informe de lab fisica - colaborativo 1

Guía Tutorial Laboratorio Física General UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIAEscuela de ciencias básicas tecnológicas e Ingeniería2011 I

INTRODUCCIÓN

Somos el grupo que debía el primer trabajo colaborativo y el tutor permitió que recuperamos la primer practica; este informe de laboratorio de Física consta de la practica 1 - 6 tomando parte de la segunda practica 7 y 8, según lo acordado en la reunión (8 de mayo día de la recuperación); el cual se dividió en un primer informe de la practica 1 - 4 y segundo informe de la 5 - 8.

Agradecemos su ayuda.


PRACTICA 1

INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN

TITULO: Instrumentos de medición: Calibrador y tornillo micrométrico

OBJETIVO: aprender a manejar los instrumentos de medición que se utilizan en el laboratorio y en algunas empresas para la medida de longitudes.

PROBLEMA

En que laboratorios de Física se utilizan instrumentos para realizar mediciones. En que consiste la medición de longitudes?La medición de longitudes consiste en obtener una información cuantitativa de una cantidad física, es un proceso básico de la ciencia que consiste en comparar un patrón seleccionado, con el objeto o fenómeno, para ver cuántas veces el patrón está contenido en esa magnitud. Qué grado de precisión tienen estos instrumentos?Los instrumentos que utilizamos para el laboratorio son:Pie de rey con precisión de 0.05mmMicrómetro con precisión de 0.01mmEn qué área se utilizan?Por lo general se utilizan en el área de Metrología.

MATERIALES

1. Calibrador2. Tornillo micrométrico3. Materiales para medir su espesor: láminas, lentes, esferas, etc.

PROCEDIMIENTO CON CALIBRADOR

1) Identifique los objetos que usará en la práctica. Pie de rey. Micrómetro. Primer elemento ficha de dominó. Segundo elemento esfera.


2) Determine y registre cual es la precisión del aparato. Pie de rey con precisión de 0.05mm Micrómetro con precisión de 0.01mm

3) Haga un dibujo de la pieza problema (prima, lámina, etc.) e indique sobre el dibujo los resultados de las medidas de sus dimensiones (cada medida debe realizarse al menos tres veces y se tomará el valor medio de todas ellas.)

Toma de medidas primer elemento Pie de Rey

Dimensiones 1 medida 2 medida 3 medida 4 medida 5 medida Promedio

Ancho 48.85mm 48.80mm 48.80mm 48.80mm 48.85mm 48.82mmAltura 7.05mm 7mm 7mm 7.05mm 7mm 7.02mmBase 24.15mm 24.10mm 24.15mm 24.10mm 24.10mm 24.12mm


4) Calcule el volumen de la pieza, con todas sus cifras:

Volumen = Base * Altura * AnchoVolumen = 24.12mm * 7.02mm * 48.82mmVolumen = 8266.32mm³

Toma de medidas segundo elemento con Pie de Rey

d = 2.50mm r = 1.25mm

Dimensiones 1 medida 2 medida 3 medida 4 medida 5 medida PromedioDiámetro 2.50mm 2.45mm 2.50mm 2.50mm 2.55mm 2.50mm

Calcule el volumen de la pieza, con todas sus cifras:

Volumen = 4/3 * π * r³Volumen = 4/3 * 3.1416 * (1.25mm)³Volumen = 8.18mm³

Complete la siguiente tabla:

Medidas 1 medida 2 medida 3 medida 4 medida 5 medida Promedio

Pieza 1 8317.08mm³ 8232.56mm³ 8249.64mm³ 8291.36mm³

8240.99mm³ 8266.33mm³

Pieza 2 8.18mm³ 7.70mm³ 8.18mm³ 8.18mm³ 8.68mm³ 8.18mm³


PROCEDIMIENTO CON TORNILLO MICROMÉTRICO O PALMER

Repita los pasos anteriores con el tornillo micrométrico o de Palmer ahora utilizando la siguiente tabla:

