INFORME 2 DE LABORATORIO DE FISICA GENERAL

Presentado a:

Hugo Rodríguez

Presentado por:

INTRODUCCIÓN

En este segundo informe de laboratorio registraremos las mediciones recogidas en cada practica, mediante las formulas establecidas junto con el grafico que demuestre el comportamiento que observamos para cada objeto de prueba, identificaremos la relación de proporcionalidad existente entre magnitudes dadas y como pueden estar correlacionadas en una ecuación determinada, haremos uso del calibrador y el tornillo micrométrico Palmer instrumentos que permiten la medición de longitudes de algunos objetos con circunferencias internas y externas, estudiaremos algunas leyes de la cinemática, MUA , y por último la equivalencia entre trabajo y energía, realizando cálculos habiendo identificado las variables en cada caso y así hacer uso de las formulas requeridas para su comprensión.

PRÁCTICA 6: FUERZAS

A continuación se muestra la tabla 1 de datos de la fuerza ejercida sobre el resorte vs el desplazamiento.

Tabla 1. Fuerza vs Desplazamiento

Fuerza (N) Desplazamiento (m) Valor de k

0,26 0,0904 2,87610619

0,3 0,0999 3,003003

0,37 0,1011 3,65974283

En esta tabla además se calculo el valor de K para cada valor de fuerza a partir de la ley de Hooke:

F=k.x

Teniendo los anteriores datos se muestra a continuación el grafico correspondiente de fuerza vs desplazamiento:

Grafica1. Fuerza vs tiempo

ANALISIS DE RESULTADOS

Se realizo el grafico en Excel y su debida regresión lineal mostrando un valor de R2 bastante bajo de 0.45, se observa una función creciente, pero no como lo esperado un recta de la forma y=mx+b, esto debido al error en la realización de la practica y la toma de datos.

La ecuación que nos muestra Excel para estos datos es

F=3.203x, nos indica que el valor de k para este resorte en especifico es 3.203N/m comprobando así la ley de Hooke.

Este método para hallar la constante de elasticidad es mucho más práctico y preciso que el método de oscilaciones siempre y cuando se tenga mucho cuidado al momento de hacer las mediciones.

CONCLUSIONES

Se encontró la constante de elasticidad del resorte por medio de la práctica hecha en el laboratorio y el posterior análisis de datos comprobando así la ley de Hooke.

PRÁCTICA 7: SISTEMAS EN EQUILIBRIO

Para esta práctica se realizo el siguiente montaje mostrado en la figura, así como la descomposición vectorial de las fuerzas que actúan en la masa 3.

Figura1. Montaje de masas

Figura2. Descomposición vectorial

A continuación realizamos el procedimiento para encontrar los valores de F1 y F2, la condición para que haya equilibrio estático es que la sumatoria de las fuerzas sea cero, por lo tanto:

A continuación se muestra la tabla en cual se registran los valores para cada masa y la medición para cada ángulo, así como los resultados de las Fuerza F1 y F2 a partir de la sumatoria de fuerzas.

Tabla 3. Masas ángulos y fuerzas.

Montaje 1 Montaje 2 Montaje 3

M1 (Kg) 0,060 0,150 0,100

M2 (Kg) 0,070 0,100 0,100

M3 (Kg) 0,110 0,200 0,140

Beta (Grados) 53 62 40

Alfa (Grados) 56 46 45

W1 (N) 0,605 1,512 1,008

W2 (N) 0,705 1,008 1,008

F3=W3 (N) 1,109 2,016 1,411

F1 (N)0,656 1,472 1,001

F2 (N)0,706 0,995 1,085

CALIBRADOR

MEDIDA PIEZA (mm) ALTURA DIAMETRO EXTERIOR DIAMETRO INFERIOR VOLUMEN (cm3)

ARANDELA 1,35 21,6 7 0,443

CILINDRO 10,5 8 0,528

ESFERA 12,7 1,073

Datos de las mediciones realizadas con el micrómetro:

Tabla 3. Medición con tornillo micrométrico.

