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INFORME 2, LABORATORIO

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Fisica II informe 4

LABORATORIO FISICA 2 - UNMSM

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“Año de la Integración Nacional y El Reconocimiento de N uestra Diversidad”

UNIVERSIDAD UNIVER SIDAD NACION NACIONAL AL MA MAYOR YOR DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, Decana de América)

FACULTAD DE INGENIERIA INDUSTRIAL LABORATORIO DE FISICA II TEMA: CONSTANTES ELÁSTICAS DE LO LOS S MATERIALES PROFESORA

: Vanessa Andrea Navarrete Sotoa!or

INTEGRANTES

: Sign up to vote on this title

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useful Ar"e Este#an$ Ste%an! L&'et( Useful  Not )*)+**), C(-.-& Torres$ Caro/ 0at(er&ne )*)+**12 3-a"an"a 4a-d&o$ Cr&st&na F/or )*)+*565

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Un&vers&dad Na"&ona/

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i r e t a M s o l e d s a c i t s á l E s e t n Ma!or de San Mar"os a t s n o C

Este tra#a>o est? ded&"ado a n-estra A/a M?ter /a UNMSM ! a n-estras Fa&/&as

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Dedicatoria…………………………………………………………………………… …………………..……..……..………

2

Introducción…………………………………………………………………………… ………………..……..……..……… Objetivos

4 ……………………………………

…………………………………………………….……..……..……..…….5 Materiales

………………………………………………………………………………………….. ……..……..……....…… Fundamento

5 Teó 

…………………………………………………………………………………..…….. Sign up to vote on this title  Useful  Not useful ……..….

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Un&vers&dad Na"&ona/ "valua "valuació ción n

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……………… ……………………… ……………… ……………… ……………… ……………… ………….. …..……. ……..…… .……

……..……..……..……..……..……..… #onclu #onclusio siones nes



……………… ……………………… ……………… ……………… ……………… ……………… ……………. ……..…… .……

……..……..……..……..……..……..… %ecomen ecomendac dacion iones es

$

……………… ……………………… ……………… ………….… ….…….. …..……. ……..…… .……..… ..…

……..……..……..……..……..……..

7

&iblio'ra(a……..……..……..……..……..……..……..……..……..……..…….. ……..……..……..……..……..…..

)


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Introd-""&n

*os sólidos se de+orman en cierto 'rado al ser sometidos a +uer,as. " este este in+o in+orm rme e inte intent ntar arem emos os -alla allarr la relac elació ión n ue ue -a/ entr entre e

de+ormación / las +uer,as a0licadas. Por otra 0arte1 si des0us de u se -a/a -a/a 0rod 0roduc ucid ido o la de+o de+orrmaci mación ón elim elimin inam amos os la +uer +uer,a ,a ue ue

0rovoca el sólido tiende a recobrar su estado inicial. Todos los sólido

e3-iben esta 0ro0iedad1 ue se denomina elasticidad. Desde el 0unt

de vista microscó0ico la elasticidad tiene su ori'en en las +uer,a inter intermol molecu ecular lares es estudi estudiada adas s en el tema tema anteri anterior or.. "n el sólido sólido

molculas ocu0an 0osiciones ue -acen mnima la ener'a 0otencia

del sólido. i a0licamos una +uer,a al sólido reali,a un trabajo 0ar

alterar la 0osición de las molculas del sólido1 aumentando 0or tant su ener'a ener'a 0otenci 0otencial. al. #uando #uando la

+uer,a deja de actuar actuar el sistem sistem

tien tiende de a ado0 ado0ta tarr de nuev nuevo o la con( con('u 'ura raci ción ón de mni mnima ma ener ener

0otencial1 siendo las +uer,as internas las encar'adas de 0roducir e reajuste necesario de las 0osiciones moleculares.


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Observ Observar ar las caract caracter ersti sticas cas / condici condicion ones es de un resor resorte te es0iral.

•

Determinar la constante el6stica del resorte en es0iral.

•

"ntender lo ue oo8e nos dejo a travs de su le/.

•

•

•



"stu "studi diar ar la le/ le/ ue ue ri'e ri'e el com0 com0or orta tami mien ento to de los los cuer cuer el6sticos +rente a 0eue9as de+ormaciones.

"studiar el e+ecto de la masa de cada resorte en la din6mica de mismo. "+ec "+ectu tuar ar medi medida das s est est6tic 6ticas as 0ara 0ara la dete deterrmina minaci ción ón de constante de recu0eración de varios resortes.

