UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA UNAD ESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIAS E INGENIERIAS CURSO DE FISICA GENERALPRIMER LABORATORIOUNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIAFISICA GENERAL

Presentado por:

YENY CAROLINA TORRES BERNAL1118538892100413_GRUPO 160TUTORA CLAUDIA PATRICIA CASTRO

UNIVERSIDAD ABIERTA Y A DISTANCIA U.N.A.DESCUELA DE CIENCIAS BASICAS TECNOLOGIA E INGENIERIA CURSO DE FISICA GENERALYOPAL 2013OBJETIVOS

Conocer procesos de medicin y aprender a manejar instrumentos de medicin en los laboratorios. Obtener resultados lo ms precisos posible teniendo en cuenta el margen de error. Aprender a realizar graficas que expresen el proceso y el resultado de la prueba de acuerdo a los datos obtenidos. Mediante experiencias en el laboratorio comprobar la proporcionalidad en la medicin. Mediante los experimentos o prcticas aprender a manejar y entender el error. Reconocimiento y manejo de equipos de medicin.

PRACTICA 1 PROPORCIONALIDAD DIRECTA Y MEDICION

INSTRUMENTOS Y MATERIALES A UTILIZAR

Parte 1 Probeta graduada de 100ml Un vaso plstico Una balanza Agua

Parte 2 Calibrador Tornillo micromtrico o palmer Materiales para medir su espesor: lminas de 1gr, 10gr y 50gr.

MONTAJE

Sobre una mesa completamente plana se dispone a montar los elementos, materiales e instrumentos de medicin que se van a utilizar para la prctica de laboratorio permitiendo as identificar a plenitud tanto el proceso que se pretende desarrollar as como los diferentes elementos que se utilizaran para llevar a cabo dicha prctica.Para la primera parte tenemos sobre la mesa los elementos que se necesita para esta prctica identificndolos y realizando su respectiva revisin y calibracin en caso de la balanza. Para la segunda parte y sobre otra mesa diferente tenemos los instrumentos requeridos debidamente calibrados e identificados permitiendo as proceder con la realizacin de las prcticas.

MARCO TEORICO

Primera parte: (proporcionalidad)Inicialmente se debe recordar que proporcionalidad se refiere a la relacin que hay entre magnitudes medibles, en este caso sern los mililitros de agua, la masa y el volumen. En este caso en particular se tratara la proporcionalidad directa la cual indica que al aumentar una variable la otra incrementa en la misma proporcin al igual que si disminuye, es decir son directamente proporcionales. Para la primera parte de la prctica se pretende hallar la variable dependiente y la independiente, calcular la constante de proporcionalidad. En este caso se utilizara la balanza como instrumento de medicin para obtener los datos requeridos y as poder calcular la constante siguiendo todos los pasos requeridos para esta parte.

Segunda parte: (medicin)Lamedicines un proceso bsico de la ciencia que consiste en 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. Para realizar mediciones existen gran cantidad de instrumentos dependiente del tamao del objeto que se pretende medir dado que muchos estn diseados para para utilizarse en algn tipo de objetos en especial. Es por eso que para esta segunda practica se pretende medir el espesor de ciertos materiales utilizando instrumentos diseados para obtener la mayor precisin posible como los son el calibrador y el tornillo micromtrico.PROCEDIMIENTO

Primera parte: (proporcionalidad)

1. Identificar los instrumentos y materiales.2. Calibrar la balanza.3. Determinar la masa de la probeta vaca y registrar este valor como M0.4. Verter 10 ml, 20 ml, 30 ml, hasta llegar a 100 ml, de lquido en la probeta y determine en cada caso la masa de la probeta ms el lquido MT . Determinar cul es la variable independiente. Determinar cul es la variable dependiente.5. Calcular la masa del lquido ML sin la probeta para cada medicin.6. Registrar estos resultados en la siguiente tabla

V (ml)102030405060708090100

MT (g)

ML (g)

7. Trazar una grfica masa-lquido Vs Volumen.8. Calcular la constante de proporcionalidad.Segunda parte: (medicin)

1. PROCEDIMIENTO CON CALIBRADOR

Identificar los objetos que usar en la prctica. Determinar y registre cual es la precisin del aparato. Hacer un dibujo de la pieza problema (lmina) e indicar sobre el dibujo los resultados de las medidas de sus dimensiones (cada medida debe realizarse al menos tres veces y se tomar el valor medio de todas ellas). Calcular el volumen de la pieza, con todas sus cifras. Completar la siguiente tabla:

