practicas de laboratorio 2015

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Fisica

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  • Prctica N 01 Medidas, error, instrumentos.

    Al finalizar la unidad, el alumno ser capaz de realizar las medidas de una cantidad fsica a travs de procedimientos adecuados para el manejo de los instrumentos de medicin, realizar clculos de errores, as como grficas en papel milimetrado, logaritmo y semi logaritmo a partir de datos experimentales.

    Objetivo

    Instituto Universitario Politcnico Santiago Mario

    Extensin Caracas

  • Laboratorio de fsica IUPS-Caracas

    Instituto Universitario Politcnico Santiago Mario

    Extensin Caracas

    Objetivos especficos: - Establecer las medidas fsicas por medio de mtodos estandarizados.

    - Determinar los errores cometidos en las medidas obtenidas.

    - Comparar la precisin de los instrumentos de medicin. - Procesar los datos para la representacin grafica de funciones.

    -Realizar la representacin grafica de las variables involucradas en un fenmeno.

    - Determinar el tipo de movimiento perteneciente a la grafica

    - Realizar los clculos pertinentes segn la funcin graficada.

    - Establecer los procedimientos para realizar las mediciones.

    - Realizar mediciones con regla graduada, vernier y tornillo micromtrico.

    - Utilizar el esfermetro para hallar los radios de herradura.

    Contenido:

    Medida de una magnitud fsica. - Mtodos: Directo. Indirecto. - Medicin con aparatos calibrados. - Errores. - Tipos de errores. Errores de apreciacin. Errores sistemticos. Errores casuales o de azar. - Curva normal o distribucin de Gauss. - Mtodo de las derivadas parciales. - Mtodo de los mnimos cuadrados. - Cifras significativas. Redondeo Funciones. Grfica de una funcin - Ejes de coordenadas. - Pendiente de una recta. - Tabla de valores para resultados fsicos - Tratamientos de errores. - Instrumentos de medida. - Formas de mediciones de los diferentes instrumentos de medidas. Regla graduada, vernier rectilneo, esfermetro, tornillo micromtrico, dinammetro, balanza, tacmetro, cronometro. Funciones y aplicaciones.

    Bibliografa recomendada:

  • Laboratorio de fsica IUPS-Caracas

    Instituto Universitario Politcnico Santiago Mario

    Extensin Caracas Marco terico

    Precisin Error Es la inexactitud que se acepta como

    inevitable al comparar una magnitud con su patrn de medida

    Exactitud Es la capacidad de un instrumento de

    acercarse al valor de la magnitud real.

    Es la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones.

    Medicin

    Es un proceso bsico de comparar un patrn seleccionado con el objeto o fenmeno cuya magnitud fsica se desea medir para ver cuntas veces el patrn est contenido en esa magnitud

    Precisin

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    Pre- laboratorio 1. Observe el video interactivo con la teora dispuesta para esta

    prctica. 2. Realice un esquema de los puntos tratados en el video. 3. Inicie el simulador de graficacin de funciones.

    Graficador.jar

    4. Seleccione el tipo de seal que desea observar en el graficador.

    5. Seleccione las opciones de Integral y Derivada

    6. Arrastre con el cursor la lnea de f(x), a la amplitud deseada. 7. Realice el ejercicio para cada una de las seales, observe el cambio de la seal

    segn la integral y la derivada. 8. Responda:

    a) Cul es la seal resultante si se deriva un pulso de f(x)? b) Cul es la seal resultante si se deriva una seal sinusoidal de f(x)? c) Cul es la seal resultante si se deriva una parbola de f(x)? d) Cul es la seal resultante si se integra un pulso de f(x)? e) Cul es la seal resultante si se integra una seal sinusoidal de f(x)? f) Cul es la seal resultante si se integra una parbola de f(x)?

    Laboratorio

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    Instituto Universitario Politcnico Santiago Mario

    Extensin Caracas

    Medicin de longitud.

    1. Ubica un carnet de la universidad. 2. Mide su longitud con una regla, una cinta mtrica y un vernier. 3. Compara todas las longitudes medidas y calcula el error. Explica las diferencias

    del error segn el instrumento, razona tu respuesta. 4. Determine la altura del IUPSM Caracas por algn mtodo indirecto. 5. Ubica en el laboratorio dos objetos de distintas proporciones. 6. Ubica un objeto paralelo al otro. 7. Posiciona ambos objetos ante la luz de forma que ambos puedan proyectar una

    sombra. 8. Mide la la altura del objeto A, as como las sombras del objeto A y B. 9. Realiza el clculo de la altura del objeto B por el mtodo indirecto.

