REPBLICA DE BOLIVIA UNIVERSIDAD MAYOR DE SAN ANDRS FACULTAD DE INGENIERA

Materia: Laboratorio de fsica 102 Nivel: 2 Grupo: D Gestin acadmica: II-2011 Apellido y nombre del docente: Ing. Levy Ciro Apellido y nombre del ayudante: Apellido y no9mbre del alumno: Yanarico Ramos Marisela Carrera: Ingeniera petrolera Fecha de entrega: 23-08-2011

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La Paz Bolivia

NDICE1. 2. INTRODUCCIN .................................................................................................................................4 INSTRUMENTOS DE MEDICIN ......................................................................................................4 2.1. a) b) c) 2.2. a) 2.3. a) b) c) d) e) 2.4. a) b) c) d) 2.5. a) b) c) d) e) 3. a) b) c) d) 4. Para medir masa .........................................................................................................................4 La balanza. .....................................................................................................................................4 La bscula.......................................................................................................................................5 El espectrmetro de masas .............................................................................................................5 Para medir temperatura ..............................................................................................................5 El termmetro.................................................................................................................................5 Para medir propiedades elctricas ..............................................................................................6 Los galvanmetros .........................................................................................................................6 El vatmetro. ...................................................................................................................................7 Un ampermetro..............................................................................................................................7 Un hmetro u ohmmetro. ..............................................................................................................7 El electroscopio. .............................................................................................................................7 Para medir longitud ....................................................................................................................8 El metro. .........................................................................................................................................8 La regla...........................................................................................................................................8 El micrmetro.................................................................................................................................8 Vernier ...........................................................................................................................................9 Otros instrumentos de medicin ...............................................................................................10 Dinammetro................................................................................................................................10 Barmetro. ....................................................................................................................................10 Bargrafo......................................................................................................................................10 Cronmetro ..................................................................................................................................11 El transportador. ...........................................................................................................................11 El telescopio. ................................................................................................................................11 La lupa. .........................................................................................................................................11 El microscopio compuesto ...........................................................................................................12 Periscopio. ....................................................................................................................................12

INSTRUMENTOS PTICOS .............................................................................................................11

CONCLUSIN ....................................................................................................................................13 Pgina 2

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BIBLIOGRAFA ..................................................................................................................................13

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Instrumentos utilizados en el laboratorio de fsica

1. INTRODUCCIN La fsica es una ciencia que tiene por objeto el descubrimiento y estudio de los fenmenos de la naturaleza, para esto se apoya en el uso de instrumentos que facilitan su labor. Estos instrumentos podemos clasificarlos en: Instrumentos de Medicin Instrumentos pticos Ambos cumplen tareas especficas en el proceso que lleva el conocer del porqu de un fenmeno. En la fsica e ingeniera, medir es la actividad de comparar magnitudes fsicas de objetos y sucesos del mundo real. Como unidades se utilizan objetos y sucesos previamente establecidos como estndares, y la medicin da como resultado un nmero que es la relacin entre el objeto de estudio y la unidad de referencia. Los instrumentos de medicin son el medio por el que se hace esta conversin. Adems de stos tambin aportan al estudio los llamados instrumentos pticos, que no son ms que combinaciones de lentes, espejos y prismas utilizados con el fin de apreciar los objetos con mayor nitidez, revelando detalles que no logran ser vistos a simple vista. 2. INSTRUMENTOS DE MEDICIN Los fsicos utilizan una gran variedad de instrumentos para llevar a cabo sus mediciones. Desde objetos sencillos como reglas y cronmetros hasta microscopios electrnicos y aceleradores de partculas. Existe gran variedad de instrumentos de medicin; podemos clasificarlos comnmente en instrumentos para medir masa, temperatura, propiedades elctricas, longitud, entre otros. 2.1. Para medir masa a) La balanza: es uno de los instrumentos u operadores tcnicos que se han inventado para medir la masa de un cuerpo. Sin embargo, el uso ms frecuente es utilizarlas en la superficie terrestre asociando la masa al peso correspondiente, por lo cual suele referirse a esta magnitud. La balanza se utiliza para pesar masas pequeas de solo unos kilos y a nivel de laboratorio. La evolucin de las balanzas en los ltimos tiempos ha sido muy acusada, porque se ha pasado de utilizar las balanzas tradicionales de funcionamiento mecnico a balanzas electrnicas de lectura directa y precisa. Los principales usos de las balanzas actualmente son para pesar los alimentos que se venden a granel al peso: carne, pescado, frutas, etc. Entre otros usos uno de los ms importantes es para pesar pequeas cantidades de masa en los laboratorios para hacer pruebas o anlisis de determinados materiales. Estas balanzas destacan por su gran precisin.

