LABORATORIOS_DE_FISICA_1[1]-2.pdf

7/27/2019 LABORATORIOS_DE_FISICA_1[1]-2.pdf

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GUIA DE LABORATORIO


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CONTENIDO

Contenido .. 2

Presentacin 4

Objetivos 5

Normas Generales del Laboratorio. 6

Modelo de Informe de Laboratorio .. 8

Practica N 1 .. 10

Modelacin de datos y ajustes.

Practica N 2 15

Movimiento en una dimensin MRUV.

Practica N3 19

Caida Libre.

Practica N 4 23

Movimiento Parablico.Practica N 5 . 26

Movimiento Circular.

Practica N 6 30

Mquina de Atwood.

Practica N 7 33

Gravedad en un plano inclinado.

Practica N 8 . 36

Leyes de Newton.

Practica N 9....... 39

Rozamiento Estatico.


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Practica N 10....... 43

Trabajo y Energa.

Practica N 11....... 47

Centro de Gravedad.

Practica N 12....... 53

Resistencia de Aire.

Bibliografa 57


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PRESENTACION

El presente MANUAL DE PRACTICAS DE LABORATORIO DE FISICA I, rene dentro desu contenido la variedad de prcticas de laboratorio y est dirigida a los estudiantes de las

diferentes carreras profesionales de Ingeniera de la Universidad Privada del Norte.

El objetivo del Laboratorio de fsica I es que los estudiantes se familiaricen con conceptos

tcnicas y herramientas de laboratorio que le permitan conocer conceptos bsicos de fsica:

Este manual tiene la intencin de servir como una gua prctica para el desarrollo de

experimentos.

El manual est constituido por una serie de prcticas de laboratorio diseada en principios

como temas de acercamiento entre los temas tericos, la observacin, el anlisis y la

interpretacin de los fenmenos fsicos, pasos importantes en la formacin de los estudiantes

de Ingeniera.

Lic. Milton Osmar Ruiz Enriquez


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OBJETIVOS

Estimular en el estudiante el desarrollo de su capacidad de observacin, anlisis e

interpretacin de fenmenos fsicos que permita la comprensin del tema.

Valorar la informacin cualitativa y cuantitativa como parte del trabajo experimental

Lograr que el estudiante adquiera destreza, en el manejo de equipos, tcnicas yprocedimientos fundamentales en el laboratorio como parte de su formacin en el campo

experimental.


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NORMAS GENERALES DEL LABORATORIO

ANTES DE INICIAR SU PRCTICA:

La asistencia a la prctica de laboratorio es obligatoria.

La tolerancia para entrar al laboratorio ser la que rige el Reglamento Interno de

Laboratorio.

Acatar las instrucciones indicadas en el Reglamento Interno de Laboratorio.

No dejar abrigos, tiles u otros objetos sobre las mesas de trabajo.

Es obligatorio llevar bata y lentes de seguridad para evitar quemaduras.

Se deben seguir a todo momento las indicaciones del Docente.

Es imprescindible leer la gua de prcticas antes de comenzar.

Verificar que se encuentre todo el material necesario en las condiciones adecuadas.

Comunicar cualquier anomala al Docente

Cada grupo de trabajo ser responsables del material asignado

Queda prohibido, fumar, comer o beber dentro del laboratorio.

DURANTE EL TRABAJO:

No debe JUGAR en las mesas de trabajo.

En el rea de trabajo el estudiante solo mantendr su cuaderno o laptop.

Las prcticas son realizadas por los estudiantes en grupos conformados en la primera

sesin, los cuales no deben cambiarse sin la autorizacin del profesor.

Cada estudiante tiene la obligacin de leer cuidadosamente la gua de la

correspondiente prctica en forma individual antes del inicio de la sesin de

laboratorio, y debe saber que va a hacer.

Todos los miembros del grupo deben participar en el desarrollo de cada uno de las

prcticas.

AL TERMINAR:

El lugar y el material de trabajo debe quedar limpio y ordenado, tambin se deben

apagar y desenchufar los aparatos.

Entregar para su revisin el reporte de la prctica elaborada.

Hasta que el profesor no de su autorizacin no se considerara finalizada la prctica y

por lo tanto, no podrs salir de laboratorio.


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MODELO DE INFORME DE LABORATORIO

A continuacin se presentan las pautas para la presentacin de informes que deben ser

elaborados en el desarrollo de los laboratorios.

DATOS PERSONALES

1. Ttulo. El ttulo del trabajo debe ser especifico e informativo

2. Objetivo: Lo que se desea lograr con la prctica. En un prrafo de no ms de 40 palabras

3. Resumen: Es el condensado de las ideas centrales o suscripcin sucinta de todo elcontenido del informe de investigacin. Debe incluir la justificacin, objetivo general,principales resultados y conclusiones. Su extensin vara de las 75 hasta las 150

palabras como mximo.

4. Materiales y Equipo: En l se listan los materiales y equipos a utilizar y reactivosutilizados en el trabajo.

5. Datos Experimentales: Algunos proporcionados por la teora bsica o tablas y otrosque tendrn que ser calculados en conjunto para llegar a un resultado final. Adems

calcular los tipos de errores, relativa, porcentual, etc.... Tambin informacin detallada,

ordenada y correcta de datos.

6. Procesamiento de Datos: Los resultados deben presentarse preferiblemente en formade grficos. En lo posible evitemos la inclusin de tablas de datos a menos que sean

sustanciales. Los datos del experimento deben estar diferenciados de otros datos que

puedan incluirse para comparacin y tomados de otras fuentes. Como practica

invariante debemos expresar resultados con sus incertidumbres en lo posible

especificando como las calcularon.

7. Anlisis y Discusin de Resultados: En esta parte debemos explicitar el anlisis de losdatos obtenidos. Aqu se analizan, por ejemplo, las dependencias observadas entre las

variables, la comparacin de los datos con un modelo propuesto o las similitudes y

discrepancias observadas con otros resultados. El trabajo adems propone un modelo

que trate de dar cuenta de los datos obtenidos, es decir, si el modelo es original detrabajo, su descripcin debe quedar lo ms clara posible.

8. Conclusiones: En esta seccin tenemos que comentar objetivamente que hanaprendido del experimento realizado, y sintetizar las consecuencias e implicancias que

encontramos asociadas a nuestros resultados. Podemos decir que un buen informe es

aquel que demuestra el mayor numero de conclusiones (correctas) alcanzadas a partir

de los datos obtenidos.


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9. Bibliografa: se debe dar la referencia completa: autor(es), fecha de publicacin, ttulode la publicacin y detalles de publicacin.

10.Cuestionario.


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PRCTICA N01

MODELACIN DE DATOS Y AJUSTE DE CURVAS

I. OBJETIVOS

1. Buscar una estimacin probabilstica de la ecuacin que representa a unos datosexperimentales.

2. Encontrar la ecuacin de la recta, utilizando mtodo de mnimos cuadrados.

3. Graficar los resultados experimentales, curvas de ajuste.4. Determinar el valor de la constante de elasticidad del resorte.

II. FUNDAMENTO TERICO

ModelosEs una representacin de la realidad que contiene las caractersticas generales de algo que se vaa realizar. Cuando se desea investigar un fenmeno fsico nuevo, nos preguntamos Qu es lo que

causa este fenmeno? Esta pregunta nos lleva a preguntarnos sobre la relacin entre lasmagnitudes fsicas observadas en dicho fenmeno; por tanto el primer paso es buscar las

magnitudes que posiblemente estn relacionadas. Como siguiente paso es proponer unaconstruccin hipottica al cual se le llama modelo de tal forma que se aproxime a describir algo

real.

Cuando se trata de construir un modelo se puede distinguir dos tipos de modelos:

Modelo emprico: Son modelos que se basan en aproximaciones empricas producto de laobservacin o experimentacin y se pueden considerar como un conjunto de ecuaciones

heursticas (experiencia); cada una de esas ecuaciones es usualmente la descripcin esttica de

una relacin entre el proceso considerado y las condiciones ambientales.

Modelo terico: Los modelos tericos se basan en una propuesta o teora de entendimiento delfenmeno en estudio; puesto que se basa en una teora, ser correcto siempre y cuando la teora

lo sea y slo para el mbito de condiciones para el cual ella sea propuesta.

Realizar un experimento implica primero proponer un modelo y luego probar ese modelopropuesto.

Modelacin de datos

Consideremos que se tiene un modelo para el cual se ha diseado un experimento; al llevar cabolas mediciones obtenemos un conjunto de datos, los cuales deben ser ajustados al modelopropuesto, el mismo que depende de parmetros ajustables. En algunos casos el modelo es unaclase de funciones conocidas, tales como polinomios o curvas estadsticas y mediante un ajustede curvas obtenemos los coeficientes apropiados. Por ejemplo:

Recta: y a bx Hiprbola:2 2

2 21

x y

a b

Parbola: 2y a bx cx Exponencial: xy ab

Donde x y y, representan variables y las letras denotan constantes o parmetros a

determinar.


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Una vez elegido el tipo de curva para el ajuste se tiene que determinar las constantes de tal

manera que individualicen a la mejor curva dentro de este tipo. Por ejemplo si se tuviera que

ajustar una parbola debemos determinar las constantes a, b, c que mejor coincida con los

resultados obtenidos experimentalmente. Esto requiere resolver un sistema de ecuaciones

como veremos a continuacin en el ajuste que se har por mnimos cuadrados y parbola mino-

cuadrtica.

Mtodo de los mnimos cuadradosUna curva que ajusta los datos en el sentido mnimo cuadrtico ser llama curva mnima

cuadrtica.

Consideremos los valores experimentales 1 1 2 2( , ),( , ),..., ( , )n nx y x y x y , se desea construir una

funcin F(x) de manera que los puntos 1 1 2 2( , ( )),( , ( )),...,( , ( ))n nx F x x F x x F x , casi coincida con

los puntos anteriores.

