y luego en 7 Vp.

Figura 3

EVALUACION


1. ¿Como es el funcionamiento de un transformador?, explique su respuesta.

2. ¿En que se diferencia un estabilizador normal de un adaptador de voltaje?

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3. ¿Que significado tiene la grafica obtenida y que se puede identificar en ella?

4. ¿Que diferencias se presentan en las curvas al variar la el voltaje pico en 5 y 7 Vp?

5. ¿Que diferencias se presentan en las curvas al variar el devanado primario de 250 espiras a 500 espiras?

6. ¿Que indica la eficiencia obtenida en las graficas?

7. Para 10 de los datos obtenidos calcular los valores de voltaje y corriente en el primario y en el secundario.


TEXTOS COMPLEMENTARIOSFRAILE MORA, Jesus. Maquinas Electricas. Sextaedicion. Ed. McGraw Hill.CHAPMAN, Stephen. Maquinas Electricas. Tercera edicion. Ed. McGraw Hill.

66


IDENTIFICACION




PRACTICA No 5 Electrostatica-Electrometro


Comprueba el fenomeno fısico de carga electrica de un cuerpo por contacto,friccion e induccion reconociendolo como un efecto superficial.

ACTIVIDADES




XLey de Ampere.XLey de Gauss.XLey de Coulomb.XConceptos de polarizacion e induccion de carga.XConcepto de carga y campo electrico.XConcepto y unidades de capacitancia electrica.XConcepto, formas, formulas y elementos de un capacitor.XEnergıa de un condensador o capacitor electrico.XSerie triboelectrica.


LISTA DE MATERIALES

Vaso de Faraday grande y pequeno

Placa circular

Conector

Cables 2 rojos y 1 azul

Varilla de PVC

Varilla metalica

Varilla acrılica

Varilla metalica para tierra

Multımetro analogo

Electrometro amplificador


Condensador de 10 nF


NOTA IMPORTANTE: Para desarrollar la practica usted debe traer un trozo de tela de lana, un trozo detela de algodon y papel periodico.

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Figura 1

Para ejecutar la experiencia debe seguir los siguientes pasos:

1. La figura 1 muestra la disposicion de los equipos para el experimento. Ensamble los elementos como semuestra en la figura, sin conectar a la corriente hasta que sean revisadas las conexiones.

NOTA: Mantenga el electrometro desenchufado de la corriente y el multımetro apagado hasta el momentode iniciar la toma de datos.


2. Encender el multımetro en la escala de color rojo y coloque la perilla en la escala de voltaje en 3 de corrientecontinua.3. Calibre el multımetro, para esto, hagalo con el tornillo de color negro, ubicado en la parte superior derechadel aparato.4. Conecte el electrometro amplificador a la corriente.


5. Frote la varilla de PVC con el trozo de tela de lana, luego, introduzca la varilla en el vaso de Faraday grandey registre el voltaje medido en el multımetro.6. Repita el proceso con las otras varillas (acrılico y metalica).7. Ahora repita el proceso con las tres (3) varillas cambiando los elementos de descarga (vaso de Faradaypequeno y placa circular).8. Repita los pasos 4 a 6 frotando las varillas con el trozo de tela de algodon y con el papel periodico. Registreen la siguiente tabla los voltajes medidos.

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Tabla 1

NOTA 1: Del cuidado que tengan en la ejecucion de la practica y en la toma de datos dependen la calidadde datos que puedan obtener.

NOTA 2: Si el multımetro no regresa a su posicion cero (0) despues de retirar la varilla, toque con la varillapara tierra el elemento de descarga (vaso grande, vaso pequeno o placa circular) que tenga ubicado en elelectrometro, si aun no regresa a cero (0) puede apagarlo y volverlo a encender, y como ultima medida si aunno regresa a cero (0) acomode con el tornillo de color negro el cero (0).

EVALUACION


1. Describa el proceso de carga de un capacitor y su funcion.

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2. A partir de los datos obtenidos calcular el valor de la carga electrica almacenada en los 3 casos (con los2 vasos de Faraday y para la placa circular).

3. Con los datos obtenidos calcular el valor de la energıa potencial electrica almacenada en los 3 casos(con los 2 vasos de Faraday y para la placa circular).

4. Compare el tipo de carga generada y su valor de acuerdo al material (lana, algodon, papel periodico)con el que froto las varillas.

5. ¿Que tipo de carga se genera en cada una de las varillas empleadas?. Confronte sus resultados con eltipo de carga que producen estos materiales segun la literatura.


TEXTOS COMPLEMENTARIOSSADIKU, Matthew. Elementos de Electromagnetismo, Tercera edicion.FLEISCH, Kraus. Electromagnetismo con aplicaciones, Quinta edicion.RODRIGUEZ, Omar. Fısica Electromagnetismo.

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IDENTIFICACION




PRACTICA No 6 Histeresis del nucleo de un transformador


Valida los conceptos de susceptibilidad y permeabilidad magnetica en ma-teriales ferromagneticos, distingue las partes y lo que ocurre en el ciclode una curva de histeresis a partir de la observacion, experimentacion yanalisis de curvas realizadas con ayuda del software CASSY-lab.