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b) La bscula: junto con la balanza son instrumentos u operadores tcnicos que se han diseado e inventado para determinar el peso de masas. La bscula fue el operador que se invent para pesar las masas que no se podan pesar en otros instrumentos, bien porque fuesen demasiado pesadas o bien porque no se pudiesen colgar de ganchos. As que lo caracterstico de las bsculas es que tienen una plataforma al ras con el suelo, donde resulta fcil colocar la masa que se quiere pesar. El sistema original de funcionamiento estaba basado en un juego de palancas que se activaban al colocar la masa en la plataforma y que luego se equilibraba con el desplazamiento de un piln a lo largo de una barra graduada donde se lea el peso de la masa. Esta facilidad para poner masas grandes y pesadas encima de la plataforma es lo que ha hecho posible construir bsculas con una capacidad de peso muy grande que son utilizadas para pesar camiones de gran tonelaje. Las bsculas miden la fuerza ejercida por un objeto sujeto a la fuerza de gravedad. Gracias a la relacin F = m x a, siendo a: la gravedad, es posible calcular la masa. Las bsculas se tienen que "calibrar" en donde se vayan a utilizar, debido a las diferencias en la fuerza de gravedad en diferentes partes del planeta. El mtodo utilizado para calibrar es por comparacin a estndares o patrones internacionales definidos de masa (el kilogramo, la libra, etc.).

c) El espectrmetro de masas: es un instrumento que permite analizar con una gran precisin la composicin de diferentes elementos qumicos e istopos atmicos, separando los ncleos atmicos en funcin de su relacin masa-carga (m/z). Puede utilizarse para identificar los diferentes elementos qumicos que forman un compuesto o determinar el contenido isotpico de diferentes elementos en un mismo compuesto. El espectrmetro de masas mide razones carga/masa de iones, calentando un haz de material del compuesto a analizar hasta vaporizarlo y ionizar los diferentes tomos. El haz de iones produce un patrn especfico en el detector que permite analizar el compuesto qumico. El primer instrumento similar a un espectrmetro de masas fue descrito en 1899 por el cientfico ingls J. J. Thomson quien estaba interesado en medir la relacin masa-carga del electrn. En 1918 y 1919 A. J. Dempster y F. W. Aston construyeron los primeros instrumentos capaces de actuar como un espectrmetro de masas. 2.2. Para medir temperatura

a) El termmetro: es un instrumento u operador tcnico que fue inventado y fabricado para poder medir la temperatura. Desde su invencin han evolucionado mucho, principalmente desde que se empezaron a fabricar los termmetros electrnicos digitales. Los termmetros inciales que se fabricaron se basaban en el principio de la dilatacin, por lo que se prefiere el uso de materiales con un coeficiente de dilatacin alto de modo que, al aumentar la temperatura, la dilatacin del material sea fcilmente visible. El mineral base que se utilizaba en este tipo de termmetros ha sido el mercurio encerrado en un tubo de cristal que incorporaba una escala graduada. Laboratorio de Fsica 102 Pgina 5

La escala ms usada en la mayora de los pases es la escala centgrada (C), tambin llamada Celsius desde 1948, en honor a Anders Celsius. En esta escala el Cero grados centgrado (0C), corresponde con el punto de congelacin del agua y los cien grados corresponden con el punto de ebullicin del agua.

Otras escalas termomtricas son: Fahrenheit (F), propuesta por Gabriel Fahrenheit en 1724, que es la unidad de temperatura en el Sistema Imperial britnico de unidades, actualmente utilizado principalmente en Estados Unidos. Raumur (R), en desuso. Kelvin (K) o temperatura absoluta, unidad de temperatura del Sistema Internacional de Unidades.