Medidas12345Promedio

Pieza 1

Pieza 2

2. PROCEDIMIENTO CON TORNILLO MICROMETRICO O PALMER

Repetir los pasos anteriores con el tornillo micromtrico ahora utilizando la siguiente tabla:Medidas12345Promedio

Pieza 1

Pieza 2

RESULTADOS

Primera parte: (proporcionalidad)

Peso de la probeta vaca: 108,3 gr (M0)Se agrega agua a la probeta en cantidades de 10 ml en 10 ml hasta llegar a 100 ml tomando el peso cada vez que se agregaba agua. Peso probeta + 10ml de agua = 116,6 gr Peso probeta + 20ml de agua = 127 gr Peso probeta + 30ml de agua = 136,9 gr Peso probeta + 40ml de agua = 146,7 gr Peso probeta + 50ml de agua = 156,7 gr Peso probeta + 60ml de agua = 166,6 gr Peso probeta + 70ml de agua = 176,9 gr Peso probeta + 80ml de agua = 186,0 gr Peso probeta + 90ml de agua = 196,5 gr Peso probeta +100ml de agua = 206,4 gr

V (ml)102030405060708090100

MT (g)116,6127136,9146,7156,7166,6176,9186,0196,5206,4

ML (g)8,318,728,638,448,458,368,677,788,398,1

1. La variable independiente en este caso es V (volumen del lquido)2. La variable dependiente es ML.La constante de proporcionalidad es: (k=y/x) k=ML(g)/Vml=8.3(g)/10ml=0.83

GRAFICA: masa-lquido Vs Volumen.

RESULTADOS - SEGUNDA PARTE: (Medicin) Calibrador:

Identificacin de piezas a calibrar.1. Lamina de 1gr (pieza 1)2. Lamina de 10gr (pieza 2)3. Lamina de 50gr (pieza 3)Se realiza medicin de espesor a la lmina de 1gr y a la lmina de 10gr utilizando el calibrador y se registran datos en la siguiente tabla. Medidas123Promedio

Pieza 10,310,310,310,31

Pieza 20,850,800,825

Se realiza medicin de espesor a la lmina de 1gr y a la lmina de 10gr utilizando el Tornillo micromtrico y se registran datos en la siguiente tabla.

Medidas123Promedio

Pieza 10,034700,034600,03380,03436

Pieza 20,1270,1260,1250,125

Se realizaron las mediciones en 3 ocasiones por cada caso y se promediaron sus resultados para obtener la mxima aproximacin a la medicin real.

TERCERA PRCTICA: CINEMATICA

TITULO: Movimiento Uniformemente Variado

OBJETIVO: GENERAL: Comprobar algunas de las leyes de la cinemtica.ESPECIFICOS:Reconocer las caractersticas del movimiento uniformemente variado.Identificar las leyes del movimiento uniformemente variado.Comprender las caractersticas de la velocidad y la aceleracin en el movimiento uniformemente acelerado.

MATERIALES Cinta Cronmetro Una polea Un carrito Una cuerda Un juego de pesas

PROCEDIMIENTO

1) Corte un pedazo de cinta aproximadamente de 1 ,50 m de largo. 2) Conecte el registrador de tiempo a la pila y suelte el carrito para que ste se deslice libremente por la superficie de la mesa.

3) Tome como medida de tiempo el que transcurre entre 11 puntos es decir 10 intervalos, (se podra tomar otro valor pero ste es el ms aconsejable).

4) Con base en los datos registrados en la tabla, realicen un grfico V X t Y determine qu tipo de funcin es. 5) Con base en los datos de la tabla, calcule la aceleracin en cada intervalo.

MARCO TEORICO

El movimiento rectilneo uniformemente acelerado (MRUA), tambin conocido como movimiento rectilneo uniformemente variado (MRUV), es aquel en el que un mvil se desplaza sobre una trayectoria recta estando sometido a una aceleracin constante.Un ejemplo de este tipo de movimiento es el de cada libre vertical, en el cual la aceleracin interviniente, y considerada constante, es la que corresponde a la gravedad.Tambin puede definirse el movimiento como el que realiza una partcula que partiendo del reposo es acelerada por una fuerza constante.El movimiento rectilneo uniformemente acelerado (MRUA) es un caso particular del movimiento uniformemente acelerado (MUA). (Gonzalez J. , 1991)Movimiento Uniforme Variado. Un movimiento es variado si vara la velocidad o la direccin. El ms importante es el movimiento en que vara la velocidad. Pueden ser uniformemente variados o variados sin uniformidad. Se llama aceleracin, la variacin que experimenta la velocidad en la unidad de tiempo. Puede ser positiva, si aumenta y negativa o retardo, si disminuye. En el movimiento uniformemente variado, la aceleracin permanece constante. Se rige por unas leyes determinadas. Como ejemplo de movimiento uniformemente acelerado tenemos el de la cada libre de los cuerpos, estudiado por Galileo y Newton. Los movimientos variados se representan por grficas de manera semejante al movimiento uniforme. El movimiento de rotacin es un ejemplo de movimiento uniformemente variado en direccin. Corresponde a un cuerpo que gira alrededor de un eje, y tiene sus leyes propias. (Gonzalez I. , 1995)