Mater&a/es : 2 so0ortes universales de m de lon'itud

:  re'la 'raduad


:  re'la re'la met6lica met6lica ;$! cm< ejes

:



Useful ,a Not useful balan,a balan 0recisió 0recisión n de de

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:  Pin,a

%esorte

en

es0iral

de

acero

: >ue'o de 0esas

: Port

0esas

: 2 sujetadores sujetadores ;nue, o clam0<


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F-nda -ndaent ento o Ter& er&"o "o

Para un buen entendimiento de las constantes el6sticas es necesari estudiar a +ondo todos los elementos im0licados en la elasticidad.

*a elasticidad1 es una de las muc-as 0ro0iedades de los materiales es auella ue describe la +orma en cómo los cuer0os de0enden d las acciones o tensiones ue ejercen sobre ellos1 /a ue todos lo sólidos tienden a 0oseer una +orma estable1 reaccionando contra la +uer,a +uer,as s de+or de+ormad madora oras s o tensio tensiones nes11 recu0 recu0era erando ndo la +orma +orma 0rimit 0rimit des0 des0u us s de cesa cesarr esto estos s cuer cuer0o 0o el6s el6sti tico cos s o bien bien recu recu0e 0era rand ndo o cuer0os inel6sticos.

"n muc-os materiales1 entre ellos los metales / los minerales1 l de+ormación es directamente 0ro0orcional al es+uer,o1 esto es lo u describ describe e la le/ de oo8 oo8e1 llamad llamada a as en -onor -onor al +sico +sico brit6n %obert oo8e. ?o obstante si la +uer,a e3tern erna su0era determinado valor1 el material 0uede uedar de+orm 0ermanentemente / la le/ de oo8e /a no el v6lida.

*a le/ de oo8e oo8e estudi estudia a en s las de+orm de+ormaci acione ones s el6sti el6sticas cas11 com alar'amientos1 com0resiones1 torsiones / @e3iones. *a +orma m6s comAn de re0resentar la le/ de o  de matem6 matem6tic ticame amente nte es median mediante te la ecuaci ecuación ónup del re don Sign to voteresor onsorte1 thiste1 title donde relaciona la +uer,a ejercida 0or el  Useful  Not useful resor esorte te con con la dist distan anci cia a ori' ori'in inal al 0roducida 0or el alar'amiento1 en

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"l m63imo es+uer,o ue un material 0uede so0ortar antes de ueda 0ermanentemente de+ormado se denomina lmite el6stico.

i se a0lica tension iones su0erio riores a este lmite1 el mate e30er e30erime imente nte de+or de+ormac macion iones es 0erman 0ermanent entes es / no recu0 recu0era era su +or ori'inal a retirar las car'a "n 'eneral1 un mate sometido a tensio in+erior iores a su lm lmite elas elasti tici cida dad d es de+o de+orm rm tem0oralm tem0oralmente ente de acuer con la le/ de oo e30licada anteriormente.

*os materiales sometidos tens tensio ione nes s su0e su0erio riorres a lmite de elasticidad tiene un com0ortamie 0l6s 0l6sti tico co.. i las las tens tensio io ejerc ejercida idas s contin continAan Aan aument aumentand ando o el materia materiall alcan, alcan,a a su 0unto 0unto +ractura.

Para 0oder determinar el lmite el6stico del material se tiene u dis0oner las tensiones en +unción de las de+ormaciones en un 'r6(co en el1 se observa ue1 en un 0rinci0io / 0ara la ma/ora de lo materiales1 a0arece una ,ona ue si'ue una distribución casi linea dond donde e la 0end 0endie ient nte e es el módu módulo lo de elas elasti tici cida dad. d. "sta "sta ,ona ,ona corre corres0o s0onde nde a las de+orm de+ormaci acione ones s el6sti el6sticas cas del materi material al -asta -asta 0unto donde la +unción cambia de r'imen / em0ie,a a curvarse  Sign up to vote on this title esta ,ona es la ue corres0onde al inicio del r'imen 0l6stico. "s  Useful  Not useful 0unto es el 0unto de lmite el6stico.

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"l modulo de Coun' llamado as en -onor al cient(co in'ls Toma Coun'1 Coun'1 tambin es conocido como el modulo de elasticidad1 es 0ar6metro ue caracteri,a el com0ortamiento de un material el6stico se'An la dirección en la ue se a0lica la +uer,a. Para un materia isótro0o lineal1 el modulo de Coun' tiene el mismo valor 0ara un tracción ue 0ara una com0resión1 siendo una consta inde0endiente del es+uer,o siem0re / cuando no e3ceda su lmit el6stico1 siendo siem0re ma/or ue cero al traccionar una barra1 l lon'itud de esta aumentara1 no disminuir6.