Sea Di las desviaciones; el ajuste por mnimos cuadrados consiste en hallar la curva F(x) tal que

haga mnima la suma de los cuadrados de las desviaciones.

Por tanto se busca que:2 2 2

1 2 ... nS D D D Sea un mnimo.

Si se cumpliese S=0, es decir 1 2 ... 0nS D D D , se tendra que F pasa por todos los

puntos experimentales, pero esto es pedir demasiado en un experimento.

Recta mnimo cuadrticaLa recta que ajusta el conjunto de puntos dados anteriormente tiene por ecuacin:

( )F x a bx

Donde las constantes a y b se determinan resolviendo las siguientes ecuaciones llamadas

ecuaciones normales.

A)1 1

n n

i i

i i

y na b x

B)2

1 1 1

n n n

i i i i

i i i

y x a x b x

La cuales fueron obtenidas considerando

2 2 22

1 1 2 2

1

........n

i n n

i

S D a bx y a bx y a bx y

Y luego igualando a cero las derivadas respecto de a y b para que S sea mnimo.


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Parbola Mnimo-cuadrtica

Aqu el ajuste se har en la forma de la ecuacin de la parbola2( )F x a bx cx

En forma similar al caso anterior se busca determinar los coeficientes a, b, c partiendo de las

ecuaciones normales con la condicin de que2 2 2

1 2 ... nS D D D , tome su valor mnimo.

A)2

1 1 1

n n n

i i i

i i i

y na b x c x

B)2 3

1 1 1 1

n n n n

i i i i i

i i i i

x y a x b x c x

C)2 2 3 4

1 1 1 1

n n n n

i i i i i

i i i i

x y a x b x c x

Nota: Este clculo de hallar las constantes a, b, c; puede hacerse aun ms sencillo si los datosson hechos por una calculadora cientfica (Regresin lineal).

Ley de Hooke

La ley de Hooke da cuenta de la relacin que existe entre la fuerza que se aplica a un cuerpo y ladeformacin que en l se produce. Esta ley es vlida cuando las deformaciones son pequeas,

deformaciones elsticas, de forma que una vez que se deja de aplicar la fuerza deformada el

cuerpo vuelve a su estado original.

Toda fuerza aplicada a un muelle produce una deformacin. Esta ley expresada

matemticamente es:

( )F k x


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La que nos dice que la fuerza F aplicada a un muelle, produce un incremento f ix x x

en su

longitud proporcional a dicha fuerza. La cte. de proporcionalidad del muelle (k) es y nos indica

lo rgido que es dicho muelle (resorte). Todo muelle real tiene un lmite de deformacin en el

que pierde esta proporcionalidad (lmite elstico), no cumpliendo en ese momento la ley de

Hooke.

M

x

x

III. MATERIAL Y EQUIPO

1 Resorte

1 Soporte universal.

1 Regla graduada en mm.

2 hojas de papel milimetrado

Pesas o dinammetro

IV. PROCEDIMIENTO

Sostenga el resorte del soporte universal de manera vertical y mida la longitud inicial del

resorte (sin masas)

Ate una masa en el extremo libre del resorte y mida la nueva longitud del mismo. Repita el paso anterior por lo menos con 10 objetos de distinta masa (inicie con masas

pequeas y luego vaya aumentado el valor).

Con las longitudes finales y la inicial encuentre la deformacin para cada resorte. Cada masa multiplique por el valor de la aceleracin de la gravedad (9.81m/s2 ) para hallar

la fuerza F que aplica el resorte sobre la masa.

Con los datos obtenidos llene la siguiente tabla y luego aplicando regresin lineal y mnimos

cuadrados, halle el valor de K (constante de elasticidad del resorte)

V. DATOS EXPERIMENTALES

N M (Kg) L0 (m) Lf(m) LfL0 (m) F(N)

1

2

3

4

5


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VI. CUESTIONARIO:

1. Despus del problema analizado depende la elongacin del resorte de la fuerza aplicada?

2. Cmo explicara Ud. La ley de Hooke?

3. Qu tendencia tiene la grfica de F vs L?

4. Cul es la ecuacin que mejor describe este fenmeno fsico?

5. Con los resultado obtenidos Qu informacin nos da la constante K?


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PRACTICA N 02

MOVIMIENTO EN UNA DIMENSION: MRUV

I. OBJETIVOS:

Determinar las ecuaciones de movimientox(t) y v(t) de un mvil a partir de datosexperimentales.

Interpretar las grficasxvs t(distancia vs tiempo) y vvs t(velocidad vs tiempo) deun MRUV.

Comprobar si la aceleracin es uniforme.

II. FUNDAMENTO TERICO:

Para estudiar la cinemtica de una

partcula es necesario conocer sus

ecuaciones de movimiento, las cualesdescriben la posicin (coordenada) y la

velocidad en funcin del tiempo esdecirx(t) y v(t).

Cuando una partcula se mueve desde

la posicin xi hasta la posicin xf, sudesplazamiento est dado porxf xi, yse designa con la letra griega delta (),que indica el cambio en una cantidad.

Por consiguiente, el desplazamiento describe el cambio en la posicin de la partcula

f ix x x

La velocidad promedio v de una partcula se define como la razn de sudesplazamiento xy el intervalo de tiempo t.

xv

t

La velocidad promedio es independiente de la trayectoria seguida por la partcula. Esto

es posible debido a que la velocidad promedio es proporcional al desplazamiento x, elcual depende slo de las coordenadas inicial y final de la partcula; por tanto, se deduce

que si una partcula inicia su movimiento en algn punto y regresa al mismo punto va

cualquier trayectoria, su velocidad promedio para este recorrido es cero, debido a que

su desplazamiento es cero.

El desplazamiento no debe confundirse con la distancia recorrida, puesto que encualquier movimiento la distancia recorrida es por completo diferente a cero, sin

embargo el desplazamiento es nulo cuando las posiciones inicial y final tienen la misma

coordenada.

La rapidez promedio de una partcula se define como el cociente entre la distancia totalrecorrida y el tiempo total que lleva viajar esa distancia:

distancia totalrapidez promedio

tiempo


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La unidad del SI de la rapidez promedio, igual que la velocidad, es decir m/s. Sinembargo, a diferencia de la velocidad promedio, la rapidez promedio no tiene direccin,por lo tanto no lleva signo algebraico. Conocer la velocidad promedio de una partcula

no brinda ninguna informacin acerca de los detalles del viaje.

Velocidad instantnea y rapidez instantnea. La velocidad instantnea de una

partcula es la velocidad calculada para un intervalo de tiempo tinfinitesimalmentepequeo en otras palabras, en algn punto sobre una grfica espacio-tiempo - ste

concepto tiene una importancia especial cuando la velocidad promedio no es constante

en diferentes lapsos de tiempo.

La velocidad instantnea, ves igual al valor lmite del cociente x/tconforme tseacerca a cero.

0lim

t

x dxv

t dt

La velocidad instantnea puede ser positiva, negativa o cero, dependiendo de la

pendiente de la grfica posicin-tiempo (xvs t).

La rapidez instantnea de una partcula se define como el mdulo (valor absoluto) dela velocidad instantnea. La rapidez no tiene direccin asociada y en consecuencia, no

lleva signo algebraico.

Aceleracin promedio y aceleracin instantnea. Se define la aceleracin como lavariacin de la velocidad en la unidad de tiempo. La aceleracin promedio se calcula

por la siguiente ecuacin:v

at

La aceleracin instantnea es la aceleracin calculada para un intervalo de tiempo

infinitesimalmente pequeo:2

20

limt

v dv d xa

t dt dt

MOVIMIENTO RECTILNEO UNIFORMEMENTE VARIADO (MRUV).

Se llama MRUV al descrito por una partcula que se mueve con aceleracin constante

ay en lnea recta. Las ecuaciones de movimiento de dicha partcula son:

2

0 0 0 0

1( ) ( ) ( )

2x t x v t t a t t

0 0( ) ( )v t v a t t

En estas ecuacionesx(t) y v(t) son la coordenada (posicin) y la velocidad expresadascomo una funcin del tiempo t.Adems

0x es la posicin inicial, 0v es la velocidad inicial, las cuales son tomadas con

respecto al tiempo de referencia 0t .

En esta prctica de laboratorio hallaremos estas ecuaciones para un caso concreto.

III. MATERIALES Y EQUIPOS:

- Carro dinmico - Computadora.


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- Riel para carro dinmico

- Base y barra de soporte

- Interface vernier.- Looger-Pro.- Sensor de Movimiento.

IV. PROCEDIMIENTO:

1. Armar el montaje como se muestra en la figura 01.2. Conecte el detector de movimiento al canal digital uno de la interface.

3. Coloque el detector de movimiento en la parte superior del riel. La inclinacin debera

formar un ngulo entre 5 y 10 con la horizontal.

4. Abra el programa Looger-Pro

5. Coloque una un carro dinmico en el plano inclinado bajo el detector de movimiento.

6. Hacer click en Asignar para empezar la recopilacin de datos. Soltar el baln al

mismo tiempo que hace click.

7. Graficar la posicin vs el tiempo y la velocidad versus tiempo.

8. Hacer click en la grfica velocidad vs tiempo. click en Tool, en la barra de herramientas.

Mueva el cursor a un punto que este a un cuarto del plano inclinado yendo hacia abajo.

Grabe los datos en un archivo de Excel bajo los valores de tiempo y velocidad para

cada punto. Hasta que se encuentre el punto que corresponde al fin de la aceleracin.

9. Graficar la posicin vs el tiempo, tomando algunos puntos de los datos que se obtiene

en el programa.

10.Calcular la aceleracin del carrito con la expresin: x =a

t usando regresin lineal.