    AA: a la altura del objeto A SA: a la sombra del objeto A AB: a la altura del Objeto B SB: a la sombra del Objeto B

    Medicin de volumen. 1. Ubique el peso del laboratorio. 2. Pese y separe 200gr de arena, 200gr de aserrn, 200gr de algodn, 200gr de

    piedras. 3. Ubique un vaso desechable donde pueda verter cada uno de los elementos. 4. Realice una marca en el vaso en el lugar a donde lleg cada elemento. Responda:

    a) Todos los elementos ocuparon el mismo espacio? b) Qu relacin tiene la masa con el volumen? c) Por qu todos los elementos ocuparon distinto espacio si tienen la misma

    masa?

    Medicin de superficie. 1. Con una cinta o cuerda mide 4 objetos circulares que encuentres en el laboratorio,

    anota la longitud de cada objeto.

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    Instituto Universitario Politcnico Santiago Mario

    Extensin Caracas

    2. Mide los dimetros de cada uno de los objetos en la misma unidad y toma nota de cada uno de ellos.

    3. Realiza el cociente de la longitud de cada circunferencia entre su dimetro, y responde las siguientes preguntas: a) Cmo son los nmeros que has obtenido? b) Qu podras decir del cociente anterior? c) Cmo se llama el nmero que has obtenido? d) Sabras dar una expresin que relacione la longitud de la circunferencia con

    el dimetro? Y otra que la relacione con el radio?

    Medida de error

    1. Ubique 4 cronmetros y un objeto que pueda lanzar al suelo. 2. Realice 5 lanzamientos del mismo objeto a la misma altura. 3. Active los cronmetros de forma simultnea al momento de soltar el objeto. 4. Observe el momento en el que el objeto toca el piso, y pare el tiempo en cada uno

    de los cronmetros de forma simultnea. 5. Anote los valores obtenidos en la tabla presentada a continuacin.

    Cronmetro 1 Cronmetro 2 Cronmetro 3 Cronmetro 4 Lanzamiento 1 Lanzamiento 2 Lanzamiento 3 Lanzamiento 4 Lanzamiento 5

    6. Responda: a) Existe diferencias entre cada una de las mediciones? b) Qu tipo de error se observa? c) Calcule el error relativo y el erro absoluto.

    7. Realice los pasos anteriores con una variante, las personas que operan los cronmetros se colocan de espalda al objeto lanzado, activaran los mismos al

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    Extensin Caracas

    momento de escuchar la seal de quien lanza el objeto, y pararan los cronmetros con el sonido del objeto al caer.

    8. Anote los valores obtenidos en la tabla presentada a continuacin.

    Cronmetro 1 Cronmetro 2 Cronmetro 3 Cronmetro 4 Lanzamiento 1 Lanzamiento 2 Lanzamiento 3 Lanzamiento 4 Lanzamiento 5

    9. Responda: a) Existe diferencias entre cada una de las mediciones? b) Qu tipo de error se observa? c) Calcule el error relativo y el erro absoluto. d) Qu diferencia existe entre la tabla 1 y la tabla 2? e) Cul mtodo entre ambos es ms preciso? f) Indique algn mtodo que pudiese ser exacto?

    Graficacin:

    1. Ubique una pelota o esfera. 2. Mida la mesa del laboratorio. 3. Coloque un cronmetro en las siguientes distancias: 0cm, 50 cm, 100cm, 150cm. 4. Realice el desplazamiento de la pelota desde la distancia 0, desde ese momento

    todos los cronmetros deben iniciar. 5. Cada cronmetro debe parar en el momento en el que la pelota pasa frente al

    mismo. 6. Tome las lecturas de distancia y tiempo. 7. Llene la siguiente tabla y grafique tiempo vs distancia.

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    Extensin Caracas

    Cronmetro 1 Cronmetro 2 Cronmetro 3 Cronmetro 4 t d t d t d t d Lanzamiento 1 Lanzamiento 2 Lanzamiento 3 Lanzamiento 4 Lanzamiento 5

    Post-Laboratorio

    Ver el video: https://www.youtube.com/watch?v=XZB924RFXJ8

    1. Tenemos una bola de plastilina. Si la aplastamos y le damos forma de torta. En cul de los dos casos es mayor la superficie del trozo de plastilina?