2.3. Para medir propiedades elctricas a) Los galvanmetros: son aparatos que se emplean para indicar el paso de corriente elctrica por un circuito y para la medida precisa de su intensidad. Suelen estar basados en los efectos magnticos o trmicos causados por el paso de la corriente. En el caso de los magnticos pueden ser de imn mvil o de cuadro mvil. En un galvanmetro de imn mvil la aguja indicadora est asociada a un imn que se encuentra situado en el interior de una bobina por la que circula la corriente que tratamos de medir y que crea un campo magntico que, dependiendo del sentido de la misma, produce una atraccin o repulsin del imn proporcional a la intensidad de dicha corriente. En el galvanmetro de cuadro mvil el efecto es similar, difiriendo nicamente en que en este caso la aguja indicadora est asociada a una pequea bobina, por la que circula la corriente a medir y que se encuentra en el seno del campo magntico producido por un imn fijo.

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b) El vatmetro: es un instrumento electrodinmico para medir la potencia elctrica o la tasa de suministro de energa elctrica de un circuito elctrico dado. El dispositivo consiste en un par de bobinas fijas, llamadas bobinas de corriente, y una bobina mvil llamada bobina de potencial. Las bobinas fijas se conectan en serie con el circuito, mientras la mvil se conecta en paralelo. La inclinacin del vatmetro depende tanto de la corriente como del voltaje y puede calibrarse directamente en vatios.

c) Un ampermetro: es un instrumento que sirve para medir la intensidad de corriente que est circulando por un circuito elctrico. Los ampermetros, en esencia, estn constituidos por un galvanmetro cuya escala ha sido graduada en amperios. En la actualidad los ampermetros utilizan un conversor analgico/digital para la medida de la cada de tensin sobre un resistor por el que circula la corriente a medir. La lectura del conversor es leda por un microprocesador que realiza los clculos para presentar en un display numrico el valor de la corriente circulante.

d) Un hmetro u ohmmetro: es un instrumento para medir la resistencia elctrica. El diseo de un hmetro se compone de una pequea batera para aplicar un voltaje a la resistencia bajo medida, para luego mediante un galvanmetro medir la corriente que circula a travs de la resistencia. La escala del galvanmetro est calibrada directamente en ohmios, ya que en aplicacin de la ley de Ohm, al ser fijo el voltaje de la batera, la intensidad circulante a travs del galvanmetro slo va a depender del valor de la resistencia bajo medida, esto es, a menor resistencia mayor intensidad de corriente y viceversa.

e) El electroscopio es un instrumento que nos permite conocer si un cuerpo est cargado elctricamente. Laboratorio de Fsica 102 Pgina 7

Un electroscopio sencillo consiste en una varilla metlica vertical que tiene una bolita en la parte superior y en el extremo opuesto dos lminas de oro muy delgadas. La varilla est sostenida en la parte superior de una caja de vidrio transparente con un armazn de metal en contacto con tierra. El funcionamiento del electroscopio es sencillo. Si se acerca a l previamente cargado un cuerpo electrizado con carga igual a la del electroscopio, las lminas se separan mas. Al acercar al electroscopio un objeto con carga de signo contrario, se observa que las lminas se cierran.

2.4. Para medir longitud Dentro de los instrumentos de medicin de longitudes, la cinta mtrica o metro, la regla, el tornillo micromtrico y el vernier son los ms comunes y los ms fciles de utilizar. a) El metro: normalmente fabricado de fleje metlico o fibra textil, tiene una escala grabada sobre su superficie, graduada y numerada, en el sistema mtrico las divisiones suelen ser centmetros o milmetros. Los metros de fleje metlico, enrollables, suelen tener una longitud entre 2 a 10 metros, normalmente, los de material textil, suelen ser de mayor longitud de 10 a 50 m.

b) La regla: a diferencia del metro, es rgida, construida de metal, madera o material plstico, y tiene una escala graduada y numerada y su longitud total rara vez supera el metro de longitud.

Adems de estos encontramos instrumentos ms exactos como: c) El micrmetro: (del griego micros, pequeo, y metros, medicin), tambin llamado Tornillo de Palmer, es un instrumento de medicin cuyo funcionamiento est basado en el tornillo micromtrico que sirve para medir con alta precisin del orden de centsimas de milmetros (0,01 mm) y de milsimas de milmetros (0,001mm) (micra) las dimensiones de un objeto. Laboratorio de Fsica 102 Pgina 8