Fig. 01: Montaje experimental

V. DATOS:

N t(s) x (m) V(m/s) a(m/s)


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Tabla 01. Valores obtenidos del programa

VI. ANALISIS Y DISCUSIN DE RESULTADOS:

Para poder hallar las ecuaciones del movimiento x(t) y v(t), haga un ajuste a una polinomial

de segundo grado para la primera y un ajuste lineal para la segunda. (Puede usar el mismo

programa Logger Pro o, si lo desea, Excel). Observe el comportamiento de las grficas. La

pendiente de la grfica v vs. t representa la aceleracin del carrito, Halle un error relativo

porcentual con ste valor y considere como valor terico al valor

=

=

VI. CUESTIONARIO:

1. En la ecuacin de la grfica v vs. t cunto vale la pendiente que se obtiene en laecuacin?

2. Este valor es positivo o negativo? Qu significado tiene el signo?3. Qu representa la pendiente de la grfica anterior?4. En la grfica x vs. t, cunto vale la pendiente que se obtiene? Tiene un valor

definido o es cambiante?

5. Qu interpretacin tiene la respuesta anterior?


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PRACTICA N 03

CADA LIBRE CON REJILLA

I. OBJETIVOS:

Medir la aceleracin de un cuerpo cayendo en cada libre (g) utilizando una Rejillay un sensor de Barrera de Luz.

Discutir y analizar el movimiento de cada libre como un MRUV vertical.

II. FUNDAMENTO TERICO

Cada Libre: Decimos que un objeto est en cada libre cuando su movimiento se debe

nicamente a la accin de la aceleracin de la gravedad. No se considera la resistencia la

resistencia del aire o se le asume tan pequea como para ser despreciable. Cuando el objeto

en cada libre y est cerca de la superficie de la Tierra, la fuerza de la gravedad es

aproximadamente constante. Por lo tanto, acelera hacia abajo en forma uniforme. Esta

aceleracin se represente generalmente con el smbolog.

Se suele medir la aceleracin de la gravedad empleando una amplia variedad de mtodos

de registro del tiempo. En este experimento, se tendr la ventaja de utilizar un cronmetro

sumamente preciso conectado a su computadora y un sensor de Barrera de Luz. El sensor

de Barrera de Luz tiene un emisor de luz infrarroja que va de un lado al otro, que detecta

el momento en que es interrumpido.


PC con Windows y software Logger Pro

Interfase LabPro

Sensor de barrera de Luz

Rejilla

Pinza y soporte universal

Sensor de Barrera de Luz

Picket

fence


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IV. PROCEDIMIENTO:

Haga un reconocimiento de su Rejilla, considerando que la dejar caer por medio

del sensor de Barrera de Luz para medirg. La distancia entre el inicio de una banda

negra hasta el inicio de la siguiente banda negra es 5,0 cm.

Cuando la Rejilla va cayendo y pasa entre el sensor de Barrera de Luz, la

computadora medir el tiempo entre el momento en que la primera barra negra

bloquea la luz hasta que es bloqueada por la segunda barra. Este proceso se har

hasta que las ocho barras hayan pasado por el sensor de Barrera de Luz.

A partir de estos tiempos, el programa calcular las velocidades y aceleraciones del

movimiento y trazar las grficas respectivas. Anote los valores de pendiente de las

grficas velocidad vs. tiempo

Determine los valores mximo, mnimo y promedio de aceleracin de la Rejilla,

entre los seis intentos registrados. Antelos en la tabla de datos 02

V. OBTENCIN DE DATOS:

Tabla 01

Intento 1 2 3 4 5 6

Pendiente (m/s2)

Tabla 02magnitud Mnimo Mximo Promedio

Aceleracin (m/s2)

Tabla 03

Aceleracin debida a la gravedad,g m/s2

Precisin %


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VI. PRESENTACIN DE RESULTADOS:

Presente adecuadamente (con sus respectivas unidades y factor de escala) los

grficos obtenidos: dvs. t, vvs. t, y a vs. t,

Use el grfico distancia vs. tiempo y una ecuacin parablica (para lo cual puede

usar el mismo programa Logger Pro) para determinarg.

Use el grfico velocidad vs. Tiempo y una ecuacin lineal para determinarg.

Por otro lado, la aceleracin promedio que usted ha calculado representa al mejor

valor obtenido a partir de sus mediciones. Los valores mnimo y mximo le indican

qu tanto las medidas pueden variar de intento a intento, o lo que es lo mismo,

indican la precisin de la medicin. Una forma de determinar la precisin es tomar

la mitad de la diferencia entre los valores mnimo y mximo y usar este valor como

el valor de incertidumbre de la medicin. Exprese su resultado experimental en

forma final como el valor promedio la incertidumbre. Redondee el valor de

incertidumbre a un solo dgito decimal. Redondee de la misma forma el promedio.

Por ejemplo, si los valores mnimo, promedio y mximo son 9.02; 9.93 y 10.22 m/s 2,

exprese su resultado comog = 9.7 0.6 m/s2. Anote estos valores en la tabla dada y

colquela en los resultados.

Exprese la incertidumbre como un porcentaje de la aceleracin. Este valor ser la

precisin de su experimento. Anota este valor en su tabla. Si usramos los

resultados del ejemplo mencionado en el paso anterior, la precisin sera:

0,6

100% 6.2%9,7

VII. CUESTIONARIO:

1. Describa con sus palabras la apariencia del grfico distancia vs. tiempo para la cada

libre.

2. Describa con sus palabras la apariencia del grfico velocidad vs. tiempo.

Corresponde a un movimiento con aceleracin constante? Cul es la relacin entre

este grfico y el de distancia vs. Tiempo?.3. Si dejara caer la Rejilla desde una altura mayor, cambiara alguno de los resultados

medidos? Prubelo.

4. Si se lanza la Rejilla hacia abajo, pero soltndola en el momento que pasa por el

sensor de Barrera de Luz, cambiaran los resultados? Cambiaran si se lanzar la

Rejilla hacia arriba? Prubelo realizando los experimentos.


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5. Se ha considerado la resistencia del aire?De qu manera introducir o considerar

la resistencia del aire cambiara los resultados?.

6. Hay alguna relacin entre la velocidad inicial de un objeto y su aceleracin? Por

ejemplo, comparando la cada de un objeto, si lo lanzas hacia abajo, ser la

aceleracin diferente despus de soltarlo?

7. Investigue de qu manera la altitud afecta el valor de g? Qu otros factores

ocasionan que esta aceleracin vare en diferentes lugares? Qu tanto puede variar

g en un lugar ubicado en la sierra (en altura) comparado con un lugar ubicado en la

costa (a nivel del mar)?


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PRACTICA N 04

MOVIMIENTO PARABLICO

I. OBJETIVOS:

Medir la velocidad de una pelota empleando dos sensores de Barrera de Luz y el

software apropiado para medir tiempos.

Aplicar los conocimientos de Cinemtica en dos dimensiones para predecir el punto de

impacto de una pelota como si fuera un proyectil.

Tener en cuenta las variaciones de velocidad que pueden aparecer en cada ocasin que

se realiza un experimento al momento de calcular el punto de impacto.


Observe las figuras 01 y 02. Podra predecir el lugar donde la pelota

aterrizar? qu tienen en comn ambas figuras? Adems de la

pasin de miles de aficionados y deportistas, y de representarmbitos donde se mueven grandes cantidades de dinero? La

respuesta que nos interesa es el tipo de movimiento que se produce:

Movimiento parablico. Seguramente usted habr visto alguna vez

ste tipo de movimiento, es un movimiento que se produce en dos

dimensiones, y se puede considerar como la composicin de un

movimiento de cada libre (MRUV) en el eje vertical y un movimiento

con velocidad constante (MRU) en el eje horizontal. As tenemos:

Las ecuaciones del movimiento parablico son:

= 0

=

=

=

=

= 1/2

donde 0 es el ngulo que hace la velocidad inicial con el ejehorizontal.


01 PC con Windows y software Logger Pro

01 Interface Universal LabPro

02 sensores de Barreras de Luz Vernier 01 Plomada

Fig. 01

Fig. 02.


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01 Rampa disparadora

01 Soportes universal

01 Regla 0-100cm (0.05 cm)

01 Esfera pequea

IV. PROCEDIMIENTO:

Instale una rampa pequea de ngulo regulable sobre una mesa de tal manera que unapelota pueda ser lanzada por ella, describiendo un movimiento parablico y caer a

cierta distancia del punto de lanzamiento.

Ubica los sensores de Barrera de Luz de tal manera que las pelotas pueda pasar por enmedio de ellas inmediatamente despus de ser lanzadas.

En el programa Logger Pro, abra el archivo en la carpeta Experimento 8 de Physics withcomputers. Aparece una tabla de datos y dos grficos; uno de ellos presenta el tiempo

requerido por la pelota para pasar a travs de los sensores para cada intento y el otro,la velocidad del objeto en cada intento.

Sin dejar que la pelota caiga o golpee el suelo durantelos siguientes intentos, lanzarla seis veces en eldisparador y anotar sus valores de velocidad inicial

(tabla 01). Nota: Usted deber ingresar la distancia s,medida entre los dos sensores de Barrera de Luz a fin

de que Logger Pro pueda calcular la velocidad. (se

recomienda usar una distancia de 2 cm).

Verifique sus datos. El valor obtenido de velocidad, fueigual en todos los casos? Determine los valores promedio, mximo y mnimo haciendo

clic en el grfico velocidad vs. tiempo y luego en el botn [Estadsticas], anotar en latabla N 1.1. Alguno de los valores podra ser el ms representativo de todos los seis?