    2. Cul es la diferencia entre peso y masa? 3. Llene la siguiente tabla:

    Lugar Mi peso Mi masa Tierra Luna Marte

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    Prctica N 02 Leyes de Newton

    Al finalizar la unidad, los alumnos adquirirn los conocimientos necesarios para la aplicacin de las leyes de Newton en los fenmenos fsicos.

    Objetivo

    Objetivos especficos: - Establecer las diferentes fuerzas que interactan en un fenmeno fsico.

    - Calcular el coeficiente de friccin y la fuerza de rose en un fenmeno fsico.

    - Demostrar el cumplimiento de las Leyes de Newton

    Contenido:

    - Leyes de Newton: Definicin y Criterios de aplicacin.

    - Ley de inercia: Definicin y Criterios de aplicacin.

    - Ley de accin y reaccin: Definicin y Criterios de aplicacin.

    - Ley de la Fuerza.

    - Roce: Coeficiente de roce, Definicin y Criterios de aplicacin.

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    Extensin Caracas Marco terico

    1ra ley

    Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilneo a no ser que sea obligado a cambiar su estado por fuerzas impresas sobre l.

    2da ley

    el cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre segn la lnea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.

    3ra ley

    Con toda accin ocurre siempre una reaccin igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en sentido opuesto.

    F=mxa

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    Pre- laboratorio Inicie la simulacin de Fuerzas y movimiento

    Fuerzas y movimiento.jar

    1. Ubquese en la pestaa Introduccin

    2. Tilde las casillas de Fuerzas y Fuerza neta para observar los vectores de las fuerzas.

    3. Posicionando el mouse sobre el cajn, haga un clic extendido, arrastre el mouse hasta que el cajn se desplace hacia uno de los muros.

    4. Dibuje los vectores que representan las fuerzas ejercidas y explquelos. 5. Realice el mismo ejercicio tildando la casilla de muelles.

    6. Qu diferencia observ con respecto a los vectores? 7. Observe en el campo Fuerza aplicada la fuerza necesaria para mover la caja.

    8. Cambie el objeto a mover por un archivador, realice el ejercicio, observe la fuerza aplicada y diga cul es la aceleracin del mismo.

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    Instituto Universitario Politcnico Santiago Mario

    Extensin Caracas

    9. Repita el punto anterior con el frigorfico. Cul es la aceleracin?

    10. Seleccione el objeto misterioso, observe la fuerza aplicada para iniciar movimiento, si el objeto tiene una aceleracin de X donde X es su ltimo nmero de cdula, calcule la masa del objeto.

    11. Ubquese en la pestaa Grficas. 12. Active las grficas de Aceleracin y Velocidad.

    13. Observe la relacin que existe entre cada una de las variables al momento de desplazar la caja.

    14. Grafique y comente al respecto. 15. Tilde la casilla de Hielo (sin friccin), y repita el paso 13.

    16. Grafique y comente sobre la relacin entre el experimento en madera y en hielo.

    Laboratorio 1. Ubique la plataforma electromecnica a utilizar.

    2. Verifique que cuente con la pista o riel. 3. Lea el manual de usuario de la plataforma. 4. Active la plataforma en modo Cintica. 5. Ubique una pelota, y colquela al inicio de la plataforma, seguidamente djela caer. 6. Una vez que la pelota haya finalizado su recorrido, verifique en la pantalla los tiempos

    detectados por los sensores al paso de la pelota, obtendr: t1, t2, t3 y t4. 7. Ubique una cinta mtrica y mida la distancia entre R1 y cada uno de los sensores.

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    Extensin Caracas

    8. Para calcular la aceleracin media de un objeto durante un periodo de tiempo basado en su velocidad antes y despus de ese tiempo. Para hacer este clculo ubica:

    La velocidad inicial (v1) La velocidad final (v2) La duracin del intervalo de tiempo (t) o los tiempos en los cuales se tom cada

    valor de velocidad (t1 and t2). 9. Calcula la aceleracin con la frmula (t) = (v2 - v1) / (t1 - t2). 10. Utiliza la balanza del laboratorio para medir la masa de la pelota. 11. Calcula la fuerza. 12. Ubica un dinammetro y mide la fuerza de la pelota. 13. Calcula la aceleracin segn la segunda ley de Newton. 14. Compara los resultados de fuerza y aceleracin por ambos mtodos. Razona sobre

    las diferencias. 15. Cambia la pelota utilizada, por una con textura, repite los pasos 4, 5 y 6 16. Compara los valores arrojados en ambas mediciones, Son iguales? Qu incide

    en la nueva medicin? Razone su respuesta.