Para ello cuenta con 2 puntas que se aproximan entre s mediante un tornillo de rosca fina, el cual tiene grabado en su contorno una escala .La mxima longitud de medida del micrmetro de exteriores es de 25 mm, por lo que es necesario disponer de un micrmetro para cada campo de medidas que se quieran tomar. (0-25 mm), (25-50 mm), (50-75 mm), etc.

d) Vernier: se denomina vernier en honor al matemtico francs Pierre Vernier, quien la invent, a la escala secundaria de un calibre destinada a apreciar fracciones de la unidad menor, aumentando la precisin. En castellano se utiliza con frecuencia la voz nonio. La precisin de estos instrumentos depende mucho de la calidad y estado del instrumento en s; por ejemplo, hay verniers que son precisos hasta los milsimos de una pulgada (.001"), cuando otros son aun ms precisos (.0005"). La medida se lee en decimales de pulgada o de unidades mtricas; algunos presentan ambas unidades. Este instrumento es verstil por su diseo, pues permite medir en distintas formas.

El calibrador o vernier, conocido tambin como pie de rey, consiste usualmente en una regla fija de 12 cm con precisin de un milmetro, sobre la cual se desplaza otra regla mvil o reglilla. La reglilla graduada del vernier divide 9mm en 20 partes iguales de manera que pueden efectuarse lecturas con una precisin de un vigsimo de milmetro.

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2.5. Otros instrumentos de medicin a) Dinammetro: se denomina dinammetro a un operador tcnico o instrumento inventado y fabricado que sirve para medir fuerzas. Fue inventado por Isaac Newton y no debe confundirse con la balanza, instrumento utilizado para medir masas. Normalmente, un dinammetro basa su funcionamiento en un resorte que sigue la Ley de Hooke (ley de elasticidad), siendo las deformaciones proporcionales a la fuerza aplicada.

b) Barmetro: es un instrumento que mide la presin atmosfrica. La presin atmosfrica representa el peso por unidad de superficie ejercida por la atmsfera. Los primeros barmetros estaban formados por una columna de lquido encerrada en un tubo cuya parte superior est cerrada. El peso de la columna de lquido compensa exactamente el peso de la atmsfera. Los primeros barmetros fueron realizados por el fsico y matemtico italiano Evangelista Torricelli en el siglo XVII.

Los barmetros son instrumentos fundamentales para medir el estado de la atmsfera y realizar predicciones meteorolgicas. Las altas presiones se corresponden con buen tiempo mientras que las bajas presiones son indicadores de regiones de tormentas. c) Bargrafo: el barmetro se deriva un instrumento llamado bargrafo, que registra las fluctuaciones de la presin atmosfrica a lo largo de un periodo de tiempo mediante una tcnica muy similar a la utilizada en los sismgrafos.

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d) Cronmetro: la palabra cronmetro proviene de la Mitologa griega, el nombre se le dio por el Dios griego Cronos que era el Dios del tiempo El cronmetro es un reloj o una funcin de reloj que sirve para medir fracciones de tiempo, normalmente cortos y con gran precisin. Empieza a contar desde 0 cuando se le pulsa un botn y se suele parar con el mismo botn. Son habituales las medidas en centsimas de segundo, como en los relojes de pulsera o incluso milsimas de segundo. Es ampliamente conocido su empleo en competencias deportivas as como en ciencia y tecnologa.

e) Un transportador: es un instrumento de medicin con forma de semicrculo o crculo graduado en grados utilizado para medir o construir ngulos. Los ms frecuentes son aquellos con un mximo de 180, si bien existen de 360.

3. INSTRUMENTOS PTICOS En estos instrumentos se emplean espejos, tanto planos como esfricos, prismas y lentes. Los mismos son usados con el fin de apreciar los objetos con mayor nitidez, revelando detalles que no son observables a simple vista. Estos instrumentos pueden producir tanto imgenes reales como virtuales. Las imgenes reales son producidas por aparatos tales como los proyectores, las cmaras fotogrficas, en cambio las imgenes virtuales son producidas por la lupa, el microscopio y el telescopio. Anteojo Astronmico o telescopio est constituido por la combinacin de dos lentes y sirve para ver objetos lejanos. Con l se ven los objetos lejanos ms grandes de lo que podemos verlos a simple vista, pero se ven invertidos. a) El telescopio: se invent hacia 1610 pero no se sabe con exactitud quien lo hizo. Galileo, al enterarse de que los holandeses haban construido unas lentes con las que observaban objetos, construy unas, las puli, les dio la curvatura adecuada, e hizo con ellas un telescopio.