Use el valor de velocidad para calcular la distancia entre el origen en el suelo y el puntode colisin, donde la pelota chocar contra el suelo (Tabla 02). Para ello, necesitar

combinar algebraicamente ecuaciones para los movimientos con aceleracin constantedadas en el fundamento terico. Sugerencia: considere que en el instante en que el baln

cae,y = 0, y que el tiempo que demora la pelota en caer es igual al tiempo durante el cual

la pelota vuela horizontalmente. Utilice esta informacin calcular qu distancia avanza

horizontalmente la pelota durante la cada.

Tome en cuenta que los valores de velocidad mnimo y mximo darn los lmites entrelos que debera estar el punto de cada (Tabla 02).

En el momento en que su profesor se lo indique, suelte la pelota desde el punto marcadocomo punto de inicio, y verifique si cae en lugar predicho tericamente. Mida la

distancia desde este punto al origen en el suelo y antela (tabla 03).


Tabla 01: Datos obtenidos de velocidad inicial

Intento 1 2 3 4 5 6

Velocidad (m/s)

Tabla 1.1: Datos velocidades mximo, mnimo y promedio


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Tabla 02: Distancias calculadasPunto de impacto estimado m

Mnima distancia al punto de impacto m

Mxima distancia al punto de impacto m

Tabla 03: Distancia medida

Distancia al punto de impacto m

VI. DISCUSIN:

Obtenga una ecuacin para el movimiento de la pelota de este experimento en los ejeshorizontal y vertical.

Calcule el valor de la altura mxima.

Del valor terico de distancia y el valor medido en la tabla 04, hallar un error relativoporcentual y explique las causas posibles de ste error.

VII. CUESTIONARIO:

1. Qued su actual punto de impacto entre los valores mnimo y mximo estimados para

el punto de impacto? Si fue as, su prediccin fue correcta. Si no fue as, a qu podradeberse?2. Tom en consideracin la resistencia del aire en su prediccin? Si lo hizo, de qu

manera? Si no lo hizo, cmo puedo esta resistencia cambiar la distancia alcanzada por

la pelota?

3. Si usted va a dejar caer una pelota, soltndola desde el reposo, qu informacin

necesitara para predecir el tiempo que sta emplear en llegar al suelo? Qu

situaciones o elementos debe usted asumir inicialmente?

4. Si la pelota de la pregunta 1 est viajando a una velocidad horizontal conocida cuandoempieza a caer, explique de qu manera calculara qu tan lejos llegara antes de tocar

el suelo.

5. Un par de de sensores de Barrera de Luz se pueden utilizar para determinar ms

exactamente el tiempo que tarda un objeto en interrumpir la seal de uno de lossensores y luego el siguiente. Si usted deseara averiguar la velocidad de dicho objeto,

qu informacin adicional necesitar?

magnitud Mnimo Mximo Promedio

Velocidad (m/s)


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25

PRACTICA N05

MOVIMIENTO CIRCULAR

I. OBJETIVOS:

Encontrar experimentalmente la aceleracin angular para un brazo giratorio.

Encontrar una relacin experimental entre la aceleracin angular un la fuerza

tangencial que se le aplica al objeto en rotacin.


El movimiento circular es el que se basa en un eje de giro y radio

constante: la trayectoria ser una circunferencia

Dado un eje de giro y la posicin de una partcula en movimiento

giratorio, para un instante t, dado, se tiene:

Arco angular: es el ngulo recorrido, medido en radianes que sesealar con la letra: .

Si llamamos e al espacio recorrido, a lo largo de la circunferencia de

radio R, tenemos que:

Velocidad angular: se llama velocidad angular a la variacin del arco respecto altiempo, la sealaremos con la letra , y definindose como:

La velocidad tangencial de la partcula puede calcularse a partir de la velocidad angular.Si llamamos vt a la velocidad tangencial, a lo largo de la circunferencia de radio R,

tenemos que:

.

Aceleracin angular, definida como la variacin de la velocidad angular por unidad de

tiempo y la representaremos con la letra: y se calcula:

Si llamamos ata la aceleracin tangencial, a lo largo de la circunferencia de radio R,

tenemos que:


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26

Figura 1.

O

O

Araa

Tambor

ro

m

Pesa

Sensor

Soporte

universal

Pinza universal

III. MATERIALES Y EQUIPO:

01 Computadora

01 Interfaz Labpro

01 Software Logger pro 01 sensor de barrera de luz (Photogate)

01 soporte universal

01 pinza universal

01 araa

05 masas de 20, 50, 100, 200 y 500 g

IV. PROCEDIMIENTO:

1. Ajustamos la pinza universal al soporte universal.

2. En el otro extremo de la pinza universal ajustamos el sensor de barrera de luz

(photogate) en posicin vertical.

3. Colocamos la araa en el borde de la mesa de trabajo.4. El photogate es colocado cerca de la araa tal que ste logre detectar el giro del

brazo de la araa, tal como lo muestra la figura 01.

5. Se mide la distancia del radio de giro que detectar el sensor, esto es, la distancia

del eje de giro al extremo del brazo. Este dato se lo anota en la tabla 01.

6. Abrimos el software de Logger pro. Este detectar automticamente la conexin con

el photogate.


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27

7. Hacemos doble clic en la columna distancia y en el cuadro que aparecer

introducimos la longitud del brazo multiplicado por , debido a que esa ser la

longitud de arco que detectar el sensor.

8. Se coloca la pesa de 20 g al extremo de la cuerda que posee la araa.9. Se enrolla la cuerda que posee la araa tal que la pesa este al nivel de la mesa.

10.Hacemos clic enAdquirirdentro del software Logger pro y soltamos la masa para

que genere una rotacin en la araa.11.El software generar una grfica de la velocidad vs tiempo, seleccionamos el rango

de datos que tenga menos perturbaciones posibles. Luego damos clic en R(x) que

permitir aplicar el mtodo de la regresin lineal a esa grfica.

12.Anotamos la pendiente que menciona el programa en la tabla 01. Tal pendiente ser

la aceleracin tangencial experimentada por el brazo de la araa.

13.Se repite los procedimientos 9, 10, 11 y 12 dos veces ms. Para cada vez anotamosel valor de la pendiente, y luego calculamos el valor medio para la aceleracin

tangencial.

14.Se repiten los procedimientos 8, 10, 11, 12 y 13 cambiando las masas por 50, 100,

200 y 500 g.


Tabla 01:

Masa

(g)

Aceleracin 1

(m/s2)

Aceleracin 2

(m/s2)

Aceleracin 3

(m/s2)

Aceleracin

promedio

(m/s2)

20

50

100

200

500

Longitud del radio de giro: m

VI. ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS:

1. De la tabla 01 determine las aceleraciones angulares para cada caso. Antelos en la

tabla 02Tabla 02:

Masa (g) Aceleracin angular (rad/s2)

20

50


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28

100

200

500

2. En un papel milimetrado realice una grfica Aceleracin angular vs Masa. Es estecomportamiento el esperado?

VII. CUESTIONARIO:

1. Qu aplicaciones posee el estudio del movimiento circular uniforme?

2. Qu aplicaciones posee el estudio del movimiento circular uniformemente

variado?

3. De 3 ejemplos de movimiento circular que usted puede ver en la vida cotidiana


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29

PRACTICA N 06

MQUINA DE ATWOOD

I. OBJETIVOS:

Utilizar un Sensor de Barrera de Luz para estudiar la aceleracin en una mquina deAtwood.

Determinar las relaciones entre las masas que actan en una mquina de Atwood y laaceleracin producida.


La mquina de Atwood: es un dispositivo mecnico que seutiliz para medir la aceleracin de la gravedad. El dispositivo

consiste en una polea que tenga muy poco rozamiento y un

momento de inercia muy pequeo. De ambos extremos de la

cuerda se colocan dos masas iguales M, con lo que el sistemase encuentra en equilibrio, pero si en el lado derecho se aade

una sobrecarga m , el sistema se acelera. Si m es pequea con

repecto de M, la aceleracin es pequea y se pueden medir

tiempos y posiciones en una de las dos masas con relativa

facilidad, y de esos valores se puede deducir el valor de g.

En el experimento que proponemos tratamos de justificar

experimentalmente cmo se aproxima el comportamiento de un

dispositivo como el sealado, respecto del comportamiento

terico deducido de las leyes de la Mecnica. Las fuerzas que

actan en los extremos de la cuerda son las indicadas en la figurainferior, con la aproximacin de que la polea tiene un momento deinercia despreciable y que tambin lo es el rozamiento.

Un experimento clsico en fsica es la mquina de Atwood: Dos masas; una de cadalado de la polea conectada a travs de un hilo. Cuando se libera la masa ms pesadase acelera hacia abajo mientras la ms ligera se acelera hacia arriba a la mismavelocidad. La aceleracin depende de la diferencia de las dos masas as como la masatotal.

En este laboratorio determinaremos la relacin entre los dos factores que influyenen la aceleracin de una mquina de Atwood usando una foto puerta para la medida

de aceleracin.

En la figura se representa un esquema de la mquina.

( + ) = ( + ) , =

de ambas ecuaciones se deduce:


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30

+ = + ( ) = 2 = 2

Si en el experimento se mantiene constante My se vara m y se mide a en cada caso

la aceleracin, la ecuacin anterior nos dice que al representar m (eje Y) frente a

(eje X) se obtiene una lnea recta cuya pendiente es 2M y que pasa por el

origen de coordenadas.


PC con Windows

Interface Universal Lab

Logger Pro

Sensor de Barrera de Luz(Foto puerta) con Super-Polea

Juego de pesas

papel milimetrado

Cuerda

IV. PROCEDIMIENTO:Manteniendo constante la diferencia de masasPara esta parte del experimento usted mantendr la diferencia entre las masas ubicadas alos lados de la mquina de Atwood constante e incrementar la masa total.