    Post-Laboratorio Desarrolle los siguientes cuestionamientos:

    1. Escribe la primera ley de Newton. 2. Qu es la inercia? 3. Con qu otro nombre se le conoce a la segunda ley de Newton? 4. Cules son los tipos de fuerzas de friccin? 5. Qu es la fuerza normal? 6. Escribe la segunda ley de Newton. 7. Escribe la tercera ley de Newton. 8. Qu es un sistema inercial de referencia? 9. Cmo se define la aceleracin? 10. Con qu otro nombre se le conoce a la tercera ley de Newton?

    S1 S2 S3 S4 R1

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    Extensin Caracas

    Prctica N 03 Movimiento Oscilatorio

    Al finalizar la unidad los alumnos obtendrn los conocimientos necesarios para explicar el movimiento oscilatorio y las energas relacionadas con el mismo.

    Objetivo

    Contenido:

    - Movimiento oscilatorio, pndulo simple.

    - Aceleracin de la gravedad.

    - Energas relacionadas con el movimiento oscilatorio

    Objetivos especficos: - Establecer las caractersticas del movimiento oscilatorio

    - Clculos de algunos parmetros relacionados con el movimiento oscilatorio

    - Obtener la energa mecnica generada en el movimiento de un pndulo.

    - Desarrollar los clculos relacionados con la energa cintica y potencial de un pndulo simple.

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    Extensin Caracas Marco terico Cinemtica del

    movimiento armnico simple

    Dinmica del movimiento armnico

    simple

    Energa del movimiento armnico

    simple

    Movimiento armnico amortiguado

    El movimiento armnico simple se produce cuando un cuerpo oscila indefinidamente entre dos posiciones espaciales fijas sin perder energa mecnica.

    Una partcula que se mueve a lo largo del eje x realiza un movimiento armnico simple cuando su desplazamiento respecto a su posicin de equilibrio vara con el tiempo de acuerdo con la relacin.

    Siempre que sobre una partcula acte una fuerza proporcional a su desplazamiento y en sentido opuesto a este, realiza un MAS.

    Un sistema masa-resorte es conservativo y que su energa potencial viene dada por:

    Esta asociado a sistemas reales donde estn presentes fuerzas disipativas que hacen que la energa mecnica se vaya perdiendo progresivamente.

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    Extensin Caracas

    Pre- laboratorio

    Ubique en el CD de prcticas la simulacin correspondiente al tema Energa cintica, una vez ejecutada la simulacin siga los pasos mostrados a continuacin:

    Energa cintica.jar

    1. Una vez abierto el simulador, podr observar un patinador que se desplaza en una U, utilice la opcin Arrastrar para aadir pista y disee la pista con la cual va a realizar la simulacin.

    2. Genere movimiento en el patinador, y active las graficas de: Grfico de barras, Energa frente a posicin y Energa frente a tiempo.

    3. Grafique en papel milimetrado Energa frente a posicin y Energa frente a tiempo.

    4. Explique la relacin entre la energa cintica, potencial, trmica y la energa total, razone su respuesta.

    5. Cambie la localizacin del patinador a: espacio y luna, observe las grficas y explique lo que sucede con los valores observados, razone su respuesta.

    Ubique en el CD de prcticas la simulacin correspondiente al tema Pndulo, una vez ejecutada la simulacin siga los pasos mostrados a continuacin.

    Pndulo.jar

    1. Ubique el pndulo a 10 con una longitud de 1.X0m, y con una masa de 1.X0Kg donde X es el terminal de su nmero de cdula.

    2. Marque las opciones de velocidad y aceleracin.

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    Instituto Universitario Politcnico Santiago Mario

    Extensin Caracas

    3. Indique la relacin entre ambas variables, velocidad y aceleracin en el pndulo. 4. Responda: Qu ocurre con la energa cintica y la energa potencial? Razone su

    respuesta. 5. Si cambia el lugar a donde realiza el experimento: luna, jupiter o g=0, responda:

    Qu ocurre con la energa total para cada uno de los casos?