Toma de medidas primer elemento con Micrómetro

Dimensiones 1 medida 2 medida 3 medida 4 medida 5 medida Promedio

Ancho 48.50mm 48.51mm 48.50mm 48.50mm 48.51mm 48.50mmAltura 6.90mm 6.90mm 6.91mm 6.90mm 6.91mm 6.90mmBase 23.70mm 23.71mm 23.71mm 23.70mm 23.70mm 23.70mm

Calcule el volumen de la pieza, con todas sus cifras:

Volumen = Base * Altura * AnchoVolumen = 23.70mm * 6.90mm * 48.50mmVolumen = 7931.20mm³


Toma de medidas segundo elemento con Micrómetro

d = 2.49mmr = 1.245mm

Dimensiones 1 medida 2 medida 3 medida 4 medida 5 medida PromedioDiámetro 2.49mm 2.50mm 2.49mm 2.50mm 2.49mm 2.49mm

Volumen = 4/3 * π * r³Volumen = 4/3 * 3.1416 * (1.245mm)³Volumen = 8.083mm³

Complete la siguiente tabla:

Medidas 1 medida 2 medida 3 medida 4 medida 5 medida Promedio

Pieza 1 7931.20mm³ 7936.18mm³ 7946.05mm³ 7931.20mm³

7944.33mm³ 7937.79mm³

Pieza 2 8.083mm³ 8.18mm³ 8.083mm³ 8.18mm³ 8.083mm³ 8.12mm³

INFORME

1) Realice las conclusiones respectivas sobre los instrumentos de medición que manipuló.

Los instrumentos empleados permitieron la comparación de longitudes mediante la medición realizada a cada uno de los elementos; se logró distinguir la precisión que cada uno de ellos brindaba y la diferencia entra las mediciones por ejemplo el pie de rey que se utilizo tiene una resolución de 0.05mm mientras que el micrómetro cuenta con la resolución de 0.01mm haciéndolo más preciso.El empleo de los instrumentos debe corresponder a la precisión que queremos obtener.Con el micrómetro se obtuvo una mayor precisión de las lecturas.


2) Determine que es exactitud y precisión.

Exactitud: Acuerdo más cercano entre el resultado de una medición y un valor verdadero de la magnitud a medir.

Precisión: Es el grado en que las lecturas se acercan entre sí.

PRACTICA 2

SISTEMAS EN EQUILIBRIO

TITULO: Equilibrio de Fuerzas

OBJETIVO: Aplicar los conceptos de descomposición de un vector y sumatoria de fuerzas.

PROBLEMAEn ciertas ocasiones necesitamos encontrar las condiciones de equilibrio para encontrar valores para determinados problemas, además de entender la descomposición de un vector en sus componentes.

MATERIALES

Dos soportes universales Dos poleas Juego de pesitas Dos cuerdas Un transportador

PROCEDIMIENTO

Monte los soportes y las poleas como se indica1) Tome varias pesitas y asígneles el valor M32) Como se indica en el dibujo, encuentre dos masas M1 y M2 que equilibren el

sistema. El equilibrio del sistema está determinado por los ángulos de las cuerdas con la horizontal y la vertical. Tome tres posiciones diferentes para la misma masa M3 y dibuje los diagramas de fuerzas sobre papel milimetrado.

3) Repita los pasos 2 y 3 con diferentes valores para M1, M2 y M3


INFORME

1) Realice las conclusiones respectivas sobre la práctica.2) Enuncie y explique las dos condiciones necesarias para que un sistema físico se

encuentre en equilibrio mecánico. ¿Por qué, en esta práctica, solo es necesaria una sola de estas condiciones?

¿Por qué, en esta práctica, solo es necesaria una sola de estas condiciones?

El equilibrio mecánico es una situación estacionaria en la que se cumplen una de estas dos condiciones:

(1) Un sistema está en equilibrio mecánico cuando la suma de fuerzas y momentos, sobre cada partícula del sistema es cero.

(2) Un sistema está en equilibrio mecánico si su posición en el espacio de configuración es un punto en el que el gradiente de energía potencial es cero.