TORNILLO MICROMETRICO

MEDIDA PIEZA (mm) ALTURA DIAMETRO EXTERIOR DIAMETRO INFERIOR VOLUMEN (cm3)

ARANDELA 1,24 21,54 6,56 0,410

CILINDRO 10,632 8,4 0,589

ESFERA 12,692 1,071

EXACTITUD

La exactitud es lo cerca que el resultado de una medición está del valor verdadero.

PRECISIÓN

La precisión es lo cerca que los valores medidos están unos de otros.

ANALISIS DE RESULTADOS

De esta práctica podemos determinar la exactitud de cada instrumento al medir un objeto determinado, cual es el adecuado dependiendo el rango de error mostrado y comparar los resultados obtenidos para hallar distintas valores de longitud medidos en un cuerpo con mayor precisión.

PRÁCTICA 3: MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE VARIADO

A continuación se muestra la tabla en la cual se registraron y calcularon los datos del laboratorio, seguido de este se muestran los gráficos de velocidad, aceleración y espacio Vs tiempo.

Tabla 3. Velocidad, aceleración y recorrido.

ORDEN DEL INTERVALO DE TIEMPO VELOCIDAD MEDIA (m/s) m1= 95g VELOCIDAD MEDIA (m/s) m2= 48g ACELERACION (m/s2) m1= 95g

ACELERACION (m/s2) m2= 48g ESPACIO RECORRIDO TOTAL (m) m1= 95g ESPACIO RECORRIDO TOTAL (m) m2= 48g

1 0,006 0,005 0,006 0,005 0,021 0,0085

2 0,008 0,0015 0,002 0,0015 0,048 0,0175

3 0,007 0,0015 -0,0010,0015 0,083 0,028

4 0,01 0,002 0,003 0,002 0,125 0,04

5 0,006 0,007 -0,0040,007 0,177 0,054

6 0,007 0,001 0,001 0,001 0,235 0,069

7 0,008 0,003 0,001 0,003 0,3 0,085

8 0,007 0,0015 -0,0010,0015 0,373 0,104

9 0,007 0,005 0,453 0,125

10 0,54 0,146

VELOCIDAD Vs TIEMPO

Figura 2. Velocidad vs tiempo

ANALISIS DE RESULTADOS

Esta relación de velocidad media Vs tiempo es de proporcionalidad directa, ya que en cada intervalo esta debe aumentar proporcionalmente respecto al tiempo, la regresión de Excel nos muestra para la masa 1 una función constante, debido a diversos factores que afectan el experimento, como lo son la fricción, las imperfecciones de la mesa, y el error humano, ya para la masa 2 nos muestra una función de proporcionalidad directa, sin embargo el valor de R cuadrado y los datos nos muestran un alto porcentaje de error.

ACELERACION Vs TIEMPO

Figura 3. Aceleración vs tiempo.

Para la relación aceleración tiempo debe ser una función constante, debido a que la aceleración en cada intervalo para este tipo de movimiento será la misma, sin embargo al graficar obtuvimos puntos dispersos que al hacerles la regresión en Excel nos muestran unas relaciones de proporcionalidad inversa, este error se debe a las causas planteadas anteriormente.

ESPACIO Vs TIEMPO

Figura 4. Espacio vs tiempo

Para la relación espacio tiempo obtuvimos la grafica esperada, una función exponencial, debido a que el espacio es directamente proporcional al cuadrado del tiempo.

En la regresión de Excel nos muestra un R cuadrado bastante alto y unos puntos no muy lejanos de una función exponencial.

PRÁCTICA 4: MOVIMIENTO UNIFORMEMENTE ACELERADO

Para nuestra práctica de MUA medimos tres tiempos, calculamos el promedio y lo elevamos al cuadrado, además calculamos los valores de m y g para cada altura, se muestran en la siguiente tabla:

Tabla 4. Altura, tiempo y gravedad.