    6. Si configura el experimento con una friccin media Qu ocurre?

    Laboratorio

    Demostracin del primer mtodo.

    1. Mida la longitud L del pndulo con una regla graduada, entre el punto de suspensin C y el centro Ce de la esfera.

    2. Mida el tiempo de 50 o ms oscilaciones.

    C

    Ce

    L

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    3. Obtenga el ngulo apartando el pndulo de su posicin de equilibrio, una distancia horizontal x, tal que x 0,006H, si L=1m, entonces X debe ser 5cm y =0,05 rad, (LH).

    4. Para determinar el valor de , realice 3 medidas del dimetro D con un vernier. Demostracin del segundo mtodo.

    1. Realice 6 o ms mediciones de g, variando cada vez la longitud del pndulo, aumentando L en 10cm cada vez, manteniendo un pequeo ngulo en las mediciones.

    2 Demostracin del tercer mtodo.

    1. Realice el montaje anterior con una longitud L de 60cm. 2. Ubique el dispositivo para la medicin de perodo, el mismo se alimenta del montaje

    de cintica, ver manual de usuario. 3. Centre la esfera entre los censores, como se muestra a continuacin:

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    Extensin Caracas

    4. Impulse el pndulo y anote el perodo arrojado. 5. Concluya sobre los datos arrojados por cada uno de los mtodos, comprelos entre s.

    Post-Laboratorio

    1. Explique las diferencias entre el movimiento armnico simple y el movimiento armnico amortiguado. Indique un ejemplo para cada uno de ellos.

    2. Por la garganta de una polea, cuya masa M puede considerarse concentrada en su periferia, pasa un hilo inextensible y sin masa. De uno de los extremos del hilo cuelga una masa m y el otro extremo del hilo est atado a un resorte vertical cuyo extremo est fijo en el suelo. Calcula el periodo para pequeas oscilaciones de m.

    Datos: M = 900 g; m = 150 g ; k = 1600 N/m. 3. Calcule el valor de la aceleracin de la gravedad g y el error correspondiente para

    cada mtodo 4. Explique por qu es importante el conocimiento del movimiento oscilatorio y de qu

    forma influye en su carrera. 5. Explique la diferencia entre onda mecnica y onda electromagntica, de dos

    ejemplos de cada una de ella.

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    Extensin Caracas

    Prctica N 04 Campo elctrico, magntico y

    gravitatorio. Al finalizar la unidad, los alumnos obtendrn

    los conocimientos necesarios para diferenciar entre los campos elctricos, magnticos y gravitacionales y realizar experimentos relacionados con los mismos.

    Objetivo

    Objetivos especficos: - Establecer las caractersticas del campo elctrico

    - Establecer las caractersticas del campo magntico

    - Realizar experimentos relacionados con interacciones magnticas elctricas

    Contenido:

    - Concepto de campo.

    - Campo elctrico.

    - Intercepciones elctricas.

    - Campo gravitatorio.

    - Interacciones gravitatorias.

    - Campo magntico.

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    Extensin Caracas

    Marco terico

    Campo Elctrico

    Campo Magntico

    Es un campo fsico que es representado mediante un modelo que describe la interaccin entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza elctrica

    Es una descripcin matemtica de la influencia magntica de las corrientes elctricas y de los materiales magnticos

    Campo Gravitatorio

    Es un campo de fuerzas que representa la gravedad, la fsica moderna lo interpreta como una alteracin de las propiedades del espacio alrededor de los cuerpos.

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    Extensin Caracas

    Pre- laboratorio

    Ubique la simulacin Laboratorio electromagntico de Faraday,

    Campos.jar

    1. Ubique la pestaa Barra imantada

    2. Indique que ocurre con el campo magntico. 3. Invierta la polaridad del imn, Qu ocurre? Razone su respuesta. 4. Ubique la pestaa Bobina inducida 5. Coloque una fuera de 50%

    6. Qu sucede con el bombillo cuando el imn se acerca a la bobina? Por qu? 7. Ubique la pestaa Electroimn. 8. Active el circuito en el botn de play

    9. Invierta la polaridad de la pila e indique que ocurre con el campo. 10. Cambie la pila por una fuente AC.

    11. Active el circuito e indique que sucede, Cul es la diferencia al sustituir la pila por la fuente AC?

    12. Ubique la pestaa Transformador. 13. Al acercar la pila al bombillo que ocurre? El montaje observado puede

    realizarse en la vida real? Razone sus respuestas 14. Ubique la pestaa Generador. 15. Encienda el grifo.