Para equilibrar el sistema de M3 que es de valor o peso de 163 gramos hay 2 masas M1 que pesa 163.2 gramos y M2 que peso 163 gramos.

p1 x = p1 Seno 24° p2x sen 47°

= 0.40 = 0.73

P1y = cos 24° p2y cos 47°

= 0.91 = 0.68

∑F1x = 0 ∑=F2y = 0

0.40 p1 + 0.73 p2 = 0 0.91 p1 - p3 + 0.68 = 0

P3 = 0.91 p1 + 0.68 p2

Comprobemos:

P3 = 0.91 p1 + 0.68 p2

0.163Kg. + 9.8m/seg2 =

0.91(0.163Kg x 9.8 m/seg2) + 0.68

(0.1632 Kg. X 9.8m/seg2) =

1.453Kgm/seg2 = 1.087 Kgm/seg2 =2.53N

1) Realice las conclusiones respectivas sobre la práctica.

Se realizó una base de madera, poleas pequeñas, cuerdas y pesas utilizadas para la pesca.

Cada que dos o más cuerpos interactúan surge una magnitud y una dirección.

Cada una de las flechas dibujadas sobre las cuerdas representa las fuerzas equivalentes para mantener el sistema en equilibrio.

Un cuerpo está en equilibrio estático si no se le perturba, la suma de todos los momentos y fuerzas es cero.


Dependiendo de las masas de los cuerpos y la posición dentro del sistema el mismo cambia.

La distancia y la masa influyen en la fuerza que ejerce un cuerpo sobre otro.

Cuando dos fuerzas actúan opuestas sobre un mismo cuerpo producen un equilibrio, el cual se manifiesta porque el cuerpo no se mueve, presentando un reposo aparente, diferente del reposo absoluto es decir cuando no actúa ninguna fuerza.

Sobre los tres cuerpos actúan las mismas fuerzas: peso, gravedad y la normal.

PRACTICA 3MOVIMIENTO SOBRE UN PLANO INCLINADO

OBJETIVO: Estudiar el movimiento sobre un plano indicado.

MATERIALES Plano inclinado de 1 a 2 metros. Regla Esfera Cronometro

PROCEDIMIENTO Como el movimiento va a ser muy lento, el registrador del tiempo se reemplazará por un cronometro. Una regla puesta en 0, origen de las abscisas, retiene una esfera como muestra la figura. Se levanta la regla a fin de liberar la esfera y se pone a funcionar el cronometro que detendremos en el momento del choque con otra regla puesta en A a una distancias s.Repetiremos el experimento para varios valores de s.


INFORME

1. Dibujar las gráficas de s= f (t); v= f(t), a = f(t)2. Como no tenemos la velocidad inicial, la ecuación del movimiento es S=1/2at2, si tomamos como variable auxiliar T=t2, tendremos la ecuación lineal, s=1/2aT.3. Dibujar s= f(T) y deducir el valor de a. Comparar con el resultado anterior. Demostrar teóricamente que la aceleración de este movimiento es g sen 0 (sen 0 =h/d) cuando no hay razonamiento y comparar con los valores calculados anteriormente. Posibles causas de errores.

INFORME PRÁCTICA - MOVIMIENTO SOBRE UN PLANO INDICADO.

Peso de la esfera = 64.4 g

Largo de tabla = 120 Cm

Distancia de recorrido: 90 cm

A:


Distancia 90 Cm 90 Cm 90 CmTiempo 1.77 1.84 1.87Promedio 1.82

2 es s:

Tan O : h 1

O : tan – 1 h 1

O : 7.62

a= 9.8x sen 7.62= 1.299 m/s2

a1 = 0.57m/s2

a2= 0.53m/s2

a3 = 0.51m/s2


CONCLUSIÓN

Se cuenta con posibles errores ya que si la esfera no rueda por una parte angosta donde no tenga para donde moverse el tiempo q haga puede variar ya que ella puede tener curva y dar un poco más de tiempo

PRACTICA 4

MOVIMIENTO DE LOS PROYECTILES

OBJETIVO

Estudiar el movimiento parabólico de los proyectiles y deducir la aceleración de la gravedad.

MATERIAL

Rampa de aluminio o madera, plomada, tabla, papel carbón y blanco, cronómetro, esfera.

PROCEDIMIENTO

Se dispone la tabla debajo de una mesa con los papeles carbón y blanco como muestra la figura y con la plomada se identifica el origen de las abscisas 0.