Leyes del movimiento uniformemente variado 1. Las velocidades son proporcionales a los tiempos2. Los espacios son proporcionales a las aceleraciones3. Los espacios recorridos son proporcionales a los cuadrados de los tiempos empleados para recorrerlos.

AceleracinEs la variacin que experimenta la velocidad en un movimiento variado. Puede ser positiva si la velocidad aumenta o negativa (retardo) si la velocidad disminuye.Movimiento rectilneo uniformemente acelerado en mecnica newtonianaEn mecnica clsica el movimiento rectilneo uniformemente acelerado (MRUA) presenta tres caractersticas fundamentales:1. La aceleracin y la fuerza resultante sobre la partcula son constantes.2. La velocidad vara linealmente respecto del tiempo.3. La posicin vara segn una relacin cuadrtica respecto del tiempo.La figura muestra las relaciones, respecto del tiempo, del desplazamiento (parbola), velocidad (recta con pendiente) y aceleracin (constante, recta horizontal) en el caso concreto de la cada libre (con velocidad inicial nula). (Resnick, 2004)El MRUA, como su propio nombre indica, tiene una aceleracin constante, cuyas relaciones dinmicas y cinemticas, respectivamente, son:(1)

En el movimiento rectilneo acelerado, la aceleracin instantnea es representada como la pendiente de la recta tangente a la curva que representa grficamente la funcin v(t).La velocidad v para un instante t dado es:(2a) siendo la velocidad inicial.Finalmente la posicin x en funcin del tiempo se expresa por: donde es la posicin inicial.Adems de las relaciones bsicas anteriores, existe una ecuacin que relaciona entre s el desplazamiento y la rapidez del mvil. sta se obtiene despejando el tiempo de (2a) y sustituyendo el resultado en:

RESULTADOS

Tabla de Datos obtenidos

Intervalo de TiempoVariable123456

X (m)0,10,20,30,40,50,6

t (s)0,60,91,151,351,51,6

V (m/s)0,170,330,400,500,671,00

a (m/s2)0,280,560,270,501,113,33

V=X2-X1/T2-T1a=v2-v1/T2-T1

Grfica 1 VELOCIDAD MEDIA Vs. INTERVALO DE TIEMPO

Grfica 2 ACELERACIN Vs. INTERVALO DE TIEMPO

Grfica 3. DISTANCIA vs. TIEMPO

ANALISIS DE RESULTADOSElmovimiento uniformemente acelerado(tambin conocido como movimiento rectilneo uniformemente variado(MRUV), es aquel en el que unmvilse desplaza sobre una trayectoriarectaestando sometido a unaaceleracinconstante.En este caso el mvil utilizado en la prctica parte del reposo con . Pasado un tiempo habr adquirido una velocidad que ser igual a velocidad anterior ms aceleracin:

Pasado un tiempo t2, la velocidad V2 que ser igual a la velocidad anterior + aceleracin:

Pero como y tenemos que lo que resumido viene a ser

Y as sera para un V3, etctera.En la grfica N. 1 podemos observar: Se observa la velocidad en funcin del tiempo, donde el movimiento Uniformemente Acelerado (MUA), la velocidad vara proporcionalmente al tiempo, por lo que la representacin grfica debera dar una recta ascendente, de acuerdo a los datos obtenidos, encontramos variacin ya que la lnea es ascendente pero presenta ciertas variaciones en la velocidad en cada uno de los intervalos, la posible causa de estos valores, est dada por el error humano, puesto que los datos se tomaron con cronmetro, y al ser intervalos de tiempo tan cortos se pueden presentar variaciones.

En la grfica N. 2 podemos observar: Que en el Movimiento uniformemente acelerado, la aceleracin es constante, y la grfica a_t debe ser una lnea paralela al eje tiempo; en nuestro experimento hubo diferencia, puesto que los valores de aceleracin variaron considerablemente en todos los intervalos; esto probablemente se dio por una parte por error humano al momento de tomar el tiempo en cada intervalo, puesto que no se cont con un registrador de tiempo especializado, adems encontramos variacin en la direccin del movimiento del carro, afectando la fuerza ejercida por la pesa, disminuyendo la aceleracin.