Altura (m) t1 (sg) t2 (sg) t3 (sg) t Promedio (sg) t2 (sg2) m g

0 0 0 0 0 0 0 0

0,1 0,131 0,13 0,132 0,131 0,017 5,827 11,654

0,2 0,195 0,19 0,185 0,19 0,036 5,540 11,080

0,3 0,242 0,24 0,238 0,24 0,058 5,208 10,417

0,4 0,273 0,277 0,275 0,275 0,076 5,289 10,579

0,5 0,312 0,315 0,318 0,315 0,099 5,039 10,078

0,6 0,345 0,346 0,344 0,345 0,119 5,041 10,082

0,7 0,37 0,369 0,368 0,369 0,136 5,141 10,282

0,8 0,396 0,4 0,398 0,398 0,158 5,050 10,101

0,9 0,425 0,423 0,427 0,425 0,181 4,983 9,965

1 0,449 0,448 0,45 0,449 0,202 4,960 9,921

Ahora vamos a graficar Altura Vs t2 , ya que esta relación es una relación lineal y podremos calcular fácilmente la pendiente en donde:

m=1/2 g (1)

y,

m=h/t^2 (2)

Con estas ecuaciones calculamos los valores de m y g en cada intervalo.

ANALISIS DE RESULTADOS

Por medio de regresión lineal en Excel, obtuvimos un valor de m de 5.039, por lo tanto el valor de g:

g=2*5.039m/〖sg〗^2

g=10.078m/〖sg〗^2

Figura 5. Altura vs tiempo.

Este es el valor de la gravedad obtenido a partir de la toma de datos y los cálculos realizados, para la ciudad de Bogotá, Barrio Restrepo.

En la grafica y en la tabla se observan cambios en la pendiente para cada altura, debido a errores de ajuste de ajuste en la altura, la colocación de la esfera y el error del instrumento de medida, pero los datos se aproximan mucho a una recta, el valor de R2 fue de 0.998.

PRÁCTICA 5: FUERZAS

A continuación se muestra la tabla y el grafico con los datos obtenidos y calculados en el laboratorio:

Tabla 5. Fuerza y trabajo

m.g (N) x (m) Masa (Kg) Trabajo (mJ)

0,059 0,001 0,006 0,059

0,108 0,002 0,011 0,216

0,206 0,009 0,021 1,852

0,510 0,090 0,052 45,864

0,951 0,160 0,097 152,096

0,980 0,232 0,100 227,360

1,450 0,357 0,148 517,793

1,656 0,426 0,169 705,541

1,891 0,520 0,193 983,528

1,901 0,522 0,194 992,426

Figura 6. Fuerza vs elongación.

ANALISIS DE RESULTADOS

De estos resultados podemos concluir que el trabajo es directamente proporcional a la fuerza y a la distancia, dado que:

T=m.g.x

La elongación del resorte para masas pequeñas nos va a dar resultados en unidades de milijoules.

Los resultados de la regresión de Excel nos muestran así como el grafico nos muestran que los datos no están tan cerca de ser una recta, este error se debe a la medición que se realizo con el flexómetro.

CONCLUSIONES

Habiendo determinado la proporcionalidad entre diversas variables en una formula determinada identificaremos como están relacionados entre sí, y como al tomar distintos valores de prueba estas se ven afectadas, así como lo notamos en algunos fenómenos de la naturaleza.

Aprendimos las aplicaciones del Calibrador y el Tornillo Micrométrico Palmer empleándolos para mediciones de implementos con circunferencias, analizando cual instrumento es el apropiado según el caso, y diferenciando la exactitud y precisión en una medida determinada.

Analizamos el movimiento de un objeto en un sistema viendo como este es afectado por diversos factores como la fricción, el coeficiente de rozamiento es decir la oposición al movimiento que ofrecen las superficies de dos cuerpos en contacto por imperfecciones microscópicas.

Observamos el comportamiento de un cuerpo determinado en caída libre empleando la fórmula para comprender que variables puede influir en cambios en su desplazamiento, dependiendo el sitio de prueba y teniendo presente el porcentaje de error en la medida dada en la práctica.