tecnica de medicion de variables fisicas 2 · consulte los temas dados a continuación para la...

TECNICA DE MEDICION DE VARIABLES FISICAS 2

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA – NEIVA

Contenido

Introducción ...................................................................................................... 3

Indicadores de Competencias………………………………………………………………………………………4

Marco Teórico………………………………………………………………………………………………………………5

Actividad Motivadora………………………………………………………………………………..……………………6

Materiales……………………………………………………………………………………………………………….…………7

Procedimiento…………………………………………………………………………………………………….…….……10

Análisis de los Resultados ................................................................................ 13

Aplicaciones ..................................................................................................... 15

Enlaces de Apoyo ............................................................................................. 16

Bibliografía ....................................................................................................... 17

Webgrafía ......................................................................................................... 18

Para Reflexionar……………………………………………………………..…19

GUÍA DE LABORATORIO # 1 – TRATAMIENTO DE DATOS

EXPERIMENTALES – EXCEL - USO DE SIMULADORES

Tratamiento de Datos Experimentales – Uso de

Excel - Simuladores



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Introducción

Excel es un software, o lo que es lo mismo un programa informático, que sirve

para realizar cálculos numéricos o matemáticos.

Es una hoja de cálculo para el registro de números, datos y texto. Si bien sus

utilidades y funciones son muy amplias, ya que con Excel puedes realizar

desde una simple suma, hasta resolver integrales, pasando por crear gráficos,

ordenar y agregar información no numérica, resolver programas matemáticos

y un largo etcétera.

En la presente guía se utilizará Excel para realizar el tratamiento de datos

experimentales obtenidos a partir de un simulador los cuales permitirán la

elaboración de tablas, gráficas y la obtención de la ecuación matemática que

rige el fenómeno en estudio.

"Un simulador es quizá la aplicación que más aprovecha las especificaciones

de la computadora como recurso de aprendizaje y que cada día se extiende

más en áreas de la educación".

El simulador permite al estudiante aprender de manera práctica, a través del

descubrimiento y la construcción de situaciones hipotéticas. Un simulador

tiene la ventaja de permitirle al estudiante desarrollar la destreza mental o

física a través de su uso y ponerlo en contacto con situaciones que pueden ser

utilizadas de manera práctica. Si son usados en trabajo colaborativo,

estimulan el trabajo en equipo al estimular la discusión del tema.



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Indicadores de Competencia

Adquirir habilidades y destrezas en el manejo de datos experimentales

haciendo uso de Excel – tablas, gráficas y ecuaciones.

Reconocer la relación existente entre dos variables físicas a partir de la curva

obtenida al graficarlas y deducir la expresión matemática que las relaciona.

Valorar la importancia de las herramientas disponibles en la web –

simuladores – para apoyar procesos de enseñanza – aprendizaje.



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Marco Teórico

Consulte los temas dados a continuación para la buena realización de la

práctica de laboratorio:

• ¿Qué es Excel?

• Dibuje la ventana de Excel, en ella identifique sus principales partes,

menús y explique para que sirven.

• ¿Para qué sirve Excel?

• ¿Qué es un simulador y cuáles son sus ventajas y desventajas en

educación?



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Actividad Motivadora

Explore los siguientes portales web.

https://phet.colorado.edu/es/simulations/category/physics

http://www.walter-fendt.de/ph14s/

http://lascienciasenmivida.blogspot.com.co/2012/02/simuladores-de-

fisica.html

http://www.educaplus.org/games/fisica

http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/animac

iones.html

http://www.fismec.com/ovas/pendulo.html

http://www.fismec.com/ovas/masa_resorte.html

Después de explorar los portales web, escriba aquí su comentario acerca de

la importancia del uso de simuladores para el estudio de fenómenos reales a

través de simulaciones.

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http://www.walter-fendt.de/ph14s/

http://lascienciasenmivida.blogspot.com.co/2012/02/simuladores-de-fisica.html

http://lascienciasenmivida.blogspot.com.co/2012/02/simuladores-de-fisica.html

http://www.educaplus.org/games/fisica

http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/animaciones.html

http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/animaciones.html





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Materiales

Para desarrollar este laboratorio solamente necesitas una computadora que

tenga instalado Excel y con acceso a internet.

Para la toma de datos experimentales se va a hacer uso de tres simuladores

disponibles en la web a saber – Explórelos para poder tomar datos mas

adelante.