En este experimento podemos afirmar la influencia de la fuerza la cual puede producir cambios en un movimiento, donde puede aumentar o disminuir la rapidez del movimiento del objeto o cambiar su direccin. En otras palabras una fuerza puede producir cambios en la velocidad (direccin y rapidez) esto es aceleracin. Esto significa que si hay cambios en el movimiento, incluyendo su inicio a partir del reposo, es que acto una fuerza. La cual es capaz de cambiar el estado de movimiento de un objeto.

En la grfica 3 podemos observar:

En la grfica de Distancia Contra Tiempo, la pendiente de la recta es la velocidad. Cuando la grfica es una lnea recta, el valor de la pendiente es independiente de la forma como la medimos, esto se debe a que el movimiento se realiza a velocidad constante.

En el plano Distancia contra Tiempo, en el cual el movimiento es a velocidad constante, donde la grfica es una lnea recta. Se reconocieron las caractersticas del movimiento uniformemente variado donde la aceleracin es la variacin que experimenta la velocidad en unidad de tiempo, siendo en este caso la aceleracin del mvil positiva determinando el movimiento uniformemente acelerado.

CUARTE PARTE: Fuerzas

TITULO

Trabajo y Energa Mecnica

OBJETIVO

Verificar la equivalencia entre trabajo y energa.

TEORIA:

Cuando se suspende de un resorte un peso (mg), la deformacin x que sufre el resorte es directamente proporcional al valor del peso (m.g) (fuerza).

m.g = k.x

Donde la constante de proporcionalidad k es:

El trabajo que realiza una fuerza F para deformar un resorte en una magnitud x es:

Entonces

MATERIALES Un resorte Un soporte universal - Un juego de pesitas - Un metro Papel milimetrado Una balanza

PROCEDIMIENTO:

1) Cuelgue el resorte del soporte de tal forma que su extremo superior permanezca completamente fijo y mida su longitud L0.

2) Halle el valor de la masa m de cada pesita con ayuda de una balanza.

3) Suspenda una pesita del extremo superior del resorte y mida la longitud del resorte L.

4) Calcule el valor de la deformacin x = L L0.

5) Repita los pasos 3 y 4 con 9 pesitas.

6) Anote los datos en la tabla 1.

7) En una hoja de papel milimetrado realice la grfica F contra X.

8) Con ayuda de la grfica calcule el trabajo realizado por cada masa m para deformar el resorte y defina a qu tipo de energa mecnica es equivalente este trabajo.

9) Complete la tabla 2.

10) Haga un breve anlisis de la prueba y de sus resultados. Refirase especialmente a las unidades de trabajo y energa.

REGISTR DE DATOS DE EXPERIENCIA

TABLA 1Registro de datos de deformacin del resortem.g (N)0,0980,1960,2940,5880,6860,7841.0781,1761,274

X (m)0,0320,0670,0990,1950,2290,2610,3630,3950,428

TABLA 2Trabajo realizado en la deformacin del resorteMasa (kg)0,010,020,030,060,070,080,110,120,13

Trabajo (j)0,0030,0130,0290,1150,1570,2050,3910,4650,545

INFORME1. Realice un anlisis de la prueba y sus resultados.

Rta: Durante el desarrollo del laboratorio, se pudo verificar que a medida que se iba incrementado el peso de 10 g en 10 g, mas la fuerza que ejerce la gravedad (9.81 m/s), la deformacin del resorte aumentaba en un promedio de 3,3 cm de longitud entre medida y medida.

En la toma de los resultados, se mantiene una constante entre medida y medida.

2. Enuncie las maquinas que se encargan de las diferentes formas de transformacin de la energa.

Rta: Hidroelctricas Paneles solares El motor de un carro Turbinas de un avin Alternadores Bomba centrifugaQUINTA PARTE SISTEMAS EN EQUILIBRIO

TITULOEquilibrio de Fuerzas.

OBJETIVO Aplicar los conceptos de descomposicin de un vector y sumatoria de fuerzas.

PROBLEMAEn ciertas ocasiones necesitamos encontrar las condiciones de equilibrio para encontrar valores para determinados problemas, adems de entender la descomposicin de un vector en sus componentes.