b) Una lupa: es una lente biconvexa (curvada por los 2 lados) montada en un soporte circular que, dependiendo de su diseo, y muy comnmente, del uso especfico en cierta rea de trabajo o investigacin, puede o no tener un mango para facilitar su manejo. El uso primordial de la Laboratorio de Fsica 102 Pgina 11

lupa es el de ampliar pequeas zonas para obtener una mejor visualizacin, por ejemplo, para leer, o ver algn objeto con ms detalle. La lupa es un instrumento u operador tcnico que ha sido inventado y fabricado para hacer uso de principios de fsica referente a la ptica, pues la lente desva la luz incidente de modo que se forma una imagen virtual ampliada del objeto por detrs de la misma. La imagen se llama virtual porque los rayos que parecen venir de ella no pasan realmente por ella. Las lupas pueden ser de distintos tamaos, y dependiendo, el lente puede tener cierto grado de magnificacin. Generalmente, las lupas de mayor dimetro son ms potentes. Mas no todos los lentes de lupa son de forma circular, sino que hay algunos lentes que han sido hechos en forma cuadrangular o rectangular.

c) Un microscopio compuesto: es un microscopio ptico que tiene ms de un lente. Los microscopios compuestos se utilizan especialmente para examinar objetos transparentes o cortados en lminas tan finas que se transparentan. Se emplea para aumentar o ampliar las imgenes de objetos y organismos no visibles a simple vista. El microscopio ptico comn est conformado por tres sistemas: El sistema mecnico est constituido por una serie de piezas en las que van instaladas las lentes que permiten el movimiento para el enfoque. El sistema ptico comprende un conjunto de lentes dispuestas de tal manera que produce el aumento de las imgenes que se observan a travs de ellas. El sistema de iluminacin comprende las partes del microscopio que reflejan, transmiten y regulan la cantidad de luz necesaria para efectuar la observacin a travs del microscopio. La parte mecnica del microscopio comprende el pie, el tubo, el revlver, el asa, la platina, el carro, el tornillo macromtrico y el tornillo micromtrico. Estos elementos sostienen la parte ptica y de iluminacin, adems permite los desplazamientos necesarios para el enfoque del objeto.

d) Periscopio: Proviene del griego peri- y -scopio, ("mirar en torno") es un instrumento para la observacin desde una posicin oculta. Laboratorio de Fsica 102 Pgina 12

En su forma sencilla es un tubo con un juego de espejos en los extremos, paralelos y en un ngulo de 45 respecto a la lnea que los une. Se puede usar para ver sobre la cabeza de la gente en una multitud. Esta forma de periscopio, con la adicin de simples lentes, fue usado para propsitos de observacin en trincheras durante la Primera Guerra Mundial. Los periscopios ms complejos usan prismas en vez de espejos, y disponen de aumentos, como los usados en los submarinos.

4. CONCLUSIN Los instrumentos en los que se apoya la fsica para realizar su labor con mayor facilidad y eficacia se pueden clasificar en: instrumentos de medicin e instrumentos pticos. Los instrumentos de medicin a su vez se clasifican en instrumentos para medir masa, como la balanza y la bscula; para medir temperatura, como el termmetro; para medir propiedades elctricas, como el ampermetro, el galvanmetro, el vatmetro; para medir longitud, como el metro, la regla, el calibrador; y otros como el dinammetro encargado de medir fuerzas, el barmetro que mide la presin atmosfrica, el cronmetro que mide pequeas fracciones de tiempo y el transportador que sirve para medir y construir ngulos. As como los instrumentos de medicin, los instrumentos pticos tambin tienen su clasificacin, pues stos pueden producir tanto imgenes virtuales como imgenes reales; los que producen imgenes virtuales son los proyectores; y los encargados de producir imgenes reales son la lupa, el microscopio, el telescopio. Cada uno de estos instrumentos presta su apoyo a la fsica de distintas maneras, siendo importante que se los manipule adecuadamente, de modo que no se llegue a daarlos, puesto que podemos perjudicar nuestro trabajo si realizamos prcticas con instrumentos que no se encuentren en buenas condiciones. 5. BIBLIOGRAFA TEORA Y PRCTICA DE FSICA 9 grado. Educacin Bsica. Autor: Ely Brett www.wikipedia.com www.monografas.com

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