ACTIVIDADES




XConcepto de corrientes parasitas.XConcepto de permeabilidad magnetica.XConcepto de dominio magnetico.XMateriales ferromagneticos, paramagneticos y diamagneticos (conceptos, propiedades, caracterısticas y tiposde materiales).X¿Que es la histeresis magnetica y como se produce?. Explicacion de la curva.XFormas de las curvas de histeresis y aplicaciones.


LISTA DE MATERIALES

Sensor Cassy


Nucleo en forma de U con yugo

Dispositivo de sujecion

Transformador de 500 espiras

Generador de funciones S12 con adaptador

Resistencia STE, 1 Ohmio, 2 W

Tablero de conexion

8 Cables, 100cm, negros

PC con Windows 95/98/NT o mejor version

Sofware CASSY-Lab



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Figura 1

1. Conectar la Resistencia de 1 Ohmio sobre el tablero de conexion como se muestra en la figura 1.2. Conectar los cables negros de acuerdo a lo mostrado en la figura 1.3. Conectar el sensor CASSY por puerto serial al PC.4. Conectar el sensor CASSY con el adaptador de corriente al toma corriente.

NOTA: Para evitar el sobrecalentamiento cuando no se encuentre trabajando mantenga desconectado elgenerador de funciones S12 y el sensor Cassy.


1. Ingresar al CASSY-lab dar clic en cerrar en la ventana que aparece.2. En la nueva ventana (ajustes) que aparece dar clic en cargar ejemplo.3. En la ventana de ejemplos de ensayo dar clic en Fısica y luego en la practica llamada Histeresis del hierrode un transformador.4. Se da clic en cargar ejemplo cargar ejemplo (sin Power-CASSY).5. Cerrar las ventanas que aparecen excepto la ventana de ajustes.6. En la ventana de ajustes y en la pestana General se activa el sensor CASSY con un clic, como se muestraen la figura 2.7. Cerrar la ventana de ajustes y en documento nuevo dar clic, para iniciar las nuevas mediciones.


1. Ajuste el generador de funciones a una frecuencia de 0,2 Hz, onda senoidal y un voltaje inducido U=2 V.

2. Ahora dar clic en el boton de ajustes y en la pestana CASSY dar clic sobre la figura del sensor enIA1. Aparece una ventana de configuracion de entrada del sensor, allı dar clic el boton corregir. Aparece unaventana para corregir valores medidos, allı el cuadro Offset escribir cero (0) y dar clic en corregir offset, comoaparece en la figura 3.3. Cerrar las ventanas de corregir valores medidos y la de configuracion del sensor.

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Figura 2

4. Ahora dar clic sobre la figura del sensor en UB1, allı dar clic en corregir. Aparece una ventana para corregirvalores medidos, allı en el cuadro de Offset escribir cero (0) y dar clic en corregir Offset, como se muestra enla figura 3.5. Cerrar las ventanas de corregir valores medidos, la de configuracion del sensor y por ultimo la de ajustes.

6. Recuerde que las mediciones se inician y se detienen con el boton , en este caso dar clic para queinicie y termine la toma de datos y la representacion de la curva de histeresis.7. Ahora cambie el ajuste del generador de funciones a una frecuencia de 0,3 Hz y 0.4 Hz onda senoidal y unvoltaje inducido U=2 V, graficando las 3 curvas en la misma cuadricula del Cassy-Lab.8. Ahora cambie el ajuste del generador de funciones a una frecuencia de 0,1 Hz, onda senoidal y un voltajeinducido U = 1V , 1,5V y 2V , graficando las 3 curvas en la misma cuadricula del Cassy-Lab.9. Ahora ajuste el generador de funciones a una frecuencia de 0.2 Hz, onda senoidal y el voltaje inducido en2 V, dejando que la curva realice 5 ciclos en la cuadricula del Cassy-Lab.

Figura 3

73

EVALUACION


1. Con el CassyLab calcule la integral de pico para los ciclos de la curva de histeresis (para cada grafica)

2. ¿Que significa el valor de la integral calculada?

3. Graficadas en la misma cuadricula compare las diferentes curvas de histeresis que obtuvo cuando cambiola frecuencia. Explique el porque de su diferencia.

4. Graficadas en la misma cuadricula haga compare las diferentes curvas de histeresis que obtuvo cuandocambio el voltaje inducido U. Explique el porque de su diferencia.

5. Explique el comportamiento de la curva de histeresis, es decir ¿porque tiene esa forma?.

6. Con base en la grafica del numeral 9 del procedimiento explique ¿Que fenomeno fısico ocurre para queen los diferentes ciclos la curva de histeresis no pase por el mismo trazado?.

BIBLIOGRAFIATEXTOS SUGERIDOSGURU, Bhag S. MAQUINAS ELECTRICAS Y TRANSFORMADORES, Segunda edicion. Ed. Mc Graw Hill.SEGUI CHILET, Salvador. FUNDAMENTOS BASICOS DE LA ELECTRONICA DE POTENCIA.OHANIAN, Hans; MARKERT, Jhon. Fısica para ingenierıa y ciencias. Volumen 2. Tercera edicion. Ed. McGraw Hill.

TEXTOS COMPLEMENTARIOSTIPLER, A, Fısica, tomo I y II.RODRIGUEZ, O, Fısica electromagnetismo.RAYMOND, A. Fısica para ciencias e Ingenierıa.

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