1. Coloque 120 g en m1 y 100 g en m2.2. Repita los pasos 6 y 7 para tomar informacin y determinar la aceleracin.

3. Incremente en 20 g las masas en ambos lados de la mquina de Atwood, manteniendo

una diferencia de 20 g constante. Anote los valores de las masas para cada combinacin

en la tabla de datos. Repita los pasos 6 y 7 para cada combinacin. Repita todo el

procedimiento hasta que tenga por lo menos cinco diferentes combinaciones de datos.

Figura 01


40 cm


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31

Tabla 01: Manteniendo la variacin de masa constantePrueba m1

(g)m2

(g)Aceleracin

(m/s2)m

(kg)mT

(kg)1

2

34

5

VI. DISCUSIN:

6. Si se suspenden dos masas iguales de los extremos de una cuerda que pasa por una

polea sumamente ligera (una mquina de Atwood), qu clase de movimiento espera

usted que ocurrir? Por qu?7. Para una mquina de Atwood, de qu manera cree usted que cambiara su aceleracin

si:

a. Mueve algo de masa de un lado al otro, manteniendo la masa total constante?

b. Incrementa gradualmente la masa en ambos lados?8. Por qu las dos masas tienen la misma aceleracin?

9. Dibuje un diagrama de cuerpo libre para la masa de la izquierda. Dibuje otro diagrama

de cuerpo libre para la masa de la derecha. Incluya todas las fuerzas que actan sobre

cada masa.

10.Usando Graphical Analysis o papel milimetrado, trace un grfico aceleracin vs. m,

utilizando la informacin de la Parte 1. Basado en el anlisis de su grfico, responda:

cul es la relacin entre la diferencia de masas y la aceleracin en una mquina de

Atwood?

VII. CUESTIONARIO:

1. Dibuje un diagrama de cuerpo libre para m1 y otro para m2. Usando estos diagramas,aplique la Segunda Ley de Newton para cada masa. Suponga que la tensin de la cuerda

sobre cada masa es la misma y que ambas tienen la misma aceleracin. A partir de estasdos ecuaciones, encuentre una expresin para la aceleracin de m1 en funcin de m1, m2

y g. Compare esta expresin con el resultado que obtuvo en el paso 5 del Anlisis.2. Para cada juego de valores de este experimento, calcule la aceleracin que tericamente

debieron tener las masas utilizando la expresin que usted dedujo con la Segunda Ley

de Newton y las masas ya conocidas. Compare estos valores con los resultados

experimentales. Son los resultados experimentales mayores o menores? Por qu?

3. Se puede colocar una masa desconocida en uno de los lados de la mquina de Atwood.

Utilizando las mediciones de laboratorio y los clculos necesarios, esta masa

desconocida puede ser calculada. Hgalo.

4. Cmo cambia la fuerza ejercida hacia arriba por la polea conforme el sistema se vaacelerando? Por qu? Disee un experimento para determinar cmo cambia esta

fuerza.

5. De qu manera la tensin en la cuerda vara cuando las masas empiezan a moverse?


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PRACTICA N 07

DETERMINACION DE LA GRAVEDAD EN UN PLANO INCLINADO

I. OBJETIVOS:

Use adecuadamente un detector de movimiento para medir la velocidad yaceleracin de un carrito dinmico por un plano inclinado.

Determinar el valor de la aceleracin de cada libre, g, mediante la extrapolacinde la grfica de aceleracin vs seno del ngulo.

Determinar si una extrapolacin de la aceleracin vs seno de un ngulo es temavlido.


Durante la primera parte del siglo XVII, Galileo examino experimentalmente el concepto

de aceleracin. Uno de sus objetivos era aprender ms acerca de los objetos en cada

libre. Por desgracia, sus dispositivos de regulacin no eran lo suficientemente precisoscomo para permitir estudiar la cada libre directamente. Por lo tanto, se decidi limitar

la aceleracin mediante el uso de fluidos, planos inclinados y pndulos. En este ejercicio

de laboratorio, usted ver cmo la aceleracin de un carrito dinmico depende del

ngulo de inclinacin de la rampa. A continuacin, utilizar sus datos para extrapolar a

la aceleracin en una "rampa" vertical, es decir, la aceleracin de un carrito dinmico en

cada libre.

Si el ngulo de un plano inclinado con la horizontal es pequeo, un carrito dinmico

deslizndose por la pendiente se mueve lentamente y puede ser fcilmente

programado. Con los datos de tiempo y posicin, es posible calcular la aceleracin del

carrito dinmico. Cuando el ngulo de la pendiente se incrementa, la aceleracin

tambin aumenta. La aceleracin es directamente proporcional al seno del ngulo de

inclinacin, (. Un grfico de aceleracin versus el sen ( pueden extrapolarse a un

punto donde el valor del sen ( es 1. Cuando el sen () es 1, el ngulo de la pendiente

es de 90 . Esto es equivalente a la cada libre. La aceleracin durante la cada libre, se

puede determinar a partir de la grfica.

Galileo fue capaz de medir la aceleracin slo para ngulos pequeos. Usted recoger

datos similares. Estos datos pueden ser utilizados en la extrapolacin para determinar

un valor til de g, la aceleracin de la cada libre? Vamos a ver cmo puede validar esta

extrapolacin puede. En lugar de medir el tiempo, como hizo Galileo, se utilizar un

detector de movimiento para determinar la aceleracin. Usted har las mediciones

cuantitativas del movimiento de un carrito dinmico deslizndose por pendientes de

diferentes ngulos pequeos. A partir de estas mediciones, debe ser capaz de decidir

por s mismo si una extrapolacin a grandes ngulos es vlido.


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x h


01 PC con Windows y software Logger Pro

01 LabPro o Interface Universal Lab

01 Sensor de Movimiento Vernier

01 Carrito dinmico Vernier

01 Rampa para carrito dinmico Vernier

02 Soportes Universales

01 Medidor de ngulos (0 - 45)

IV. PROCEDIMIENTO:

1. Conecte el detector de movimiento a la DIG / SONIC canal 1 de la interfaz.

2. Coloque los soportes universales en un extremo de la rampa del carrito dinmico (de

un 1 - 3 m de largo) de manera que forme un pequeo ngulo con la horizontal. Ajuste

los puntos de contacto de los dos extremos de la pendiente, de modo que la distancia,

x, en la figura 1 este entre 1 y 3 m.3. Coloque el detector de movimiento en la parte superior de un plano inclinado. Coloque

el carrito dinmico de manera que nunca estar ms cerca de 0,4 m.

4. Abra el archivo "04 g On An Incline " de la carpeta Physics with Computers en el PC.

5. Sostenga el carrito dinmico en la inclinacin a 0,5 m, aproximadamente, del detector

de movimiento.

6. Haz clic en el botnAdquirirpara iniciar la recoleccin de datos, hacer clic despus deque el detector de movimiento comienza a comunicarse con el carrito dinmico.

Retirar la mano de la trayectoria del detector de movimiento rpido. Puede que tenga

que ajustar la posicin y el fin del detector de movimiento varias veces antes de

hacerlo bien. Ajustar y repetir este paso hasta que tener una buena muestra la grficade la velocidad vs tiempo, durante el deslizamiento del carrito dinmico la pendiente

debe ser aproximadamente constante.7. Logger Pro puede ajustar una lnea recta a una porcin de sus datos. En primer lugar

indicar qu parte se va a utilizar arrastrando el cursor a travs de la grfica paraindicar tiempo de comienzo y final. Luego, haga clic en el botn deAjuste Lineal, para

llevar a cabo una regresin lineal de los datos seleccionados. Utilice esta herramienta

para determinar la pendiente del grfico velocidad vs tiempo, utilizando slo la parte

de los datos para cuando el carrito dinmico fue deslizando libremente. Desde la lneade ajuste, determinar la aceleracin del carrito dinmico. Registre el valor en la tabla

de datos.

8. Repita los pasos 5 - 7 dos veces ms.

9. Medir la longitud de la inclinacin, x, que es la distancia entre los dos puntos de

contacto de la rampa. Vase la figura 1.

10. Mida la altura h. Estas dos ltimas medidas se utilizarn para determinar el

ngulo de la pendiente.


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34

11. Aumentar la pendiente mediante la colocacin de una mayor altura en los

soportes universales. Ajuste los soportes universales de modo que la distancia,

x, es la misma que la lectura anterior.

12. Repita los pasos del 5 al 10 para la pendiente nueva.13. Repita los pasos del 5 al 11 para diferentes medidas de h.

V. TABLA DE DATOS:

AceleracinAltura de

la

pendient

e h m

Longitud

de la

pendient

e x m

sen ()Prueba 1

(m/s2)

Prueba 2

(m/s2)

Prueba 3

(m/s2)

Aceleracin

media

(m/s2)

VI. ANALISIS Y RESULTADOS:

1. Calcular la aceleracin promedio para cada altura.

2. Utilizando la trigonometra y sus valores de x y h en la tabla de datos, para calcular

el seno del ngulo de inclinacin para cada altura. Tenga en cuenta que x es la

hipotenusa de un tringulo rectngulo.

3. Trazar una curva de la aceleracin media (eje Y) vs sen(). Utilice papel milimetrado.

Llevar el eje del sen() fuera de 1 (uno) para dejar espacio para la extrapolacin.4. Dibuja un mejor ajuste a mano o utilizar la funcin de ajuste lineal de Logger Pro, y

determinar la pendiente. La pendiente puede ser usado para determinar la aceleracindel carrito dinmico en una pendiente de cualquier ngulo.

5. En el grfico, llevar la lnea fuera de 1 (uno) con el sen (90) = 1 en el eje horizontal, y

leer el valor de la aceleracin.6. En qu medida el valor extrapolado est de acuerdo con el valor aceptado de la

aceleracin de cada libre (g = 9,8 m/s2)?7. Discutir la validez de la extrapolacin del valor de la aceleracin a un ngulo de 90.

