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TECNICA DE MEDICION DE VARIABLES FISICAS 2

ContenidoIntroducción................................................................................3Indicadores de Competencias………………………………………………………………………………………4

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

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

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Materiales……………………………………………………………………………………………………………….

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Procedimiento…………………………………………………………………………………………………….…….

……10 Análisis de los Resultados................................................13Aplicaciones..............................................................................15Enlaces de Apoyo.....................................................................16Bibliografía...............................................................................17Webgrafía.................................................................................18Para Reflexionar……………………………………………………………..…19

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA – NEIVA

GUÍA DE LABORATORIO # 1 – TRATAMIENTO DE DATOS EXPERIMENTALES – EXCEL - USO DE SIMULADORES

Tratamiento de Datos Experimentales – Uso de Excel - Simuladores

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IntroducciónExcel 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


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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.

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?

Para observar.

Video relación directa – lineal


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Video 1. Relación directaEnlace web: https://www.youtube.com/watch?v=fPifiMxwN_E

Proyecto: Física con simuladores

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/animaciones.html

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

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






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



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


https://www.youtube.com/watch?v=fPifiMxwN_E

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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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MaterialesPara 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.


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Figura 1 – Simulador Ley de OHM

Derechos de Autor: https://phet.colorado.edu/es/simulationsProyecto: Phet – Universidad de Colorado

Haz clic sobre la palabra simulador para acceder a él.

SIMULADOR CIRCUITO DE CORRIENTE SENCILLO

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.




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Figura 2 – Simulador Péndulo Simple

Derechos de Autor: http://www.fismec.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




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

Figura 2 – Simulador Oscilador Armónico Simple

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

Proyecto: Ovas – Universidad Cooperativa de Colombia


SIMULADOR OSCILADOR ARMONICO SIMPLE – OVAS




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ProcedimientoRelación 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


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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.

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.


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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.

Tabla 3. Periodo y constante elástica de un resorte

Constante elástica K (N/m)

Periodo T (s)Inverso de la raíz

cuadrada de K

(√ mN )


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Análisis de los ResultadosRelación lineal

1. Realice la gráfica de Voltaje contra intensidad de corriente haciendo uso de Excel. ¿qué curva obtuvo, qué relación hay entre las variables graficadas y que proporcionalidad existe entre ellas?

2. Halle la ecuación que relaciona a las variables.

3. De acuerdo a las unidades de la constante de proporcionalidad que nombre recibe dicha constante.

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

5. 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.

1. Realice la gráfica de Longitud contra periodo y la gráfica de longitud contra periodo al cuadrado en Excel. ¿qué curva obtuvo, qué relación hay entre las variables graficadas y que proporcionalidad existe entre ellas?

2. Halle y/o escriba la ecuación que relaciona a las variables.UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA – NEIVA

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


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

1. Realice la gráfica de periodo contra constante elástica y el grafico de periodo contra el inverso de la raíz cuadrada de la constante del resorte –haciendo uso de Excel. ¿ qué curva obtuvo, qué relación hay entre las variables graficadas y que proporcionalidad existe entre ellas?

2. Halle la ecuación que relaciona a las variables.


4. 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.


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Aplicaciones

Utilice Excel y resuelva:


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Enlaces de Apoyo


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

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

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Bibliografía

Bauer, W., & Westfall, G. (2014). Física para Ingeniería y Ciencias con Física Moderna (Segunda ed., Vol. 1). México D.F.: McGraw Hill Education.


mailto:[email protected]

mailto:[email protected]

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

http://www.labvirfis.com/

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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.

Webgrafía

https://phet.colorado.edu/es/simulations/category/physics http://www.fisicaconordenador.com www.fismec.com/ovas


http://www.fismec.com/ovas

http://www.fisicaconordenador.com/


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

Para Reflexionar…




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“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.

La matemática y la física

Video: el gran misterio de las matemáticasEnlace web: https://www.youtube.com/watch?v=Q-fWeCdWvK4

Proyecto: Física con simuladores


https://www.youtube.com/watch?v=Q-fWeCdWvK4

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UN

IVERSIDAD COO

PERATIVA DE COLO

MBIA – N

EIVA

Curso: Técnicas de Medición de Variables

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

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