MATERIALES Dos soportes universales Dos poleas Juego de pesitas Dos cuerdas Un transportador

PROCEDIMIENTO

Sobre una mesa completamente plana se dispone a montar los elementos, materiales e instrumentos que se van a utilizar para la prctica de laboratorio permitiendo as identificar a plenitud tanto el proceso que se pretende desarrollar as como los diferentes elementos que se utilizaran para llevar a cabo dicha prctica.Para la segunda parte y sobre otra mesa diferente tenemos los instrumentos requeridos para la toma de ngulos y las pesas que harn el equilibrio sobre las poleas. Se arma la estructura con los soportes universales y se montan las poleas sobres dichos soportes pasando la cuerda por cada polea y adicionando peso en los extremos y en la mitad hasta tener equilibrio y poder tomar las medidas requeridas.Segunda parte: (fuerzas)lafuerzaes unamagnitud fsicaque mide la intensidad del intercambio de momento lineal entre dos partculas o sistemas de partculas.Para esta prctica destacamos el estudio de la fuerza utilizando objetos que apliquen fuerza a otros objetos hasta formar un equilibrio y tomar datos necesarios que nos lleven a calcular lo que se requiere.SEGUNDA PARTE

Monte las poleas como se muestra en la grafica:

1. Tomar varias pesitas y asignarles valor M32. Como se indica en el dibujo, encuentre dos masas M1 y M2 que equilibren el sistema. El equilibrio del sistema esta determinado por los ngulos de las cuerdas con la horizontal y la vertical. Tome dos posiciones diferentes para la masa M3 y dibuje los diagramas de fuerzas sobre papel milimetrado.3. Repetir los pasos con diferentes valores para M1, M2 y M3.

RESULTADOS - SEGUNDA PARTE: (Fuerza)Precedemos al iniciar con el montaje de las poleas como lo mostro en la figura de referencia y se pusieron los siguientes pesos para formar el equilibrio:M1: 10gm M2:10gm M3:10grRealizamos la grfica en papel milimetrado y se toman las medidas de los ngulos que se nos pide obteniendo los siguientes resultados:Grafica 1:

Para el siguiente paso agregamos masas de mayor peso asi:

M1=60gr M2=60gr M3=80grSe logra obtener el equilibrio deseado y se realiza la grfica en papel milimetrado como se puede apreciar a continuacin:

Grafica 2: Aplicando masas de mayor peso para formar el equilibrio.

La toma de los ngulos se realiza utilizando un transportador tratando de hacerlo con la mayor precisin posible.

Conclusiones

Mediante la lectura concienzuda de la gua de laboratorio 1 y la lectura del mdulo ha sido posible determinar y analizar los aspectos relevantes a tener en cuenta al momento de realizas pruebas como las anteriormente realizadas siguiendo los pasos y lineamientos necesarios para obtener los datos correctos haciendo uso de los instrumentos requeridos para dichas prcticas. Como aspecto importante destacamos el aprender a identificar todos y cada uno de los elementos que se van a emplear tanto los materiales como los instrumentos de medicin ya que de eso depende el xito en la realizacin de las practicas. Otro aspecto importante que logramos destacar ha sido el apoyo de los compaeros de prctica y del tutor para optimizar los procesos y mediciones as como para la realizacin del informe conservando los requerimientos necesarios para este.

Se identificaron las leyes del movimiento uniformemente variado donde Las velocidades son proporcionales a los tiempos, los espacios son proporcionales a las aceleraciones y los espacios recorridos son proporcionales a los cuadrados de los tiempos empleados para recorrerlos.

Se comprendieron las caractersticas de la velocidad y la aceleracin como la variacin que experimenta la velocidad en un movimiento variado en este caso siendo positiva ya que la velocidad del mvil aumenta en funcin del tiempo.

Se identificaron los factores que pueden influir en la variacin de los datos; como el caso de la precisin en la toma de tiempos, puesto que se trabaj con intervalos de tiempo y espacio muy pequeos, es as como se debe contar con las herramientas adecuadas (registrador de tiempo) para obtener datos exactos.

Se observ la presencia de algunos factores que pueden alterar (disminuyendo) la velocidad y aceleracin; como es el caso de las variaciones en la direccin del movimiento que present en algunas ocasiones el mvil.

CIBERGRAFIAhttp://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_rectil%C3%ADneo_uniformemente_aceleradohttp://mvuve.blogspotBIBLIO CIBERGRAFIA

TORRES GALINDO, Diego. Mediciones. Modulo de curso. Fsica general. Bogot: 2010.

Enciclopedia libre Wikipedia, Actualizacin del 27 de septiembre de 2012: Proporcionalidad. http://es.wikipedia.org/wiki/Proporcionalidad

Enciclopedia libre Wikipedia, Actualizacin del 25 de septiembre de 2012: Medicion. http://es.wikipedia.org/wiki/Medici%C3%B3n

Profesor en lnea, Proporcionalidad directa e inversa. http://www.profesorenlinea.cl/matematica/Proporcionalidad.htm

ANEXOS