VII.CUESTIONARIO:

Cmo saber si es confiable el valor de la gravedad obtenido en el experimentoanterior?

Se est considerando la friccin en el experimento anterior? Por qu? Obtener el valor de la gravedad, tericamente, enfocando el problema como un

deslizamiento libre de friccin.


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PRACTICA N 08

DINMICA: LEYES DE NEWTON

I. OBJETIVOS:

Estudiar y analizar las leyes de Newton

Determinar la relacin entre fuerza, masa, y aceleracin


Alguna vez te ha pasado que viajas en el autobs y de

pronto cuando ste gira en una curva, tu cuerpo sale

como expulsado hacia un extremo?, o cuando el bus

se detiene de golpe, tus libros y todo tu cuerpo salen

disparados hacia delante? Pues bien acabas de

experimentar las leyes de Newton. Las Leyes de

Newton son tres principios concernientes al

movimiento de los cuerpos. Con ellas se formula la dinmica de los cuerpos en sistemas de

referencia inercial, es decir son vlidos para la mayora de aplicaciones cotidianas o de

ingeniera. Se pueden enunciar de la siguiente manera:

1ra Ley de Newton: (Ley de Inercia). En ausencia de fuerzas exteriores, todo cuerpo contina

en su estado de reposo o de movimiento rectilneo uniforme respecto de un sistema dereferencia inercial.

.0 ctevF

2da Ley de Newton:(De Cantidad de Movimiento) La fuerza que acta sobre un cuerpo es

directamente proporcional al producto de su masa y su aceleracin

amF

3ra Ley de Newton (Accin y Reaccin) Por cada fuerza que acta sobre un cuerpo, ste

realiza una fuerza igual pero de sentido opuesto sobre el cuerpo que la produjo.

baab FF
http://es.wikipedia.org/wiki/Movimientohttp://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento


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36


Balanza de triple brazo (0.1 g)

Interface LabPro

Kit de riel ms carrito deslizante

PC con Windows y software Logger Pro

Sensores: de movimiento, de fuerza y acelermetro de baja g

IV. PROCEDIMIENTO:

1. Instale la rampa y el sensor de movimiento en uno de sus extremos.

2. Dele un pequeo impulso al carro deslizante y con el sensor de movimiento tome datos

de la variacin de su posicin y su velocidad en funcin del tiempo. Observe el

comportamiento y bosqueje las grficas de posicin y velocidad en funcin del tiempo.3. Quite el sensor de movimiento y coloque en el carro deslizante el sensor de fuerza y el

acelermetro.

4. Sujetando solamente del extremo del sensor de fuerza, deslice el carro hacia delante y

atrs repetidamente durante 30 segundos variando la fuerza aplicada a este. Observe el

comportamiento de los datos.

5. En la grfica Fuerza versus aceleracin obtenida en el programa Logger Pro, haga un

ajuste lineal de los datos y anote el valor de la pendiente.

6. Mida la masa, compare con el valor de la pendiente y halle un error relativo porcentual.V. OBTENCIN DE DATOS:

Bosquejo de las grficas x vs. t y v vs. t

Tabla 01: Valores del ajuste lineal en la curva F vs a


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37

Tabla 02: masa del carrito con los sensores


Compare los grficos fuerza vs el tiempo y aceleracin vs tiempo para una prueba.

Qu diferencia hay entre ellos?

Son la fuerza neta y la aceleracin del carrito directamente proporcional?

Explique, usando datos experimentales para apoyar su respuesta.

Qu unidades tiene la pendiente en la grfica Fuerza vs Aceleracin? Simplifique

las unidades de la pendiente a unidades fundamentales (m, kg, s).

Qu representa la pendiente de la grfica Fuerza vs Aceleracin? Comparar con el

valor de la masa usada pesndolo en la balanza de triple brazo.

Escribir una ecuacin general que relaciona las tres variables: fuerza, masa, y

aceleracin.

Representar las mediciones correctamente (unidades, precisin e incertidumbre.)

VII. CUESTIONARIO:

11. Cules son las leyes de Newton?. Enncielas. Escriba su formulacin matemtica.

12. Qu es inercia? Qu magnitud mide o da cuenta de la inercia de un cuerpo?

13. Qu representa la pendiente de la grfica F vs. aceleracin? Qu aspecto tiene la

grfica? Habr una relacin directa o inversa entre Fuerza y aceleracin?

14. Por qu los cuerpos que se les da un impulso horizontal terminan detenindose?

Qu fuerzas intervienen durante todo el movimiento?

15. La segunda ley de Newton se aplicar tambin para movimientos en dos o tres

dimensiones o solo para una dimensin?

Intercepto

Pendiente

Masa (kg)


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38

16. Se aplica una fuerza F a un objeto y ste experimenta una aclaracin a. Si la masa

del objeto se duplica, cuanta fuerza se necesitar ahora para darle la misma

aceleracin a que en el caso anterior?


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39

PRACTICA N 09

ROZAMIENTO ESTTICO Y CINTICO

VIII. OBJETIVOS:

Determinan la relacin entre la fuerza de friccin esttica y el peso de unobjeto.

Medir los coeficientes de friccin esttica y cintica para un bloque y la

superficie.

Determinar si el coeficiente de friccin cintica depende del peso.

IX. FUNDAMENTO TERICO:

Fuerza de rozamiento

La fuerza de rozamiento es una fuerza que

aparece cuando hay dos cuerpos en contactoy es una fuerza muy importante cuando se

estudia el movimiento de los cuerpos. Es la

causante, por ejemplo, de que podamos

andar (cuesta mucho ms andar sobre una

superficie con poco rozamiento, hielo, por

ejemplo, que por una superficie con

rozamiento como, por ejemplo, un suelo

rugoso).

Existe rozamiento incluso cuando no hay movimiento relativo entre los dos

cuerpos que estn en contacto. Hablamos entonces de Fuerza de rozamiento

esttica. Por ejemplo, si queremos empujar un cuerpo muy grande y hacemosuna fuerza pequea, el cuerpo no se mover. Esto es debido a la fuerza de

rozamiento esttica que se opone al movimiento. Si aumentamos la fuerza con la

que jalamos, llegar un momento en que superemos est fuerza de rozamiento y

ser entonces cuando el cuerpo se pueda mover. Una vez que el cuerpo empieza

a moverse, hablamos de fuerza de rozamiento dinmica. Esta fuerza de

rozamiento dinmica es menor que la fuerza de rozamiento esttica. La

experiencia nos muestra que:

la fuerza de rozamiento entre dos cuerpos no depende del tamao de la

superficie de contacto entre los dos cuerpos, pero s depende de, cul sea la

naturaleza de esa superficie de contacto, es decir, de que materiales la formen ysi es ms o menos rugosa.

la magnitud de la fuerza de rozamiento entre dos cuerpos en contacto es

proporcional a la normal entre los dos cuerpos, es decir:

=

Dondees lo que conocemos como coeficiente de rozamiento.
http://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/02/fuerzas.html#normalhttp://thales.cica.es/rd/Recursos/rd98/Fisica/02/fuerzas.html#normal


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40

Hay dos coeficientes de rozamiento: el esttico, y el cintico, siendo el primero

mayor que el segundo:

>

X. MATERIALES Y EQUIPO: 01 Sensor de Fuerza

01 Sensor de Movimiento

01 Interfase Lab Pro

01 PC con software Logger Pro

01 Cuerda .

01 Bloque de madera con gancho

03 Masas de 200, 500 y 1000 g

01 Balanza Analtica ( 0.0001g)

XI. PROCEDIMIENTO:4. Mida la masa del bloque con la balanza analtica, registra en la tabla N 015. Arme el montaje como se muestra en la figura N 01.

6. Abra el archivo " 12a Static Kinetic Frict " de la carpeta fsica con computadora.

7. Sostener el Sensor de Fuerza en la posicin, lista para jalar el bloque, hacer clic

en CERO para poner el Sensor de Fuerza a cero.

8. Hacer clic en adquirir para comenzar la coleccin de datos. Jale el bloque como

antes, teniendo cuidado para aumentar la fuerza gradualmente. Repita el

proceso veces sea necesario hasta que tenga un grfico que refleje el movimiento

deseado, incluyendo la etapa del bloque con velocidad constante y cuando el

bloque comienza a moverse.

9. En esta seccin, usted medir la fuerza de friccin mxima esttica y la fuerza defriccin cintica como una funcin de la fuerza normal sobre el bloque. En cada

carrera, usted tirar el bloque como antes, pero cambiando las masas sobre el

bloque, usted variar la fuerza normal sobre el bloque. Usando las masas de 200,

500 y 1000g

10.Examinar los datos pulsando el botn de Estadstica. El valor mximo de la

fuerza ocurre cuando el bloque comenz a deslizarse. Lea este valor de la fuerza

mxima de friccin esttica y anotar los datos en la tabla N 02.

11.Arrastre el cursor a travs de la regin del grfico correspondiente al bloque que

se mueve en velocidad constante. Hacer clic sobre el botn de Estadstica otra

vez y lee el promedio de la fuerza durante el intervalo de tiempo. Esta fuerza es

la magnitud de la fuerza de friccin cintica. Registre en la tabla N 03.

Bloque de madera

Tirn

Masa

Dual-Range

ForceSensor


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Figura 01

XII. DATOS:Tabla 0 1: Masa del bloque

Masa del Bloque kg

Tabla 0 1: Datos de la friccin esttica mxima

Masa Total(kg)

FuerzaNormal

(N)

Friccin Esttica Mxima Promedio de lafriccin mxima

esttica (N)Prueba 1 Prueba 2 Prueba 3

Tabla 02: Datos de la friccin cintica a velocidad constante

Masa Total(kg)

FuerzaNormal

(N)

Friccin Cintica Promedio de lafriccin

cintica (N)Prueba 1 Prueba 2 Prueba l 3

XIII. DISCUSIN:Calcule la fuerza normal de la superficie con el bloque solo y con cada

combinacin de masas aadidas. Ya que el bloque est sobre una superficie

horizontal, la fuerza normal ser igual en magnitud y direccin al peso del

bloque y cualquier masa que este lleva. Coloque en las entradas de Fuerza

Normales para ambas tablas.