  • Laboratorio de fsica IUPS-Caracas

    Instituto Universitario Politcnico Santiago Mario

    Extensin Caracas

    16. Qu ocurre? Qu energas estn presentes en la simulacin? 17. Qu ocurre al variar el nmero de vueltas de la bobina? Por qu?

    18. Qu valor puede generar la utilizacin del concepto presentado en su carrera?

    Laboratorio

    Construccin de un electroimn:

    Materiales:

    Bater/Pilaa pequea de 1.5 voltios.

    1 metro de cable.

    Piqueta.

    Tornillo con su respectiva tuerca.

    Cinta adhesiva. Pasos:

    1. Retire 1cm de cubierta del cable en ambas puntas.

    2. Enrolle el cable en un tornillo o en su defecto un clavo.

    3. Pegue cada punta a una polaridad de la pila.

    4. Coloque cinta adhesiva sobre el cable para sujetarlo al tornillo. 5. Acerque algn objeto metlico al tornillo.

  • Laboratorio de fsica IUPS-Caracas

    Instituto Universitario Politcnico Santiago Mario

    Extensin Caracas

    Demostraciones:

    1. Una vez realizado el electroimn acerque la brjula al mismo. Qu Ocurre? Razone su respuesta.

    2. Manteniendo la misma ubicacin de los elementos, despegue con cuidado el

    cable de ambas puntas de la pila, invirtalos y vulvalos a conectar. Qu

    ocurre? Razone su respuesta.

    3. Ubique el detector electrnico de campo magntico, encindalo y acrquelo al

    electroimn.

    4. Al momento de detectar el campo magntico se encendern los 3 LED del

    dispositivo, dibuje el plano cartesiano las lneas de flujo, el movimiento del conductor, y la entrada/salida de la corriente.

    5. Dibuje la direccin de la corriente vs el campo magntico 6. Ubique un imn y acerque la brjula al mismo, Qu ocurre?

    7. Invierta la polaridad el imn, Qu ocurre?

    8. Acerque el detector electrnico de campo magntico. Repita los pasos 4 y 5.

    9. Disminuya el nmero de vueltas del cable en el tornillo, acerque el mismo objeto metlico, Qu ocurri? Explique.

    10. Ubique dos listones de madera de forma paralela con 15cm aproximados de

    separacin entre uno y otro.

    11. Ubique el imn entre ambos listones.

  • Laboratorio de fsica IUPS-Caracas

    Instituto Universitario Politcnico Santiago Mario

    Extensin Caracas

    12. Coloque una hoja de papel blanco sobre los listones.

    13. Esparza virutas de hierro obre la hoja blanca, a la altura del imn, Qu ocurre? 14. Retire la hoja blanca, retire las virutas, coloque un segundo imn entre ambos

    listones, coloque la hoja blanca. 15. Esparza virutas de hierro sobre la hoja blanca, a la altura de los imanes, Qu

    ocurre? Qu diferencia hubo con el paso 13?

    Post-Laboratorio

    1. Explique las diferencias entre campo elctrico, campo magntico y campo gravitatorio.

    2. Qu rige el campo magntico? 3. A qu polaridad del imn est asociado el sur de la brjula? Por qu? 4. Cul es la influencia del nmero de vueltas del cable en el tornillo en cuanto a

    la fuerza resultante del electroimn? Explique. 5. Existe alguna zona del imn en donde no exista magnetismo? Explique. 6. Indique 2 fenmenos donde se vean evidenciados los 3 campos estudiados

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    Extensin Caracas

    Prctica N 05 Condensador elctrico

    Al finalizar la unidad, los estudiantes aplicaran los conocimientos tericos y prcticos para realizar montajes de condensador cargndose y descargndose y sus respectivas caractersticas

    Objetivo

    Objetivos especficos: - Elaborar un circuito con un condensador cargndose.

    - Establecer las caractersticas de un capacitor cargndose.

    - Elaborar un circuito con un condensador descargndose.

    Contenido:

    - Capacidad elctrica.

    - Condensadores de placas paralelas.

    - Condensador esfrico.

