LABORATORIO DE FISICA FASE 2 UNAD
TUTOR Ing. ALEXANDER FLOREZ PRESENTADO POR EDGAR PABON NUÑEZ CODIGO 91495516 GRUPO 100413_35
UNIVERSIDAD NACIONAL A DISTANCIA UNAD ESCUELA CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA FISICA GENERAL
OBJETIVOS
Comprobar las leyes de la física de Medición y Cinemática: Comprender las leyes de Dinámica y Energía “Leyes de Newton” Analizar y aplicar las leyes de Conservación Analizar y entender el sistema y aplicaciones físicas mediante la utilización de masas, resortes, velocidad y poleas. A partir de experimentos prácticos entender el porqué de la importancia de la física.
INTRODUCCIÓN
La física es la Ciencia que, Junto con la naturaleza y expresiones matemáticas, expresa todas las leyes ya formuladas y así nos explica lo mágico y la conexión sorprendente entre lo que nos rodea y por qué atraves de la ciencia matemática. Esta ciencia es la que nos da a conocer de una forma cuantitativa y experimental, todos aquellos fenómenos naturales que aplicamos en nuestro diario vivir. Fenómenos naturales como la energía, el viento, el sonido, el movimiento y fluido de cuerpos y formas son descubrimientos de siglos pasados que le dieron un significativo aporte al desarrollo industrial y científico para la evolución de la humanidad.
MARCO TEORICO
Las Leyes de Newton, también conocidas como leyes de Movimiento, son tres principios a partir de los cuales se explican la mayor parte de los problemas planteados por la dinámica, en particular aquellos relativos al movimiento de los cuerpos. Estos conceptos cambiaron las formas básicas de la física y el movimiento de los cuerpos en el universo, en tanto que constituyen los cimientos no sólo de la dinámica clásica sino también de la física clásica en general. Aunque incluyen ciertas definiciones y en cierto sentido pueden verse como axiomas, Newton afirmó que estaban basadas en observaciones y experimentos cuantitativos; ciertamente no pueden derivarse a partir de otras relaciones más básicas. La demostración de su validez radica en sus predicciones. En concreto, la relevancia de estas leyes radica en dos aspectos:
Por un lado, constituyen, junto con la transformación de Galileo, la base de la mecánica clásica.
Por otro, al combinar estas leyes con la Ley de la gravitación universal, se pueden deducir y explicar las Leyes de Kepler sobre el movimiento planetario.
Así, las Leyes de Newton permiten explicar tanto el movimiento de los astros, como los movimientos de los proyectiles artificiales creados por el ser humano, así como toda la mecánica de funcionamiento de las máquinas. Su formulación matemática fue publicada por Isaac Newton en 1687, no obstante, la dinámica de Newton, también llamada DINAMICA BASICA, sólo se cumple en los sistemas de referencia inerciales; es decir, sólo es aplicable a cuerpos cuya velocidad dista considerablemente de la velocidad de la luz (que no se acerquen a los 300,000 km/s); la razón estriba en que cuanto más cerca esté un cuerpo de alcanzar esa velocidad (lo que ocurriría en los sistemas de referencia no-inerciales), más posibilidades hay de que incidan sobre el mismo una serie de fenómenos denominados efectos que añaden términos suplementarios capaces de explicar el movimiento de un sistema cerrado de partículas clásicas que interactúan entre sí. El estudio de estos efectos (aumento de la masa y contracción de la longitud, fundamentalmente) corresponde a la teoría de la relatividad especial, enunciada por Albert Einstein en 1905.
PRÁCTICA No. 1 – Determinación de la densidad de cuerpos sólidos. Objetivo(s)
Determinar la masa, el volumen y el peso de una columna de madera, de una columna de acero y de una columna de aluminio a partir de un set de masas.
Determinar la densidad de un objeto sólido.
PROCEDIMIENTO:
Por medio del montaje de la balanza (Ver figura 1.1) y con el calibrador Vernier, el estudiante determina las dimensiones y la masa de diferentes piezas sólidas, para calcular la densidad de estas piezas.
1. Arme el soporte universal con la barra del soporte corta y la base. 2. Ubique la placa con escala en la mitad de la palanca; ubique el ping asegurador en el agujero del puntero y simultáneamente en el agujero de la palanca.