Para 0oder determinar tanto el lmite el6stico como el módulo d elasticidad es conveniente a0licar el ensa/o de tracción1 ue consist en someter a una 0robeta normali,ada reali,ada con dic-o material un es+uer,o a3ial de tracción creciente -asta ue se 0roduce la rotur de la 0robeta. "n un ensa/o de tracción 0ueden 0ueden determinars determinars diversas caractersticas de los materiales el6sticos.

"n el ensa/o se mide la de+ormación ;alar'amiento< de la 0robet entre dos 0untos (jos de la misma a medida ue se incrementa l car'a a0licada / se re0resenta 'r6(camente en +unción de la tensió ;car'a a0licada dividida 0or la sección de la 0robeta<. E-ora ue /a conocemos todo re+erente a la elasticidad1 módulos le/es1 0odemos entender mejor el conce0to de constante el6stico.

na constante el6stica es cada uno de los 0ar6metros +sicament medibles ue caracteri,an el com0ortamiento el6stico de un sólid de+o de+orm rmab able le el6s el6sti tico co line lineal al.. E vece veces s se usa usa el termi termino no cons consta ta Sign up to vote on this title el6stica tambin 0ara re+erirse a los coe(cientes de ri'ide, de un  Useful  Not useful barra o 0laca el6stica.

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Pro"ed&&ento Monta>e ): . til tilic ice e la bala balan, n,a a 0ara 0ara dete determ rmin inar ar los los valo valorres de las las masa masas s resorte / del 0orta 0esas

2,9r 2*1

m ( Resorte Resorte ) m( Porta pesas )

G#ree usted ue le servir6 de al'o estos valoresH GPor uH

Los va/ores de /os 8esos &n-en"&an en /a %-er'a a8/&"ada a resorte$ ! esto nos s&rve "oo re%eren"&a 8ara 8oder (a//ar / "onstante e/?st&"a

2. #uel'ue al resorte de la varilla / anote la 0osición de su e3trem in+erior. Posición  $7.5 cm




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 Not useful

=. *ue'o1 coloue la 0orta 0esas en el e3tremo in+erior del resorte

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GPor u considera dic-a 0osiciónH Cons&deraos /a 8os&"&n 5

8or .-e "ont&ene e/ 8eso de/ 8orta 8esas$ ! a 8art&r de a"? se e8e'ara a a9re9ar 8esos 5. Edicione 0esas a la 0orta 0esas1 cada ve, de ma/ores masas.

$. E-ora retire una a una las 0esas de las 0orta 0esas1 / se ver6 u el resorte re'resara a su +orma ori'inal. 7. "l valor de la 'ravedad se trabajara con ;'JK.7KmLs 2<

Monta>e 5: .Mida las dimensiones 'eomtricas de la re'la metalica *on'itud ;*< 1* " Enc-o ;a< " "s0esor ;b< *)"

2. #oloue la re'la met6lica en 0osición -ori,ontal a0o/6ndola d modo modo ue ue las las mar marcas cas 'rab 'rabad adas as cer cerca de los los e3tr 3tremos emos de es descansen sobre las cuc-illas.

=. Determinar la 0osición inicial del centro de la varilla1 con res0ect a la escala vertical 'raduada. Posición inicial 65+"

 4. Na/a car'ando 'radualmente la varilla1 0or Sign up tosu votecentro1 on this title/ midiend las @e3iones corres0ondientes ;s<.  Useful  Not useful

5. na ve, ue considere -aber obtenido una de+ormación su(ciente

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) Con Con /os /os da dato tos s de /a ta ta#/ #/a a )$ de dete terr&n &nar /a "ons "onsta ta e/?st&"a en %ora ana/@t&"a J ;!.4)K5!
1 3a//ar e/ error 8or"ent-a/ E "ons&derando "oo va/o ter&"o e/ va/or de /a "onstante e/?st&"a (a//ada 8or e/ Htod de @n&os "-adrados  J 7.7$………….  7.7$…………. Nalor Nalor "30erimental  J ).5………….Nalor Teórico 0or mnimos cuadrados "rror Porcentual Porcentu al J R;N. R;N. Teórico Teórico S N. N. "30erimenta "30e rimental
2 Dete Deterr&n &nar e/ 0 e. 8ara ra reso resort rtes es "o/o "o/o"a "ado dos s en ser& ser&e e e. 8a 8ara/e/o res8e"to a -na asa Sign up to vote on this title

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6 Ana/&"e /a ra'n e&stente de /a d&%eren"&a de /a "onstant e/?st&"a de dos d&%erentes resortes en es8&ra/