1. La esfera parte del reposo arriba de la rampa desde la misma altura a fin de obtener la misma velocidad inicial horizontal v○ de la esfera al abandonar la mesa. Choca con la tabla en M y se mide el x y el y de este punto.

Guía Tutorial Laboratorio Física General UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIAEscuela de ciencias básicas tecnológicas e Ingeniería2011 ISe repite la experiencia para diferentes alturas de la tabla.

2. Dibujar la gráfica y= f(x) con X=x²3. Demostrar teóricamente que esta gráfica debe ser una recta de pendiente, g/2v○².

Vo

X M Papel

Y

9,5cm

27.9cm

15cm

t=,27


VARIABLES 1 MEDIDA 1 MEDIDA 1 MEDIDA PROMEDIOTIEMPO 23 s 19 s 20s 27 sDISTANCIA 54.5 cm 47.0 cm 43.23 cm 48.23 cm

La esfera parte del reposo de arriba de la rampa de una mesa horizontal de altura 35.9 m, la su velocidad inicial cuando la esfera abandona la mesa es 0, y = 27.9 m que es la alturaentre el borde de una mesa horizontal hasta tabla donde se presenta el choque que mide 15 m , el tiempo que tuvo la esfera de caída fue 2.7 s ,la distancia 48,23 cm .Cuando la pelota llega al suelo: y enta en = 0, entonces

0= 35.9 m - 1 9.8 t² = t

2

Condiciones iniciales:

y0 = 35.9 m: posición inicial en la dirección y

v0y = 0: velocidad inicial en la dirección y

x =48,23 m Cuando la pelota golpea el suelo

Por lo tanto: t = 2.7 s tiempo de caída del esfera.X= 48,23 __________= 17,8 m/ s 2.7 Por lo tanto la velocidad horizontal de caída la esfera es 17,8 m/ s

2x 35.9 = 2.7s 9.8

y

X

27

15

Vo

X MPapel

Y

12cm

30cm

19cm

T=27


VARIABLES 1 MEDIDA 1 MEDIDA 1 MEDIDA PROMEDIOTIEMPO 25 s 28 s 29s 27 sDISTANCIA 58.3 cm 56.5 cm 55 cm 56.5 cm


La esfera parte del reposo de arriba de la rampa de una mesa horizontal de altura 39 m, la su velocidad inicial cuando la esfera abandona la mesa es 0, y = 30 .1 m que es la alturaentre el borde de una mesa horizontal hasta tabla donde se presenta el choque que mide 19 m , el tiempo que tuvo la esfera de caída fue s ,la distancia 56.5 cm .

Cuando la pelota llega al suelo: y enta en = 0, entonces

0= 35.9 m - 1 9.8 t² = t

2

Condiciones iniciales:

y0 = 39.1 m: posición inicial en la dirección y

v0y = 0: velocidad inicial en la dirección y

x =56,5 m Cuando la pelota golpea el suelo.

Por lo tanto: t = 2.82 s tiempo de caída del esfera.X= 56,5__________= 20.0 m/ s 2.82

Por lo tanto la velocidad horizontal de caída de la esfera es 20.0 m/ s

Dibuje la gráfica y = f(x) con x = x2

2x 39.1m = 2.82s 9.8

y

X30

19


PRACTICA 5


ESTUDIO ESTÁTICO DE RESORTES

OBJETIVO:Calcular la constate de un resorte y la constate de dos resortes asociados en serie y en paralelo.

MATERIAL:Dos resortes, peso y regla

PROCEDIMIENTO:Se suspenden del resorte pesos diferentes y para cada peso F, se mide el alargamiento x correspondiente (figura 1)

De la gráfica F=kx se deducirá la constate k.Después se asociaran en serie dos resortes y se harán mediciones análogas (figura 2). Terminaremos con dos resortes asociados en paralelo (figura 3)

INFORME:1. De la pendiente de la gráfica en función de x, calcular la constate k1 de un

resorte2. El mismo experimento con otros resorte, calcular la constate k2

3. Asociar los dos resortes en serie y calcular la constate del conjunto.

Comprobar este valor con lo que da la teoría : k=k 1k 2k 1+k 2

4. Asociar los dos resortes en paralelo y calcular la constate del conjunto. Comprobar este valor con lo que da la teoría: k=k 1+k 2

Desarrollo del laboratorio:

Para el desarrollo de este laboratorio, tendremos en cuenta que al momento de la experiencia se contaba con 2 resortes con la mismas dimensiones, por lo tanto K1 = K2.