Objeto Columna de madera Columna de Caucho Columna de acero
m(g) 14 g 19 g 100 g
Pieza de masa del set
l (cm) 3 cm 4 cm 2,5 cm m(g)
a (cm) 2 cm 2,5 com 3 cm V0 (cm3)
e (cm) 8.2 cm 2,5 cm 4.6 cm V1 (cm3)
V(cm3)
ρ
(g/cm3)
V (cm3)
ρ
(g/cm3)
Tabla 1.1. Valores de las dimensiones y volumen de las piezas. 3. Ensamble el plato de balanza y cuelgue cada uno de ellos en los extremos de la palanca. 4. Ubique el puntero de tal manera que apunte exactamente en la marca cero. 5. Determine la masa “m” de la columna de madera, colocando la columna en un plato de la balanza y en el otro las masas del set de masas, hasta que la balanza se encuentre en equilibrio y registres esos valores en la tabla 1.1. Repita el proceso anterior para determinar las masas de las columnas de acero y aluminio
6. Con el calibrador Vernier, mida la longitud (l), ancho(a) y alto (e) de los tres cuerpos regulares (Columnas) y calcule su volumen (V=l*a*e) usando los valores medidos; regístrelos en la tabla No 1.1.
7. Determine el volumen de una de las masas de las piezas del set de masas, utilizando el método de inmersión. Llene el cilindro graduado con 30 ml de agua (V 0) y lea el nivel de agua en el cilindro. Una un pedazo de hilo de pescar al peso y sumérjalo en el cilindro graduado hasta que este se encuentre completamente cubierto por el agua. Lea el nuevo nivel de agua como V1. Calcule el volumen de agua desplazado y regístrelo como “V” en la tabla No 1.1 para la pieza del set de masas.
1. Calcule la densidad de los 4 (3 columnas y 1 pieza del set de masas) objetos en g/cm 3 a partir de los valores de las masas “m” y volúmenes “V” conforme la formula (1.1) y registre los resultados en la tabla 1.1. 2. Compare la densidad de la pieza seleccionada del set de masas con la de las columnas metálicas y determine numéricamente la relación entre los objetos comparados. 3. Organice las columnas secuencialmente de menor a mayor, conforme sus densidades. 4. Responda las siguientes preguntas: A. ¿Qué puede afirmar acerca de la densidad de la columna de madera en comparación con las columnas metálicas? B. ¿Qué proceso diferente al realizado en la presente práctica, permite determinar la densidad de otros materiales?
PRÁCTICA No. 2 –Lanzamiento de proyectiles
Θ [Grados]
Θ1=35 Θ2=17 Θ3=21
v0
[m/s] Sensor 4.74 5.05 4.87
v0 x
[m/s] Fórmula
v0 y
[m/s] Fórmula
x Máx
[m] Regla
x Máx
[m] Fórmula
PRÁCTICA No. 3 –Segunda ley de Newton (Con Cobra 4)
y Máx
[m] Fórmula
tv
[s]
PRÁCTICA No. 4 –Energía cinética y potencial.
PRÁCTICA No. 5 –Péndulo balístico.
ESFERA ACERO
¿ m RCMa =¿ ¿
¿ m RCMm =¿ ¿ ÁNGULOS θ1 35 θ2 49 θ3 46
¿ M a=¿ kg Velocidad 4.74(Sensor) 4.54 3.97
¿ M m=¿ kg θ´
ESFERA
Error porcentual de la velocidad: ÁNGULOS Velocidad 11 4.98(Sensor) 17 5.05 21 4.87 Error porcentual de la velocidad:
θ1 θ2 θ3
¿ ma=¿ kg
¿ mm=¿ kg
V´ (Sensor )
Vb(Fórmula)
V´ (Sensor )
Vb(Fórmula)
E%=
θ´
E%=
MADERA DATOS: Peso de péndulo: 101 g Peso bola de madera 12 g Peso bola de metal 285 g Péndulo total 27 cm Centro pivote al centro de masa 15 cm Primer disparo inicio 0 grados, 4.45 seg, 11 grados final 2 disparo inicio 9 grados, 4,64 seg, 15 grados final PRÁCTICA No. 6 –Presión hidrostática en el agua.