Trazar un grfico de la fuerza de friccin esttica mxima (el eje vertical) vs la

fuerza normal (el eje horizontal). Use el logger-Pro o papel milimetrado.

Donde Festtica mxima = s N, la pendiente de este grfico es el coeficiente de friccin

esttica s. Encuentre el valor numrico de la pendiente,En una manera similar grfica, encuentre el coeficiente de friccin cintica k.

Trazar el grfico de el promedio de las fuerzas de friccin cinticas vs la fuerza

normal. Recuerde que Fcintica = kN.

XIV. CUESTIONARIO:1. Usando el grfico fuerza vs tiempo, comparar la fuerza necesaria de para

mantener el bloque en movimiento con la fuerza necesaria de comenzar la el

movimiento. Qu diferencia encuentra?


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2. El coeficiente de friccin cintica depende de la velocidad? Explique, usando

sus datos experimentales.

3. La fuerza de friccin cintica depende del peso del bloque? Explicar.

4. El coeficiente de friccin cintica depende del peso del bloque?


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PRACTICA N 10

TRABAJO Y ENERGA

VII. OBJETIVOS:

Determine el trabajo hecho sobre un objeto usando una grfica de fuerza vsposicin.

Calcular la energa cintica de un objeto en movimiento.

Comparar el trabajo hecho sobre un carro con su cambio de la energa mecnica.

VIII. FUNDAMENTO TERICO:El trabajo es una medida de la transferencia de energa.

En la ausencia de friccin, cuando el trabajo se hace

positivo en un objeto, habr un aumento en su energa

cintica o potencial. Para hacer trabajo sobre un objeto,

es necesario aplicar una fuerza a lo largo o en contra de

la direccin del movimiento del objeto. Si la fuerza esconstante y paralela a la trayectoria del objeto, el trabajo

se puede calcular usando:

W F s Donde Fes una fuerza constante y s el desplazamiento

del objeto. Si la fuerza no es constante, podemos todava calcular el trabajo usando una

tcnica grfica. Si dividimos el desplazamiento total en segmentos cortos s , la fuerza

es casi constante durante cada segmento. El trabajo hecho durante ese segmento sepuede calcular usando la expresin anterior. El trabajo total para el desplazamiento

total es la suma del trabajo hecho sobre cada segmento individual:

W F s s ( ) Esta suma se puede determinar grficamente como el rea bajo la curva de la fuerza vs.

la posicin. Estas ecuaciones para el trabajo se pueden evaluar fcilmente usando un

sensor de fuerza y un sensor de movimiento. En cualquier caso, el teorema del trabajo

y la energa relaciona el trabajo hecho con el cambio en energa como:

W = PE + KE

Donde Wes el trabajo hecho, es el cambio en la energa potencial y el cambio

en la energa cintica.

IX. MATERIALES Y EQUIPOS:

01 PC

01 software Logger Pro

01 Interfaz Logger Pro

02 sensores: de movimiento y de fuerza.

s


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44

01 carro dinmico 02 masas (200 g y 500 g) 01 resorte con una constante elstica baja (10 N/m)

X. PROCEDIMIENTO:

Parte I El trabajo cuando la fuerza es constante:En esta parte usted medir el trabajo necesario para levantar un

objeto en lnea recta a velocidad constante. El trabajo se puede

calcular usando el desplazamiento y la fuerza promedio, y

tambin encontrando el rea bajo la curva en la grfica fuerza vs

posicin.

Arme el esquema como se muestra en la figura N01, Conecte el

sensor de movimiento al canal DIG/SONIC 1 del interfaz.

Conecte el sensor de fuerza al canal1 del interfaz. Configure la

escala a 10 N.

Abra el archivo trabajo y energa de 18a de la carpeta fsica

con computadoras. Sostenga el sensor de fuerza con el gancho

sealando hacia abajo, pero sin la masa colgando de el. Dar clic

en cero, para configurar el sensor de fuerza a cero.

Cuelgue una masa de 200 g del sensor de fuerza.

Eleve el sensor de fuerza y la masa aprox. a 0.5 m sobre el

sensor de movimiento. Dar clic en Adquirirpara comenzar la

coleccin de datos. Entonces mantenga elevados el sensor y la masa

hasta que la coleccin de datos pare en 5 s.

Examine la grfica posicin vs tiempo y fuerza vs tiempo. Identifique cuando el peso

comenz a moverse hacia arriba a una velocidad constante, as como, cuando el peso

paro de moverse hacia arriba. Determine la fuerza promedio ejercida mientras queusted levantaba el Masa. Haga esto seleccionando la porcin de la grfica fuerza vs

tiempo que corresponde al tiempo que usted levantaba, dar clic en el botn de las

estadsticas, para calcular la fuerza media. Registre en la tabla N 02.

En la grfica de fuerza vs posicin seleccione la regin que corresponde al

movimiento ascendente del peso. Haga clic en el botn de la integracin , para

determinar el rea bajo curva. Registre en la tabla N 02.

Parte II: Trabajo hecho para estirar un resorte.En la parte II usted medir el trabajo

necesario para estirar un resorte. A

diferencia de la fuerza que se necesitpara levantar una masa, la fuerza hecha

en estirar un resorte no es una

constante. El trabajo se puede todava

calcular usando el rea bajo la grfica de

fuerza contra posicin.

Figura N 01

Dual-RangeForceSensor

Motion Detector

Force Sensor

Dual-Rang

e

ForceSensor

Figura N 02


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Abra el archivo Trabajo hecho sobre un resorte de 18b de la carpeta fsica con las

computadoras. Ate un extremo del resorte a un soporte rgido, como se muestra en

la figura N 02.

El punto de partida es cuando el resorte est en un estado relajado. Sostenga el

extremo del sensor de la fuerza que es el ms cercano el detector de movimiento. El

detector de movimiento medir la distancia a su mano, no al sensor de la fuerza, daclic en cero, y de clic en OK. Looger pro ahora utilizar un sistema coordenado que

sea positivo hacia el sensor de movimiento con el origen en el sensor de fuerza.

Cliquee para comenzar la coleccin de datos. Dentro de los lmites del

resorte, mueva el sensor de la fuerza y estire lentamente el resorte aprox. de 30 a

50 cm durante varios segundos. Todava sostenga el sensor hasta que la coleccin

de datos pare.

Examine las grficas de posicin vs tiempo y fuerza vs tiempo cliqueando el botn

del examinar . Identifique el tiempo en que comenz a jalar en el resorte. Registre

este tiempo de salida, el tiempo en que par de jalar el resorte. y colquelo en la

tabla N 03. Has clic en el grfico fuerza vs posicin, despus cliquea el botn de

ajuste lineal , para determinar la pendiente que es la constante elstica del resorte,K. Guarde los valores en la tabla N 04.

En la grfica fuerza vs posicin seleccione la regin que corresponde al primer

estiramiento de 10 cm del resorte. Cliquee el botn de la integracin, para

determinar el rea bajo la curva durante el estiramiento. Ahora seleccione la

porcin del grfico que corresponde a los primeros 20 cm del estiramiento. haga lo

mismo para el estiramiento mximo. Encuentre el trabajo hecho. Registre los

valores en la tabla N 04.

Parte III: Trabajo para acelerar un carro:En la parte III usted empujar en el carro con el sensor de fuerza, haciendo el carro

acelerar. El sensor de movimiento permite que usted mida las velocidades iniciales y

finales; junto con el sensor de la fuerza, usted puede medir el trabajo que usted hace en

el carro para acelerarlo.

Abra el archivo Trabajo hecho en el carro de 18c. Determine la masa del carro.

Coloque el carro en reposo cerca de 1.5 m del detector de movimiento, listo para

rodar hacia el detector. El Looger Pro ahora utilizar un sistema coordenado que

sea positivo hacia el detector de movimiento con el origen en el carro, y un empuje

en el sensor de la fuerza ser positivo.

Dar clic en Adquirir para comenzar la coleccin de datos. Cuando usted oye el

detector de movimiento comenzar a sonar, empuje suavemente el carro hacia el

detector usando solamente el gancho del sensor de la fuerza. El empuje debe durarmedio segundo. Deje el carro rodar hacia el detector de movimiento, pero cjalo

antes de que pegue al sensor.

Examine los grficos de posicin vs tiempo y fuerza vs tiempo dando clic en el botn

de examinar . Identifique cuando comenz a empujar el carro, cuando par de

empujar el carro. Registre este tiempo en la tabla N 05. Determine la velocidad del

carro despus del empuje. Utilice la pendiente de la grafica posicin vs tiempo, que

debe ser una lnea recta despus de que el empuje sea completo. Registre la


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pendiente en la tabla N 06. De la grfica de fuerza vs posicin, determine el trabajo

que hizo para acelerar el carro, seleccionando la regin que corresponde al empuje

para medir el rea debajo de la curva.


