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Docente: Francisco José Guerrero Mendoza

ESCUELA DE INGENIERÍA DE MINAS CURSO: FÍSICA II. CICLO:I. FECHA: 21/10/2013 PRÁCTICA EXPERIMENTAL N°03: CENTRO DE MASA DE UNA PLACA PLANA. OBJETIVOS: - Determinar experimentalmente el centro de masa un cuerpo sólido en forma de placa. - Utilizar instrumentos de medición como regla patrón, huincha, balanza, escuadras. - Obtener los errores de las mediciones directas de la coordenada “xCM” y coordenada “YCM” del cuerpo en forma de placa. - Redactar adecuadamente el informe de laboratorio.

FUNDAMENTO. Según Merian J (1982) Si a un cuerpo se le suspende de un punto “A” el cuerpo encontrará el equilibrio por la acción de la tensión de la cuerda y la resultante de las fuerzas másicas o de gravedad que actúan sobre sus partículas. Dicha fuerza resultante tendrá como por línea de acción la recta definida por la cuerda, la cual se puede señalar su posición. Si se suspende al cuerpo por otros puntos tales como B, C, entre otros; y se señala la línea de acción de la resultante de las fuerzas de gravedad de las partículas, dichas líneas de acción se cortarán en un punto denominado centro de masa o centro de gravedad del cuerpo.

Por ejemplo, para un cuerpo en forma de placa de espesor constante si se suspende por una cuerda por el punto A, luego de que se llega al equilibrio, se señala la línea de acción de la resultante de las fuerzas de gravedad de las partículas que la conforman; luego se suspende por otro punto B a dicha placa y señalando la línea de acción de la fuerza de gravedad, la intersección de éstas líneas determinan en centro de masa (x�� ,y�� ,0) si cuerpo en forma de placa se encuentra en el plano cartesiano “XY”

El error absoluto para la medida directa de x�� , se calcula con la fórmula de Gauss:

Error absoluto para medidas directas de la coordenada x�� ,del centro de masa: ��� = �x�� � − x�� �� + �x�� � − x�� �� + �x�� � − x�� �� + ⋯ + �x�� � − x�� ��

�(� − �)

Error relativo para medidas directas de la coordenada ��� ,del centro de masa: �xCM = xCMxCM

Error porcentual para medidas directas de la coordenada ��� ,del centro de masa: xCM = �xCM!100%

Error absoluto para medidas directas de la coordenada y�� ,del centro de masa: $�� = �y�� � − y�� �� + �y�� � − y�� �� + �y�� � − y�� �� + ⋯ + �y�� � − y�� ��

�(� − �) Error relativo para medidas directas de la coordenada %�� ,del centro de masa: �yCM = yCM

yCM

Error porcentual para medidas directas de la coordenada %�� ,del centro de masa: yCM = �yCM!100%

MATERIALES Y EQUIPO: (CADA EQUIPO DE TRABAJO LLEVAR A CLASE)

01 Una cartulina gruesa de 40cmx 30cm; 02 dos metros de hilo pabilo; 03 Un transportador; 04 Una Regla graduada de 30 cm; 05 Una huincha mínimo de 2m, 06 Una cinta de embalaje. 07 Una pesa de 100g.08 tijeras.09Una balanza que mida 20g. 09 un juego de escuadras. PROCEDIMIENTO Y TOMA DE DATOS. 1. Trazar la parábola de ecuación& = 15 − �(�)) (! − 12)� en la cartulina y luego recortar cuidadosamente.

2. Amarrar al hilo la pesa para formar una plomada. seguido hacer un agujero en un extremo de la placa. Pasar un hilo por el agujero de la placa, colgarla. Hacer coincidir la línea del hilo con la plomada, luego señalar con un lápiz. Repetir para otro agujero en la placa. Luego la intersección constituye el centro de masa de la placa.

3. Cada estudiante medir 5 veces la coordenada x�� , de del centro de masa de la placa y anotar en la tabla n° 01.

4. Cada estudiante medir 5 veces la coordenada y�� , de del centro de masa de la placa y anotar en la tabla n° 02.

Tabla n° 01: Medidas de la coordenada x�� , del centro de masa de la placa.

n x�� (cm) xCM � (xCM + − xCM )� x�� � x�� � x�� � x�� ) x�� (

1 2 3 4 5 6 7 xCM = �� =

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Docente: Francisco José Guerrero Mendoza

Tabla n° 02: Medidas de la coordenada y�� , del centro de masa de la placa.