"l objetivo es la determinación determinación de la constante constante el6stica de un resorte o muelle1 mediante el 0rocedimiento est6tico. i sobre un resorte coloca colocado do vertic verticalm alment ente1 e1 / atado atado del e3tr e3tremo emo su0eri su0erior1 or1 se coloca coloca di+e di+errente entes s cant cantid idad ade es de masa asa de su e3tr 3tremo emo libr libre1 e1 se ir 0roduciendo distintos alar'amientos ue ser6n 0ro0orcionales a lo 0eso 0esos s de dicdic-as as masas asas.. *a relac elació ión n entr entre e los los alar alar'a 'ami mien en 0roducidos en el resorte / las +uer,as a0licadas1 viene dada 0or la le de oo8e1 a travs de la constante de el6stica del resorte ; k <. <.

"l incremento de alar'amiento es i'ual al alar'amiento 0roducido 0o  Sign up to vote on this title cada 0eso de masas menos el alar'amiento inicial. e re0resentan re0resentan la Useful Not useful r'ami os 0roduc +uer,a +uer,as s a0lica a0licadas das en +unció +unción n de los alar' ala amient entos 0roducido idos s stos se 0ueden ajustar una recta 0or el mtodo de los mnimo

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0rod 0roduc ucir ir movi movimi mien ento to en meca mecani nism smos os de reloj elojer era a11 0ersianas1 metros enrollables1 ju'uetes mec6nicos1 etc.

cerr cerrad adur ur

"l resorte o muelle laminar es conocido tambin con el nombre d ballesta. "sta +ormado 0or una serie de laminas de acero de secció recta rectan'u n'ular lar de di+er di+erent ente e lon'it lon'itud1 ud1 las cuales cuales trabaj trabajan an a @e @e3ió 3ión n lamina de ma/or lon'itud se denomina lamina maestra. *as lamin ue +orman +orman las ballesta ballestas s 0ueden 0ueden ser 0lanas 0lanas o curvad curvadas as en +or 0arabólica1 / est6n unidas entre si 0or el centro a travs de un tornill o 0or medio de una abra,adera sujeta 0or tornillos. *as ballestas s utili,an como resortes de sus0ensión en los ve-culos1 reali,ando l unió unión n entr entre e el c-as c-asis is / los los ejes ejes de las las rued ruedas as.. u (nal (nalid idad ad amorti'uar los c-oues debido a las irre'ularidades de la carretera

< KPor .-H e/ es%-er'o a /a tra""&n es 8os&t&va ! e/ es%-er'o /a "o8rens&n es ne9at&va 

Porue orue se denomi denomina na tracci tracción ón al es+uer es+uer,o ,oSign ue est somet sometido up toest6 vote6on this title ido a usefulen sent cuer cuer0o 0o 0or 0or la a0li a0lica caci ción ón de dos dos +uer +uer,a ,as ue ue  actA acNot tAen en sent sUseful o0uesto1 / tienden a estirarlo 0or lo cual se le considera 0ositiva1 e cambio1 un cuer0o se encuentra sometido a com0resión si las +uer,a

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+uer,as intermoleculares de atracción1 tambin denominadas de va der Uaals1 ue son las res0onsables de los estados de a're'ació luido / sólido de las sustancias no iónicas o met6licas. Pero adem6 de stas tambin intervienen +uer,as de contacto ;Derja'uanMulle To0orov To0orov ert,<1 +uer,as ca0ilares1 +uer,as de amorti'uamient -istrico / viscoso1 +uer,a el6stica del micro vi'a.

na de las consecuencias de las +uer,as de co-esión es la tensió su0er(cial ue se 0roduce en los luidos como consecuencia de l asimtrica distribución molecular en la su0er(cie de estos1 /a u esas molculas1 las de la su0er(cie1 son atradas sólo -acia abajo -acia los lados1 0ero no -acia arriba.

Por su 0arte las +uer,as de ad-esión se deben 0rinci0almente a l di0olaridad de al'unos luidos1 lo ue 0rovoca las interacciones entr car'as 0ositivas1 0or ejem0lo1 de las molculas de a'ua / la ne'ativ de los los 6tom 6tomos os de o3'e 3'eno no del del vidr vidrio io11 con con el resu result ltad ado o del del e+ec e+ec ca0ilaridad1 ue 0ermite una 0eue9a ascensión de ciertos luido en contra de la +uer,a de la 'ravedad.