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XI. OBTENCIN DE DATOS:Parte I

Tabla N 01

Tiempo (s) Posicin (m)

Comienzo del movimiento

Fin del movimiento

Tabla N 02:

Parte IITabla N 03

Tiempo (s) Posicin (m)

Comenz a jalar

Dejo de jalar

Tabla N 04Estiramiento

10 cm 20 cm Mximo

Integral (Lapso que se jal)(Nm)

(J)

Constante del resorte (N/m)

Parte III

Tabla N 05:Tiempo (s) Posicin (m)

Comenz a empujar

Dejo de empujar

Tabla N 06

Fuerza promedio(N)

Trabajo hecho (J)

Integral (durante la elevacin):fuerza vs posicin (Nm) (J)

Masa (kg)

Velocidad final (m/s)

Integral en el lapso que se empujo(Nm)


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VII. DISCUSIN:Usando el programa determinara el trabajo realizado en cada caso, haga los

clculos tericos y comprelos, adems graficar en papel milimetrado el

comportamiento de los tres casos.

VIII.CUESTIONARIO:1. Cundo decimos que una fuerza es conservativa? Enuncie 2 ejemplos.

2. Son conservativas las fuerzas de rozamiento, las fuerzas centrales y las fuerzas

constantes?

3. Slo las fuerzas conservativas realizan trabajo? si? no? Por qu?

4. Existe una energa potencial asociada a cualquier tipo de fuerza? si? no?

Por qu?

5. Si actan slo fuerzas conservativas, la energa cintica de una partculacambia? si? no? Por qu?

del carro (J)


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PRACTICA N 11CENTRO DE GRAVEDAD

VIII.OBJETIVOS:

Analizar y reforzar el concepto de centro de gravedad. Encontrar experimentalmente la ubicacin del centro de gravedad de cuerpos

de geometra compuestas y comparar estos valores con los obtenidos por

mtodos analticos.

IX.FUNDAMENTO TERICO:

El centro de gravedad (G) es aquel punto geomtrico ubicado dentro o fuera de

un cuerpo, por el cual pasa la lnea de accin de las fuerzas resultante, de las

fuerzas de gravedad que actan sobre cada una de las partculas que forman el

cuerpo.

El centro de gravedad (G) puede ser considerado como el punto donde est

concentrado el peso de un cuerpo, y sobre el cual se debe aplicar una fuerza

numricamente igual al peso para establecer el equilibrio.

Para cuerpos superficialmente homogneos (densidad constante e igual

espesor), el peso es directamente proporcional al rea, por lo que se puede

calcular de la siguiente manera.

)1.......(...

321

332211

AAA

XAXAXAX

)2.......(...

321

332211

AAA

YAYAYAY

T

1

W1

W2

W3

W4

Wn


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X.MATERIALES Y EQUIPO:

02 recortes de figuras geomtricas compuestas

02 papeles milimetrados 01 alfiler

30 cm de hilo

01 masa mayor o igual a 5g.

XI.PROCEDIMIENTO:

Con ayuda de un hilo atamos a uno de sus extremos un alfiler y en el otro unapequea pesa para luego incrustar dicho alfiler en algunas de las esquinas

de las figuras dadas.

Tomando el alfiler, dejamos en suspensin la figura y la pesa; procediendo a

marcar con un lpiz el lugar por donde pasa el hilo sobre la figura ensuspensin. (figura 1)

Realizamos el paso anterior usando otra esquina de la pieza. (figura 2)

Ahora que tenemos estas dos lneas, se habr formado un punto deinterseccin el cual ser la ubicacin del centro de gravedad

Despus de haber realizado todo este procedimiento en las dos figuras,procedemos a hallar la ubicacin del centro de gravedad, para lo cual

usaremos un eje X (horizontal) y un eje Y (vertical).

C.G.

MASAMASA


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Caso A

Caso B


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XII.OBTENCIN DE DATOS:

Tabla N01. Centro de gravedad experimentalmente

Coordenadas

XC(mm) YC(mm)

Caso A

Caso B

XIII.ANALISIS Y DISCUSIN DE RESULTADOS:

Comparar los resultados experimentales con los tericos y discutir los

resultados obtenidos

XIV.CUESTIONARIO:

1. Qu es el centro de gravedad?

2. Qu aplicaciones tiene el centro de gravedad?

3. Centro de gravedad y centro de masa es lo mismo? Explicar.

4. El centro de gravedad de un objeto, puede encontrarse fuera del

objeto?

CoordenadasError Porcentual

Terico Experimental

XCm(mm) YCm(mm) XC(mm) YC(mm) Para XC Para YC

Caso ACaso B


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PRACTICA N 12

RESISTENCIA DEL AIRE

I. OBJETIVOS: Observar el efecto de la resistencia del aire sobre un objeto.

Determinar cmo es que la velocidad terminal de un objeto en cada libre es afectada

por la resistencia del aire y por su masa.

Compara dos modelos de resistencia del aire.


Se denomina resistencia aerodinmica, o simplemente resistencia del aire, al

componente de la fuerza que sufre un cuerpo al moverse a travs del aire en la direccin

de la velocidad relativa entre el aire y el cuerpo. La resistencia es siempre de sentido

opuesto a dicha velocidad, por lo que habitualmente se dice de ella que es la fuerza que

se opone al avance de un cuerpo a travs del aire.

La resistencia del aire existe porque, como un objeto se mueve a travs del aire, ste

choca con molculas de aire en su camino. Cada colisin con una molcula de aire es

gobernada por la Tercera Ley de Newton y la Ley de Conservacin de Momento. La

molcula de aire es empujada en direccin al movimiento del objeto, y en reaccin, el

objeto experimenta un empuje diminuto por la molcula de aire en la direccin opuesta

al movimiento del objeto. El resultado de colisiones estables con muchas molculas de

aire es aquella en la que el objeto experimenta una fuerza y por lo tanto, una aceleracin

en la direccin opuesta a su movimiento. La cantidad de la fuerza debido a la resistencia

del aire depende de la velocidad, tamao y forma del objeto. De acuerdo a la Segunda

Ley de Movimiento de Newton, F = ma, el efecto de la resistencia del aire causa que

objetos movindose a travs del aire deceleren, o reduzcan su marcha. Muy importante

es que la resistencia del aire depende en la velocidad del objeto.

El efecto de la resistencia del aire en un objeto cayendo causa que la aceleracin del

objeto disminuya. Si el objeto alcanza una velocidad lo suficientemente mayor durante

su cada, deja de acelerar y contina su cada a una velocidad constante conocida como

velocidad terminal. Esto sucede siempre y cuando la cantidad de la fuerza de la


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resistencia del aire se acumula lo suficiente para igualar el peso del objeto. La velocidad

terminal se alcanza cuando:

La fuerza total en el objeto = (peso) (fuerza de la resistencia del aire) = 0

Debido a que las fuerzas actuando en el objeto estn balanceadas, ya no hay

aceleracin.

Se realizaron muchos experimentos con una variedad de objetos en cada libre en el

aire. Estos a veces mostraban que la fuerza de resistencia del aire, era proporcional a la

velocidad del objeto, y a veces al cuadrado del a velocidad. Matemticamente la fuerza

de arrastre del aire puede ser descrita por Faire = bvo Faire = cv2. Las constantes x y b son

llamadas coeficientes de arrastre.


01 PC con software Logger Pro

01 Sensor de movimiento

01 Interface LabPro

05 cestas de filtro de caf.

01 soporte universal

IV. PROCEDIMIENTO:

1. Conecte el sensor de movimiento al canal DIG/SONIC 1 de la interface.

2. Con la ayuda del soporte universal, colocar el detector de movimiento a 2m

sobre el suelo, tal que este apunte en direccin vertical hacia abajo. Como se

muestra la figura 1.


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Figura 1

3. Abrir el archivo 13 air resistance de la carpeta Physics with Computers.

4. Tenga cuidado de empezar el movimiento de las cestas de filtro de caf a 0.5

m. No comience el movimiento a una menor distancia de este.

5. Haga clic en adquirirpara empezar la toma de datos. Cuando el detector de

movimiento empez a tomar datos, usted suelte inmediatamente la cesta de

filtro de caf.

6. Si el movimiento de la cesta de filtro de caf fue demasiado errtica, repetir

la medicin. Con la prctica, el filtro caer en direccin casi recta.

7. La velocidad de la cesta de filtro de caf puede ser determinada de la

pendiente de la grfica posicin vs tiempo. Al comienzo de la grfica,

deberan haber regiones donde la pendiente aumenta (lo cual implica un

aumento en la velocidad), y luego la pendiente se vuelve constante. Debido a

que la pendiente de esta recta es la velocidad, cuando la pendiente se vuelve

constante, tenemos que es la velocidad terminal (vT). Arrastre el puntero

o on

Detector

Interface


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para seleccionar la parte de la grfica que sea lo ms lineal posible.

Determine la pendiente haciendo clic en R

8. Escriba el dato obtenido de la pendiente en la tabla 01.

9. Repetir los pasos 4-8 aadiendo una cesta de filtro de caf adicional. Hacer

esto hasta que complete los 5 filtros


Tabla 01:

Number

of filters

Velocidad Terminal

vT(m/s)

(Velocidad Terminal)2

vT2

(m2

/s2

)

1

2

3

4

5


Con los datos de la tabla 01 realizar dos grficas. Una de ellas de la velocidad vs elnmero de filtros (masa). La segunda de la velocidad al cuadrado vs el nmero de

filtros.

De las grficas obtenidas anteriormente, cul de ellas se ajusta mejor? Para una

relacin directamente proporcional.

VII. CUESTIONARIO:

1. Cul es la importancia de la resistencia del aire?

2. Si hiciremos la misma experiencia pero en la luna. los resultados seran los

mismos? por qu?

3. A qu denominan carros aerodinmicos? es el aire un factor importante en

la velocidad de los carros?


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BIBLIOGRAFIA

Robles J; Manual de Prcticas de Laboratorio de Fsica .UPN Cajamarca 2010.

Keneth A; Clarence B;Ciencias con lo mejor de vernier Experimentos usando los sensores

de Vernier Yakov Perelman; Fisica Recreativa. 2010

Documents

LABORATORIOS_DE_FISICA_1[1]-2.pdf