Guía Tutorial Laboratorio Física General UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIAEscuela de ciencias básicas tecnológicas e Ingeniería2011 IMARCO TEORICO

FUERZA- RESISTENCIA. ¿CÓMO SE TRABAJA?

La fuerza-resistencia es la capacidad que tiene el organismo para soportar cargas durante un cierto tiempo o de practicar un ejercicio estático/ dinámico repetidas veces, sea un cuerpo o un objeto. Se trabaja realizando un número de ejercicios (de 8 a 12), llamados estaciones, durante un periodo de tiempo de 10 a 60 segundos. Estos ejercicios deben ser fáciles y conocidos en el que en cada uno se trabaje un grupo muscular diferente, descansando entre estaciones.

CONCEPTO Y FÓRMULA DE LA VELOCIDAD

La velocidad es la capacidad de realizar acciones motrices en el menor tiempo posible. Depende del sistema muscular y del de alimentación. La fórmula es:

V=e/t Velocidad = espacio/ tiempo

CÓMO SE MANIFIESTA LA VELOCIDAD

La velocidad se manifiesta de distintas maneras:

*Velocidad de reacción; es la acción rápida en el menor tiempo posible frente a un estímulo visual o sonoro, como una salida de velocidad o una situación de juego en un partido.

*Velocidad de traslación o máxima; es la capacidad de un jugador de moverse entre dos puntos, como un contraataque.

*Velocidad resistencia; es la velocidad máxima mantenida el mayor tiempo posible; como el número de veces que un jugador realiza un contraataque.

12.- CONCEPTO DE EQUILIBRIO

El equilibrio es la capacidad de realizar y controlar cualquier movimiento del cuerpo contra la ley de la gravedad. Es la cualidad coordinativa que depende del sistema nervioso central.

13.- FACTORES QUE DETERMINAN EL EQUILIBRIO

El equilibrio está sujeto a la ley de la gravedad y lo condicionan:

*Cuanto más bajo se encuentre el centro de gravedad, se estará más estable.

*La base de la sustentación es el polígono que forman todas las partes del cuerpo proyectadas contra el suelo, cuanta más base más equilibrio.

*La línea que pasa por el centro de gravedad tiene que caer dentro de la base de la sustentación.

Guía Tutorial Laboratorio Física General UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIAEscuela de ciencias básicas tecnológicas e Ingeniería2011 I*Los sentidos del oído, vista y tacto, y las sensaciones propioceptivas (sensibilidad que transmiten las articulaciones) nos informan de cómo está nuestro cuerpo en el espacio

Bajo la acción de una fuerza externa, un cuerpo puede sufrir estiramiento, compresión, torsión, doblamiento y, en general, una deformación elástica. Algunos objetos elásticos como un resorte helicoidal dentro de ciertos límites pueden, estirarse o comprimirse en una cantidad ΔL que resulte proporcional a la fuerza deformante F.F= -K ΔLEn tal caso cumple con la Ley de Hooke. La constante de proporcionalidad, K, recibe el nombre de constante elástica del resorte

Resultados de la práctica

Se mide el alargamiento que tiene un resorte de 5cm con 3 pesos diferentes, con el fin de calcular la constate K:

4 5

4 8.5

Peso en Gramos

Estado de reposo en cm

Alargamiento total cm

M1= 22,5

M2= 32,3

El cálculo de la Fuerza de elasticidad lo obtenemos utilizando la siguiente formula

Fe=m∗g

4 5

4 8.5

Peso en Gramos



Alargamiento (∆X = X1-X2)