Para el estudio de la relación lineal se usará el simulador de circuito de

corriente electrica desarrollado por la universidad de colorados estados

unidos en el proyecto Phet, en el cual podrás observar de manera didáctica e

interactiva el comportamiento del voltaje, la intensidad de corriente y la

resistencia electrica.

Figura 1 – Simulador Ley de OHM

Derechos de Autor: https://phet.colorado.edu/es/simulations

Proyecto: Phet – Universidad de Colorado

Haz clic sobre la palabra simulador para acceder a él.

SIMULADOR CIRCUITO DE CORRIENTE SENCILLO





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Para el estudio de la relación cuadrática se usará el simulador Ovas de un

péndulo simple – ley longitud y periodo desarrollado por la universidad

cooperativa de Colombia en el proyecto OVAs, en el cual podrás observar

como varia el periodo de oscilación de un péndulo a medida que cambia su

longitud.

Figura 2 – Simulador Péndulo Simple

Derechos de Autor: http://www.labvirfis.com.com/ovas/pendulo.html

Proyecto: Ovas – Universidad Cooperativa de Colombia


SIMULADOR PENDULO SIMPLE – OVAS

Para el estudio de la relación inversa se usará el simulador Ovas de un

oscilador armónico simple – ley periodo y constante elástica de un resorte,

desarrollado por la universidad cooperativa de Colombia en el proyecto OVAs,

en el cual podrás observar como varia el periodo de oscilación de un oscilador

armónico simple a medida que cambia la constante elástica del resorte.

http://www.labvirfis.com.com/ovas/pendulo.html




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Figura 2 – Simulador Oscilador Armónico Simple

Derechos de Autor: http://www.labvirfis.com/ovas/masa_resorte.html

Proyecto: Ovas – Universidad Cooperativa de Colombia


SIMULADOR OSCILADOR ARMONICO SIMPLE – OVAS

http://www.labvirfis.com/ovas/masa_resorte.html




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Procedimiento

Relación lineal:

1. Entre al simulador por medio del link otorgado anteriormente.

2. Relaciónese con los controles para variar voltaje y resistencia, así como

de los botones para reiniciar y sonido.

3. Fije el valor de una resistencia de trabajo con la ayuda de la barra de

desplazamiento.

4. Una vez fija la resistencia comience a variar los voltajes suministrados al

circuito, observe como cambia la corriente electrica.

5. Registre los datos obtenidos en la simulación en la Tabla 1.

Tabla 1. Voltaje e intensidad de corriente: R = ____________

Voltaje v (v)

Intensidad de corriente

electrica I (mA)

Relación cuadrática:

1. Entre al simulador por medio del link otorgado anteriormente. Haz clic

en la ley Periodo y Longitud.

2. Relaciónese con los controles para variar longitud, masa, gravedad,

ángulo, inicio, pausa, reinicio, así como con los controles para cambiar

número de oscilaciones, planeta, y masa de oscilación.

3. Fije los valores de masa, oscilación, ángulo, elija un planeta donde

realizar el experimento.



11

4. Una vez fija las variables indicadas en el paso anterior, comience a variar

la longitud del péndulo, observe como cambia el periodo de oscilación

(recuerde que el periodo de oscilación se define como el tiempo que le

toma al péndulo en realizar una oscilación). Registre los datos

obtenidos en la simulación en la Tabla 2.

Tabla 2. Longitud y periodo de un péndulo simple

Longitud L (cm)

Periodo T (s)

Periodo al cuadrado

T2(s2)

Relación inversa:

1. Entre al simulador por medio del link otorgado anteriormente. Haz clic

en la ley Periodo y constante elástica.

2. Relaciónese con los controles para variar resorte, masa, amplitud, así

como con los controles para cambiar número de oscilaciones, resortes,

y masa de oscilación.

3. Fije los valores de masa de oscilación, amplitud del movimiento elija un

planeta donde realizar el experimento. Realice el proceso anterior

variando el resorte.

4. Una vez fija las variables indicadas en el paso anterior, comience a variar

los resortes, observe como cambia el periodo de oscilación (recuerde

que el periodo de oscilación se define como el tiempo que le toma al

oscilador armónico simple en realizar una oscilación).. Registre los

datos obtenidos en la simulación en la Tabla 3.