"l jue'o de ambas +uer,as1 co-esión / ad-erencia1 es la ue 0roduc los meniscos en la su0er(cie de los @uidos en las ,onas de contact con sus reci0ientes. #uando las +uer,as de ad-erencias son ma/ore ue las de co-esión el menisco es cóncavo ;a'ua / vidrio<. #uand vencen las +uer,as de co-esión el menisco es conve3o ;mercurio vidrio<.

)* Deter&ne 8ara /a re9/a et?/&"a e/ va/or de/ od-/o d Yo-n9 Yo-n9 E en 095  tili,ando s=

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( 400 mm ) × 0.2 kg 12.5 mm= 4 E 30 mm× ( 1 mm ) 1

3

10

E= 0.85 × 10 kg / m

2

)) KC-?nto va/e /a ener9@a e/?st&"a a"--/ada en esta #arr en /a ?&a de%ora"&n abemos ue la "ner'a el6stica est6 de(nida 0or 1

E= Fl 2

donde F J Fuer,a Fuer,a a0licada a0licada a la barra barra / l J de+ormació de+ormació  donde

de la barra. Para lo cual nos 0iden ue -allemos la ener'a el6stica en la m63im de+ormación. %eem0la,ando %eem0la,ando valores 2

F =mg=0.41 kg × 9.79 m / s =4.01 kgm / s l = smax = 25 mm 1

E= ×

4.01 kgm

2

s

2

2

× 25 mm

E= 0.05 J

Con"/-s&ones •

*as *as de+o de+orm rmac acio ione nes s su+r su+rid idas as 0or 0or un reso resort rte e / el 0eri 0eriod odo o oscilación del mismo son 0ro0orcionales a la masa. Sign up to vote on this title

•



 Useful  Not useful "l valo valorr de la masa asa +ue +ue mu/ 0ar 0arecid ecido o / a0r a0ro3ima 3imad dos

convencionalmente verdadero

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*a di+er di+eren enci cia a ue ue se enco encont ntró ró al colo coloca carr en reso resorte rte ma

di+erentes es ue el resorte se estira de acuerdo al element

ue se use 0ara el e30erimento1 /a ue al utili,ar elementos d di+erentes masas1 el 0eso es di+erente 0ara cada una de ellas. "30erimentalmente se 0udo com0robar ue la @e3ión tiende ser 0ro0orcional a la +uer,a a0licada #omo no trabajamos con cuer0os ideales se nota ue tienden de+o de+orrmars marse e los los mate materi rial ales es al mome moment nto o ue ue reto retorn rnan an a

0osición inicial1 es 0or esto el 0oru de los 0eue9os errore 0orcentuales.


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Re"oenda"&ones •

%evisar el eui0o ue se le entre'ue al iniciar la 0r6ctica /

noti(car de inmediato al +uncionario encar'ado1 sobre cualuie irre'ularidad ue descubra en el eui0o o en cualuier elemento o insumo asi'nado 0ara la 0r6ctica.

Mantener el orden / la lim0ie,a del laboratorio durante la 0r6ctica / su culminación adem6s utili,ar adecuadamente los reci0ientes 0ara la dis0osición de desec-os / recolección de materiales sobrantes.

Manejar los materiales / eui0os con la debida 0recaución 0ara la se'uridad / mejor conservación de los mismos1 se'An las indicaciones del docente o del +uncionario res0onsable del centro. El momento de tomar medición tratar de ubicar la vista

0er0endicular al objeto ue se desea medir como en el caso de montaje 21 con el (n de evitar esos 0eue9os errores ue Sign up to vote on this title

a+ectan a las 'r6(cos u otros resultados  Useful

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Enotar con letra clara / le'ible las mediciones u otros datos al

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B&#/&o9ra%@a Landa- ! L&%s"(&t': T  Teor@a de /a E/ast&"&dad$ RevertH$ ),6, O/&ver ! A9e/et de Sara"&#ar: Me"?n&"a de Med&os Cont&n-os 8ara In9en&eros$ Ed&"&ons UPC$ 5***

dJsts-aese8er&en"&asQdeQJs&"a&nde)6 (t/ "a#"nea9ov "a#"nea9ovaren&e%d&r>o#sS5<FB-ron aren&e%d&r>o#sS5<FB-ron Jna/8d%

es&&8ed&aor9&&Le!QdeQe/ast&"&dadQdeQ3oo e (tt8:e8->&esas&9nat-rao#tener8(8  Sign up to vote on this title /etraN"od&9o*6J"(ero))5<,62*+)N*6 Useful Not useful 

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(tt8:&esa/.-&#/anetTe"noe#estr-"t-ra

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Laboratorio Fisica 2 Unmsm _informe 1

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