M1= 22,5 X1= 1

M2= 32,3 X2= 4

La constate K se haya dividiendo la fuerza de elasticidad entre el alargamiento

4 5

4 8.5

Peso en Gramos




Peso en Gramos

M1= 22,5 X1= 1 M1= 22,5

M2= 32,3 X2= 4 M2= 32,3

K promedio = 40,17 N/s


3. Asociar los dos resortes en serie y calcular la constate del conjunto

Para el desarrollo de este punto es necesario establecer que trabajaremos con los mismos pesos y con dos resortes de 4cm para un estado en reposo de 8cm

8 11

8 15

Peso en Gramos



M1= 22,5

M2= 32,3

Con el valor de la constante promedio =40,17 N/s se calcula la constate del conjunto con

la fórmula: k= k 1k 2

k 1+k 2 Kequi= 20,085 N/sFuerza de elasticidad: Fe = - km

8 11

8 15

Peso en Gramos




Peso en Gramos

M1= 22,5 X1= 3 M1= 22,5

M2= 32,3 X2= 7 M2= 32,3

4 Asociar los dos resortes en paralelo y calcular la constate del conjunto.

4 5.5

4 7.6

Peso en Gramos



M1= 22,5

M2= 32,3

Tenemos que K= 40,17 N/s, la constate del conjunto la obtenemos con la formula:

k=k 1+k 2 Obteniendo como resultado: Kequi= 80,34 N/s

Fuerza de elasticidad: Fe = -km

4 5.5

4 7.6

Peso en Gramos




Peso en Gramos

M1= 22,5 X1= 1,5 M1= 22,5

M2= 32,3 X2= 3,6 M2= 32,3


PRACTICA 6FUERZA CENTRÍPETA

OBJETIVO

Estudiar la fuerza a que está sometido un cuerpo que se mueve en una trayectoria circular con rapidez constante.

MATERIAL

Rotator provisto de un cuenta revoluciones, masa m colocada dentro de un marco y sujeta a un resorte, cronómetro, pesas, tubo de vidrio o metal, hilo.

PROCEDIMIENTO

Una masa de algunos gramos m (corcho o caucho) está atada al extremo de un hilo. Este pasa por un tubo v en el otro extremo se coloca un peso Mg de 100 o 200 gramos.

(a) Se hace girar el tubo en un pequeño círculo para que la masa m gire en un gran círculo aproximadamente horizontal. El movimiento es estable cuando el peso Mg no sube ni baja.

(b) A este momento se mide el número de revoluciones N en un tiempo t. (c) Al final del experimento con el tubo, se bloquea el hilo para poder determinar el

radio de giro r.


INFORME

1. Mostrar que la fuerza centrípeta es:

F = mv 2 = 4 π 2 m N 2 r

r t2

2. Calcular la fuerza centrípeta en el primer experimento y comparar con la fuerza elástica producida por el resorte.

FUERZA CENTRIPETA

Es la fuerza contraria a la fuerza centrifuga. Esta fuerza está presente cuando un cuerpo describe un movimiento circular y es aquella fuerza que le atrae hacia el centro de la circunferencia que se está trazando con el movimiento circular.

Es la resultante de todas las fuerzas aplicadas a un cuerpo hacia el centro de la trayectoria curva y que produce un movimiento circular. La magnitud: mv2/r no es una fuerza sino que representa el producto de la masa por la magnitud de la aceleración centrípeta v2/r. Esta aceleración está dirigida hacia el centro lo que indica que la resultante de las fuerzas aplicadas va dirigida al centro.

1 .Fuerza centrípeta en la primera experiencia

F= m .v2 = 4 π2 .m. N2. r

t2

r F=m.a

a=m.v 2 r

V=2π . rT

❑

=2π . rt /N

=2 π .r . N

t

T=Periodo = tn

F =m(2 π . r . n )❑2

t=m 4 π2 . r2. N2

t2

_____ _____

r r2


F =m.4 π2 . r2 . N2

t 2=4 π2 .m. N2 . r

t

Reemplazamos:

F= 13.8gr . r4 . π 2 .52 .102

52 =0,283

M=masa del elemento 13.8 gr

R=radio 52 cm

V= velocidad 5 segundos

Conclusiones.

Cualquier aceleración requiere una fuerza

Cuando un objeto gira alrededor de un eje central, la distancia del radio debe girar constantemente hacia el centro.