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Tabla 3. Periodo y constante elástica de un resorte

Constante elástica K

(N/m)

Periodo T (s)

Inverso de K (m/N)



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Análisis de los Resultados

Relación lineal

1. Identifique las variables dependiente e independiente del experimento.

2. Realice la gráfica de Voltaje contra intensidad de corriente – primero en

papel milimetrado y luego haciendo uso de Excel. ¿Compárelas, que concluye?

3. Halle la ecuación que relaciona a las variables.

4. De acuerdo a las unidades de la constante de proporcionalidad que nombre

recibe dicha constante.

5. Escriba la ecuación que relaciona al voltaje con la corriente eléctrica.

6. Utilice la ecuación hallada y determine:

• El voltaje que hay que suministrarle a una resistencia para que circulen

sobre ella 4,2 mA

• La corriente que circula por una resistencia 120 KΩ cuando se le

suministran 20 voltios.

Relación cuadrática.


2. Realice la gráfica de Longitud contra periodo y la gráfica de longitud contra

periodo al cuadrado. Primero en papel milimetrado y luego en Excel.

¿Compárelas, que concluye?




5. Escriba la ecuación que relaciona a la longitud con el periodo de oscilación.




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• El periodo de oscilación para una longitud de 120 cm.

• La longitud que debería tener un cuerpo para que el periodo de un

péndulo de lenteja sea de 1,2 min.

Relación Inversa


2. Realice la gráfica de periodo contra constante elástica y el grafico de

periodo contra el inverso de la constante del resorte – primero en papel

milimetrado y luego haciendo uso de Excel. ¿Compárelas, que concluye?




5. Escriba la ecuación que relaciona al periodo con la constante elástica de un

resorte.


• El periodo de oscilación de un oscilador armónico simple cuando se

conecta a una masa de 20 kg.

• La constante elástica de un resorte que mueve una masa de 300 kg,

emplea 25 s en completar 10 oscilaciones.



15

Aplicaciones

Utilice Excel y resuelva:



16

Enlaces de Apoyo

https://www.dropbox.com/sh/nmszwpffp8ubtz9/AABgbF5zYZaVlfQglpVnvReTa?dl=0

https://www.youtube.com/channel/UCpDz88X8Uz1ZNvEyt47MNPQ

mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

https://www.facebook.com/LabFisVir/

http://www.labvirfis.com/



17

Bibliografía

Bauer, W., & Westfall, G. (2014). Física para Ingeniería y Ciencias con Física

Moderna (Segunda ed., Vol. 1). México D.F.: McGraw Hill Education.

M., A., & Finn, E. J. (1995). Física. México D.F.: Addison-Wesley Iberoamericana.

Resnick, R., Halliday, D., & Krane, K. S. (2001). Física (Cuarta ed., Vol. 1). México

D.F.: Grupo Patria Cultural.

Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2014). FÍSICA para ciencias e ingeniería (Novena

ed., Vol. 1). México D.F.: Cengage Learning Editores.

Tipler, P. A., & Mosca, G. (2006). Física para la ciencia y la tecnología (Quinta

ed., Vol. 1). Barcelona: Reverté.

Toledo López, P. H. (2010). Experimentos Virtuales de Física. Bogotá: Ediciones

Fundación Universidad Central.

Young, H. D., & Freedman, R. A. (2013). Física Universitaria (Décimo Tercera

ed., Vol. 1). México D.F.: Pearson Educación de México.



18

Webgrafía

• https://phet.colorado.edu/es/simulations/category/physics

• http://www.fisicaconordenador.com

• www.fismec.com/ovas

• http://www.fismec.com/ovas/pendulo.html

• http://www.fismec.com/ovas/masa_resorte.html


http://www.fisicaconordenador.com/

http://www.fismec.com/ovas





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Para Reflexionar…

“la belleza intelectual se basta a sí misma y es por ella, más quizás que por el bien

futuro de la humanidad, que el científico consagra su vida a un trabajo largo y

difícil”

Henri Poincaré (1854 – 1912)

Jules Henri Poincaré, generalmente conocido como Henri Poincaré, fue un

prestigioso polímata: matemático, físico, científico teórico y filósofo de la

ciencia, primo del presidente de Francia Raymond Poincaré.



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Curso: Técnicas de Medición de

Variables Físicas

Semillero de investigación: Fisvir “Física Virtual al Alcance de Todos – Neiva 2017

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