    - Condensador cilndrico.

    - Asociacin de condensadores.

    - Carga y descarga de un condensador.

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    Instituto Universitario Politcnico Santiago Mario

    Extensin Caracas Marco terico

    En donde:

    C: Capacitancia o capacidad

    Q1: Carga elctrica almacenada en la placa 1.

    V1-V2 : Diferencia de potencial entre la placa 1 y la 2

    1 It !"# e 1RC

    ' It !)# e 1RC

    La carga almacenada en una de las placas es proporcional a la diferencia de potencial entre esta placa y la otra, siendo la constante de proporcionalidad la llamada capacidad o capacitancia, siendo 1 faradio la capacidad de un condensador en el que, sometidas sus armaduras a una d.d.p. de 1 voltio, estas adquieren una carga elctrica de 1 culombio.

    Al conectar un condensador en un circuito, el condensador va acumulando carga entre sus placas. Cuando el condensador se carga, deja de circular corriente por el circuito. Si se quita la fuente y se coloca el condensador y una resistencia en paralelo, la carga empieza a fluir de una de las placas del condensador a la otra a travs de la resistencia, hasta que la carga es nula en las dos placas. En este caso, la corriente circular en sentido contrario al que circulaba mientras el condensador se estaba cargando.

    Carga

    Descarga

    En donde:

    V(t) es la tensin en el condensador. Vi es la tensin o diferencia de potencial elctrico inicial (t=0) entre las placas del condensador. Vf es la tensin o diferencia de potencial elctrico final (a rgimen estacionario t>=4RC) entre las placas del condensador.

    I(t) la intensidad de corriente que circula por el circuito.

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    Pre- laboratorio

    1. Ubique la simulacin Capacitor-Lab

    capacitor-lab_es.jar

    2. Ubique la pestaa Dielctrico

    3. Active las casillas: Capacidad, Carga de la placa y Energa almacenada.

    4. Utilice material dielctrico a medida con una constante dielctrica de 2,50.

    5. Encienda la batera en 1.5V, y responda: a) Cul es la diferencia de potencial entre las placas 1 y 2? b) Qu ocurre si desplaza el material dielctrico fuera de las placas? c) Cul es la relacin entre la capacitancia y la energa almacenada?

    6. Desconecte la batera a) Qu ocurre si desplaza el material dielctrico fuera de las placas? b) Cul es la relacin entre la capacitancia y la energa almacenada? c) Existe diferencia entre el desplazamiento con y sin la batera? Explique.

    7. Incremente el rea de la placa, y reduzca la separacin de las mismas Qu ocurre?

    8. Cambie el material dielctrico a tefln, papel y vidrio

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    9. Calcule la diferencia de potencial para cada uno de los casos, compare los resultados obtenidos, analice su respuesta.

    10. Ubique la pestaa Varios capacitores. 11. Seleccione las mediciones de: Capacidad total, Carga almacenada, Energa

    almacenada, Voltmetro y Detector de campo elctrico.

    12. Encienda la batera en 1,5 V, y el capacitor de 0,1f. 13. Mida el voltaje en el capacitor. 14. Coloque 2 condensadores en serie de la misma capacidad. 15. Responda:

    a) Qu ocurre con el voltaje en cada capacitor? b) Qu ocurre con la capacidad total del circuito? c) Qu ocurre con la carga almacenada? d) Qu ocurre con la energa almacenada?

    16. Coloque dos condensadores en paralelo, mantenga la misma capacidad utilizada en el punto anterior.

    17. Responda: e) Qu ocurre con el voltaje en cada capacitor? f) Qu ocurre con la capacidad total del circuito? g) Qu ocurre con la carga almacenada? h) Qu ocurre con la energa almacenada?

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    Laboratorio

    1. Ubique el mdulo electrnico de la prctica.

    2. Lea el manual del mdulo a utilizar y familiarcese con el mismo.

    3. El circuito interno del mdulo se muestra a continuacin:

    Dnde, DC= 5V 500mA C= 100 f (electroltico) R= 10K

    4. Ubique un conmetro. 5. Conecte el banco de prueba a la toma AC (110V). 6. Ubique las puntas de su ampermetro en los bornes de medicin. 7. Coloque el interruptor en posicin de carga. 8. Al mismo momento que pasa el interruptor a la posicin de carga active el

    cronmetro, valide los cambios de corriente en funcin del tiempo.