Cuando el cuerpo está en un movimiento circular uniforme, actúa sobre él una fuerza de naturaleza radial, es decir siempre buscando el centro.


PRACTICA 7

MOVIMIENTO DE FUERZAS PARALELAS

OBJETIVOEstudiar el equilibrio de fuerzas paralelas situadas en un plano y deducir el peso de un cuerpo.

MATERIAL

Regla de madera, hilo, pesas, balanza.

PROCEDIMIENTO

Estudiaremos el caso de fuerzas paralelas entre sí y perpendiculares a una regla graduada de madera; las fuerzas estarán representadas por P1 P2,… suspendidos de la regla, sin olvidar el peso de la regla w que puede considerarse como una sola fuerza aplicada al centro de gravedad de la regla.

Al equilibrio, la suma de las fuerzas aplicadas al cuerpo es cero y la suma de los momentos de las fuerzas con respecto a cualquier punto es cero. Averiguaremos especialmente esta última condición con los siguientes ejercicios:

(a) LA regla estará sostenida en su centro de gravedad que se puede determinar suspendiendo la regla por medio de un hilo. Cuando la regla esté en equilibrio (horizontal) es porque el hilo pasa por el centro de gravedad.

Se colocara varios pesos y en cada caso se realiza el equilibrio moviendo los pesos. Se anotan los valores de todas las fuerzas que actúan sobre la regla y sus distancias al punto de suspensión 0.


Solución

Medida de la Regla: 66,5 Centímetros. Punto de Equilibrio Inicial: 35 Centímetros. Se trabaja con: 2 Pesas de 100 y 1 de 180. Nota: Se tomara el Cero como Punto del Rango de escalas Positivas y Negativas y

desde este Punto se sostendrá la regla.

Practicas en Punto Cero de Gravedad.

Mediciones:

Tuvimos un Equilibrio en los Puntos:

1) Del Punto 0 al Punto +23,3 cm.→ Peso de 180 Gramos.

Del Punto 0 al Punto - 34,0 cm.→ Peso de 100 Gramos.

Del Punto 0 al Punto +11,0 cm.→ Peso de 100 Gramos.

2) Del punto 0 al Punto - 23,0 cm.→ Peso de 100 Gramos.

Del Punto 0 al Punto+5,00 cm. → Peso de 180 Gramos.

Del Punto 0 al Punto+14,5 cm. → Peso de 100 Gramos.

3) Del Punto 0 al Punto+32,9 cm. → Peso de 100 Gramos.

Del Punto 0 al Punto -9,80 cm. → Peso de 180 Gramos.

Del Punto 0 al Punto-16,4 cm. → Peso de 100 Gramos.


(b) Se hacen una serie de ensayos análogos a los anteriores pero colgando la regla de un punto que no sea el centro de gravedad.

Solución

Ahora Cambiamos el Centro de Equilibrio a 41 Centímetros.

Mediciones:

1) Del Punto 0 al Punto +9,20 cm. → Peso de 180 Gramos. Del Punto 0 al Punto +23,0 cm. → Peso de 100 Gramos. Del Punto 0 al Punto -31,0 cm. → Peso de 100 Gramos.

Ahora Cambiamos el Centro de Equilibrio a 44,4 Centímetros.

Mediciones:

1) Del Punto 0 al Punto -2,0 cm. → Peso de 180 Gramos. Del Punto 0 al Punto -6,6 cm. → Peso de 100 Gramos. Del Punto 0 al Punto +21, cm. → Peso de 100 Gramos.

(c) SE repite el caso anterior, cambiando uno de los pesos por un objeto cuyo peso se desea conocer.

Solución

Cambiamos una Pesa de 100 Gramos Por un Celular De un Compañero.

Del Punto 0 al Punto -12,7 cm. → Peso de 180 Gramos.Del Punto 0 al Punto +3,5 cm. → Peso de 100 Gramos.Del Punto o al Punto +25,0 cm. → Peso del Celular de Prueba.

El Celular tiene un Peso Aproximado de 90 Gramos.