CUESTIONARIO

1. Calcular el error absoluto cometido en las mediciones de las coordenadas “ xCM ” y “ yCM ” del centro de masa de la placa plana utilizada en el experimento. 2. Calcular el error relativo cometido en las mediciones de las coordenadas “ xCM ” y “ yCM ” del centro de masa de la placa plana utilizada en el experimento , ¿Cómo se interpretan dichos errores relativos?. 3. Calcular el error porcentual cometido en las mediciones de las coordenadas “ xCM ” y “ yCM ” del centro de masa de la placa plana utilizada en el experimento , ¿Cómo se interpretan dichos errores porcentuales?. 4. ¿cuál es el valor aproximado de la coordenada “ xCM ” del centro de masa de la placa plana utilizada en el experimento?. 5. ¿cuál es el valor aproximado de la coordenada “ yCM ” del centro de masa de la placa plana utilizada en el experimento?. 6. Determine analíticamente el centro de masa de la placa plana de cartulina y compare con el obtenido experimentalmente.¿ hay diferencia alguna diferencia? Explicar.

REFERENCIA BIBLIOGRÁFICA. � Alonso Marcelo y Finn Edward. (1986). Física. Volumen 1: Mecánica. Primera edición. E.U.A. ADDISON-WESLEY IBEROAMERICANA. S.A. � Beer Ferdinand. Jhonston Russell. Eisenberg Elliot. y otro. (2010).Mecánica Vectorial para Ingenieros. Estática. Novena edición. México. Editorial Mcgraw Hill Interamericana Editores S.A. � García, Franco (2010) Física con Ordenador. [Citado el 20 de marzo del 2013] Disponible en: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/ � Hibeller Russel. Mecánica para Ingenieros. Estática. (2003) Sexta edición. México. CECSA COMPAÑÍA EDITORIAL CONTINENTAL S.A. � Meriam J. (1982).Estática. Segunda edición. España. Editorial Reverté S.A. � Young, Hugh. Roger Freedman. (2005) Física Universitaria. Sexta edición. México. Pearson Educación. Código de biblioteca UCV: 530/Y78.

PASOS PARA REDACTAR EL INFORME DE LABORATORIO

Todo informe de un trabajo experimental será evaluado, por lo que hay que considerar las siguientes partes al redactarlo: 1. TITULO: Debe abarcar todo el experimento. 2. OBJETIVOS: Es lo que se propone antes de realizar el experimento. 3. FUNDAMENTO TEÓRICO: Es un resumen teórico de los conocimientos necesarios para realizar el experimento, que resultan sintetizados del trabajo preparatorio: no debe abarcar más de dos páginas. 4. EQUIPO: Relación del material utilizado en experimento, indicando la cantidad y las características principales. 5. DIAGRAMA DE INSTALACIÓN: Es una representación gráfica de la instalación del equipo para realizar el experimento, con las condiciones necesarias que aclaren su funcionamiento. 6. PROCEDIMIENTO: Desarrollo del proceso seguido el experimento, comprende los pasos realizados y narrados en forma correcta. 7. DATOS EXPERIMENTALES: Es el registro tabulado de los datos obtenidos en el proceso experimental. 8. GRÁFICOS, CÁLCULOS Y RESULTADOS: Comprende los gráficos realizados, los cálculos numéricos con los resultados obtenidos; estos últimos deben ser presentados en forma sintética, indicando las operaciones a realizar bien ordenados. 9. CÁLCULO DE ERRORES: Es el análisis numérico de errores en el experimento, obteniéndose al final de cada magnitud deducida la aproximación correspondiente. 10. CUESTIONARIO: Respuesta a las preguntas que se formulan en la guía del experimento. 11. CONCLUSIONES: El alumno resumirá sus propias conclusiones a las que llega en el experimento. BIBLIOGRAFÍA: Se indicará los libros que fueron empleados para ayudarse en la realización del experimento, las referencias deberán ser indicadas en la forma siguiente: Autor. Año. Nombre de la obra. N° de edición. País. Nombre de la editorial.

n y�� (cm) yCM � (yCM + − yCM )� y�� � y�� � y�� � y�� ) y�� (

1 2 3 4 5 6 7 yCM = ε$�� =

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Docente: Francisco José Guerrero Mendoza