CONCLUSIONES
Analizamos como la masa y las distancia al variarlas nos arrojaron resultados diferentes, manteniendo un equilibrio masa v/s registro tiempo, lo que lleva a concluir que se establece una proporcionalidad entre las dos.
Concluimos que la aceleración que mostró el carro es inversamente proporcional a la masa del objeto, y en ocasiones las muestras sucesivas, daban como margen más de 1 [s] considerando que fue un trayecto corto. Esto nos demuestra, una vez más, que los errores sistemáticos están presentes en los experimentos de laboratorio.
Observamos como ambas fuerzas, masa y aceleración son directamente proporcionales, e inversas al tiempo.
Pudimos observar el comportamiento de la velocidad, la dirección de la aceleración en cuento su posición variaba con el tiempo.
La presión hidrostática es la fuerza por unidad de área que ejerce un líquido en reposo sobre las paredes del recipiente que lo contienen y cualquier cuerpo que se encuentra sumergido, como esta presión se debe al peso del líquido, esta presión depende de la densidad, la gravedad, y la profundidad del lugar donde medimos la presión
MAPA CONCEPTUAL
FISICA GENERAL MEDICION Y CINEMATICA conformado por:
DINAMICA Y ENERGIA
[1] Serway, R. A., & Jewett, J. W. (2014). Física para Ciencias e Ingeniería Vol I. [2] Pérez, M. H. (2014). Física 1 (2a. ed.). México, D.F., MX: Larousse - Grupo Editorial Patria.
Física y mediciones y Movimiento en una dimensión (MUR, MUA y caída libre
Las leyes de movimiento y sus aplicaciones.
Fuerzas de fricción
Teorema de la conservación de la energía mecánica y sus aplicaciones.
Teorema de conservación de la cantidad de movimiento o momento lineal.
Conservación en la cantidad de flujo (Ecuación de continuidad y Ecuación de Bernoulli).
Cantidades escalares y vectoriales..
Trabajo realizado por una fuerza constante y una fuerza variable.
Movimiento en dos dimensiones Tiro Parabólico, movimiento circular uniforme y movimiento circular no uniforme)
Energía Cinética y el teorema del trabajo y la energía
Movimiento en una dimensión (M.U.R, M.U.A Y caída libre)..
[3] Trenzado, D. J. L. (2014). Física. Las Palmas de Gran Canaria
TEOREMAS DE CONSERVACION
[4] Benítez, E. (2016). Movimiento Circular Uniforme y Ecuación de Movimiento.
pOTENCIA
Tabla de datos Fase 1- Reconocimiento de contenidos y pre saberes
Cifras significativas 0,0000634
este número posee 3 cifras significativas
129710,8 este número posee 7 cifras significativas 50425 este número posee 5 cifras significativas
Notación Científica 0,016 con 2 cifras significativas
1,7428 con 5 cifras significativas 109,6517 con 7 cifras significativas
Conversiones de Unidades Convertir 122,6 FT a IN 12∈ ¿ =14712∈¿ 1 ft 122,6 FT∗¿
−2
0,16∗10
0,17428∗10
1
0,1096517∗10−3
Convertir 134,1 g/ cm 3 a Kg/ m3
g ∗0,001 kg cm 3 ∗1cm3 Kg/ m3 1g 134,1 =134.100 1 x 10−6 m3
Convertir 194,5 yd a ft
194,5
yd∗3 ft =583,5 ft 1 yd
CONCLUSIONES
Las cifras significativas nos ayudan a presentar números precisos y mediciones exactas Con esta actividad, realizamos un conocimiento general y repaso de nuestros entornos, esto nos ayuda a ser más precisos al momento de buscar información.
BIBLIOGRAFIA
Pérez Montiel, Héctor. Física 1 (2a. ed.). México, D.F., MX: Larousse - Grupo Editorial Patria, 2014. ProQuest ebrary. Web. 16 February 2017.
www.profesorenlinea.cl,
[email protected], http://www.profesorenlinea.cl/matematica/Notacion_cientifica.html