    (t) (I)

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    9. Conecte un condensador de 100 f en serie y repita los pasos anteriores.

    10. Desconecte el condensador y conctelo en paralelo, repita los pasos anteriores.

    11. Conecte un condensador en serie y otro en paralelo, repita la medicin.

    12. Grafique en papel milimetrado y concluya sobre las 4 mediciones.

    Post-Laboratorio

    Responda:

    1. Qu ocurre cuando se conectan condensadores en paralelo? 2. Qu ocurre cuando se conectan condensadores en serie? 3. Qu diferencias se observan segn el material dielctrico del condensador? 4. Indique 3 materiales dielctricos comnmente utilizados en condensadores

    comerciales. 5. Qu usos puede tener un condensador en su carrera?

    (t) (I)

    (t) (I)

    (t) (I)

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    Prctica N 06 Ley de Ohm

    Al finalizar la unidad, los estudiantes aplicaran los conocimientos tericos y prcticos para realizar montaje de circuito verificando la Ley de Ohm y Leyes de Kirchoff.

    Objetivo

    Objetivos especficos: - Realizar mediciones con el voltmetro.

    - Realizar mediciones con el ampermetro.

    - Calcular resistencia segn la gama de colores.

    - Elaborar un circuito en serie aplicando los criterios tcnicos para su diseo.

    - Establecer los parmetros voltaje, corrientes, resistencia, potencia en circuitos en serie. - Elaborar circuitos en paralelo aplicando los criterios tcnicos para su diseo.

    - Establecer los parmetros voltaje, corrientes, resistencia, potencia en circuitos en paralelo. - Elaborar circuitos en serie y paralelo anotando sus respectivos parmetros

    observados.

    Contenido:

    - Resistencia elctrica - Voltmetro. - Ampermetro. - Circuito de corriente continua.

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    Marco terico

    Voltaje: Es una magnitud fsica que cuantifica la diferencia de potencial elctrico entre dos puntos.

    Corriente: es el flujo de carga elctrica por unidad de tiempo que recorre un material.1 Se debe al movimiento de las cargas (normalmente electrones) en el interior del material. Resistencia: igualdad de oposicin que tienen los electrones al moverse a travs de un conductor

    Pre- laboratorio 1. Inicie la simulacin Ley de Ohm

    ohms-law_es.jar

    2. A continuacin realice las siguientes mediciones y observe el comportamiento de la corriente.

    Caso Voltaje Resistencia () 1 0.1V 60

    2 1 V 500

    3 2 V 200

    4 3 V 900

    5 5 V 10

    6 7 V 5

    7 9V 1000

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    3. Indique la relacin de la corriente con el voltaje y la resistencia para cada uno de los casos, utilizando los signos de .

    Laboratorio

    1. Ubique el mdulo de medicin de Ley de Ohm, 2. Lea detalladamente el manual de usuario. 3. Ubique el mdulo de medicin de voltaje. 4. Tome 3 mediciones de voltaje, colocando el potencimetro en los puntos mnimo,

    medio y mximo. 5. Calcule la corriente de la siguiente tabla:

    R V (valores medidos) I

    330

    5K

    10K

    6. Ubique el mdulo de medicin de corriente 7. Tome 3 mediciones de corriente, colocando el potencimetro en los puntos mnimo,

    medio y mximo. 8. Calcule la corriente de la siguiente tabla

    Caso I vs V I vs R

    1 I V I R

    2 I V I R

    3 I V I R

    4 I V I R

    5 I V I R

    6 I V I R

    7 I V I R

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    R I (valores medidos) V

    330

    5K

    10K

    Post-Laboratorio

    1. Qu dice la Ley de Ohm? 2. Si se aumenta la tensin que se le aplica a un circuito, Qu le suceder a la intensidad de la corriente elctrica que circula por l? Y si disminuye la tensin?

    3. Si se reduce la resistencia de un circuito Qu le suceder a la intensidad de la corriente elctrica que circula por l? Y si se aumenta la resistencia?

    4. Qu pasa si un circuito no tiene resistencia? Y si tiene una resistencia infinita? 5. Cul es la expresin matemtica de la Ley de Ohm?

    6. En la ecuacin de la Ley de Ohm se utilizan tres magnitudes fsicas: intensidad de la corriente, tensin y resistencia. Qu unidades del sistema internacional se utilizan para medirlas?