PRACTICA 8

CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA

NOTA: Los datos de la practica 8 no la pudimos obtener; decidimos adjuntar los datos del trabajo colaborativo 2 donde asistimos todos los del grupo para no dejar el informe incompleto.

OBJETIVO

Comparar el cambio de energía potencial gravitacional perdida por un peso suspendido de un resorte con el cambio de energía potencial elástica ganada por el resorte.

MATERIAL

Soporte, resorte, pesas, regla.

PROCEDIMIENTO

Fijar el extremo de un resorte sobre un soporte y anotar la posición 0 del extremo libre. Colocar un peso mg en el resorte sosteniéndolo con la mano. Luego soltarlo y determinar la posición A más baja que alcance.

Repetir del experimento soltando el peso en una posición x○ situada algunos cm por debajo de 0.


INFORME

1. Suspender al resorte pesos diferentes y para cada peso mg, medir el alargamiento x correspondiente. Dibujar la gráfica mg = k x y deducir la constante k.

2. Medir la variación de altura h del peso y calcular el cambio de energía potencial gravitacional mgh, para cada caso.

3. Medir el alargamiento del resorte en su posición inicial x○ y en su posición final x a partir de 0 y calcular el cambio de energía potencial gravitacional.

4. Para cada caso comparar estos dos cambios de energía y sacar conclusiones.

SOLUCIÓN

Medida del resorte en reposo 4 cm

Posición A en repodo Peso = 100gPosición A 25.7cmPosición B en reposo Peso = 150gPosición B 37 cmPosición C en reposo Peso = 180gPosición c 55 cm

Posición A en x○ Peso = 100gPosición A 23.2cmPosición B en x○ Peso = 150gPosición B 39.5 cmPosición C en x○ Peso = 180gPosición c 48.2 cm


7cm

19.2cm

16.2cm

3cm

25.7cm

100g

4cm

7cm

35.5cm

32.5cm

3cm

37cm

150g

4cm


1) Hallar la constante “K” para cada caso, mediante K =mg/x

Caso 1m= 100g g= 9.81m/s²x= 19.2cmK= [(0.1kg)*(9.81m/s²)/(0.192m)]K= 5.109N/m

Caso 2m= 150g g=9.81m/s²x= 35.5cmK= [(0.15kg)*(9.81m/s²)/(0.355m)]K= 4.145N/m

Caso 3m= 180g g=9.81m/s²x= 44.2K= [(0.18kg)*(9.81m/s²)/(0.442m)]K= 3.995N/m

7cm

180g44.2cm

41.2cm

3cm

55cm

4cm


1) Para comprobar la formula dada en el laboratorio para hallar el peso (mg), solo reemplazamos en: mg = kx

Caso 1Mg= 100gmg = 5.109N/m * 19.2cmmg= 98.08



2) Variación de la altura “h” y cambio de energía potencial gravitacional, expresada mediante C.E.P.G.= “mgh”

Caso 1m= 100g g=9.81m/s²h= 16,2cmC.E.P.G.= (100g)*(9.81m/s²)*(16,2cm)C.E.P.G. = 15892.2

Caso 2m= 150g g=9.81m/s²h= 32.5cmC.E.P.G.= (150g)*(9.81m/s²)*(32.5cm)C.E.P.G. = 47823.75

Caso 3m= 180g g=9.81m/s²h= 41.2cmC.E.P.G.= (180g)*(9.81m/s²)*(41.2cm)C.E.P.G. = 72750.96


1) Alargamiento en su posición inicial X0 y en su posición final X, a partir de 0 y calcular el cambio de energía potencial gravitacional

Caso 1k= 5.109N/mx= 19.2cmx0= 3cmC.E.P.G.= 1(5.109N/m)(19.2cm)² - 1(5.109N/m)(3)² 2 2C.E.P.G.= 1(1883.3) - 1(45.9) 2 2C.E.P.G.= 941.65 – 22.95C.E.P.G.= 918.7




RESULTADO CAMBIOS DE ENERGÍACaso Masa mgh ½kx² - ½kx0²

1 100g 15892.2 918.72 150g 47823.75 2593.23 180g 72750.96 3884.3

informe de lab fisica - colaborativo 1

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