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Universidad Cooperativa de Colombia http://repository.ucc.edu.co Repositorio Institucional Universidad Cooperativa de Colombia Guía de laboratorio de Ingenierías hace parte de la comunidad de Ingeniería, Arquitectura y Urbanísmo 2016 MANUAL DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE FÍSICA Contacte al autor: Jaime Malqui Cabrera Medina Jaime.cabrera@campusucc.edu.oc Maritza Vivas Narvaez maritza.vivas@campusucc.edu.co Mario Arturo Duarte Rodriguez mario.duarter@campusucc.edu.co Luis Eduardo arenas Villamizar luis.arenasvi@campusucc.edu.co Disponible en: http://repository.ucc.edu.co/handle/ucc/136 Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual 4.0 Internacional Filiación: Universidad Cooperativa de Colombia, Facultad de Ingenierías, Programa de Ingeniería Industrial, Neiva, Colombia, 00000 http://repository.ucc.edu.co/handle/ucc/136 http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/ Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 1 UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA MANUAL DE PRACTICAS DE LABORATORIO DE FÍSICA Neiva - 2015 Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 2 Los autores. JAIME MALQUI CABRERA MEDINA: Profesor tiempo completo Universidad Cooperativa de Colombia Neiva, Licenciado en Matemáticas y Física – Universidad Surcolombiana, Especialista en Computación para la Docencia – Universidad Antonio Nariño, Especialista en Docencia Universitaria – Universidad Antonio Nariño, Especialista en Tecnologías de la Información y la Comunicación “TIC” en Educación – International University y Magister en Tecnologías de la Información y la Comunicación “TIC” en Educación – International University. Correo electrónico: Jaime.cabrera@campusucc.edu.oc MARITZA VIVAS NARVÁEZ: Profesora tiempo completo Universidad Cooperativa de Colombia Neiva, Licenciada en Matemáticas y Física – Universidad Surcolombiana, Especialista en Docencia Universitaria – Universidad Cooperativa de Colombia, Magister en Educación – Universidad Cooperativa de Colombia, Diplomado en reforma curricular, Diplomado en Educación por competencias, Diplomado en evaluación por competencias, Diplomado en Investigación cualitativa. Correo electrónico: Maritza.vivas@campusucc.edu.co MARIO ARTURO DUARTE RODRÍGUEZ: Profesor tiempo completo Universidad Cooperativa de Colombia Neiva, Licenciado en Ciencias de la educación, Especialidad Física – Universidad distrital Francisco José de Caldas, Especialista en Matemáticas avanzada – Universidad Nacional de Colombia, Especialista en Edumática – Universidad Autónoma de Colombia, Especialista en Docencia Universitaria – Universidad Cooperativa de Colombia. Correo electrónico: mario.duarter@campusucc.edu.co LUIS EDUARDO ARENAS VILLAMIZAR: Profesor tiempo completo Universidad Cooperativa de Colombia Neiva, Licenciado en Matemáticas y Física – Área mayor Matemáticas, Especialista en Computación para la Docencia – Universidad Antonio Nariño, Especialista en Docencia Universitaria – Universidad Cooperativa de Colombia, Especialista en Inteligencia Artificial – Convenio Universidad Cooperativa de Colombia y la Universidad Central de las Villas Cuba - UCLV. Coreeo electrónico: Luis.arenasvi@campusucc.edu.co mailto:Jaime.cabrera@campusucc.edu.oc mailto:Maritza.vivas@campusucc.edu.co mailto:mario.duarter@campusucc.edu.co mailto:Luis.arenasvi@campusucc.edu.co Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 3 Agradecimientos. A la Universidad Cooperativa de Colombia por su gestión y el compromiso con los profesores al generar los espacios pertinentes para el desarrollo y calidad en las prácticas de laboratorio de física que se orientan en las ingenierías. "En lo tocante a la ciencia, la autoridad de un millar no es superior al humilde razonamiento de una sola persona" Galileo Galilei Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 4 CONTENIDO 1. PRACTICAS DE TECNICAS DE MEDICION DE VARIABLES FISICAS 1.1. Metrología 1.2. Medición y errores 1.3. Relación lineal 1.4. Relación cuadrática 1.5. Relación inversa 2. PRACTICAS DE FISICA MECANICA 2.1. Movimiento rectilíneo uniforme “M.R.U” 2.2. Movimiento uniforme acelerado “M.U.A” 2.3. Movimiento de caída libre 2.4. Lanzamiento de proyectiles 2.5. Segunda ley de Newton 2.6. Ley de Hooke 2.7. Conservación de la energía mecánica 3. PRACTICAS DE FISICA DE ONDAS 3.1. Leyes de un péndulo simple 3.2. Leyes de un oscilador armónico simple 3.3. Ondas transversales 3.4. Ondas longitudinales y Bidimensionales 3.5. Calor especifico 3.6. Coeficiente de dilatación lineal Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 5 4. PRACTICAS DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO 4.1. Electrización por frotamiento 4.2. Líneas equipotenciales 4.3. Ley de Ohm 4.4. Circuitos de resistencias 4.5. Leyes de Kirchhoff Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 6 INTRODUCCION La Física es una ciencia destinada a encontrar las leyes que rigen el universo, por lo tanto se encarga de explicar los diversos fenómenos naturales que ocurren a nuestro alrededor. Frecuentemente estos fenómenos se dan en unas condiciones tales que su análisis directo resulta una tarea muy dispendiosa, por tal motivo se hace necesaria la reproducción del fenómeno de una manera idealizada para que el científico pueda manipular los diferentes factores que lo producen o afectan. El experimento es la experiencia científica en que se provoca deliberadamente algún cambio y se observa o interpreta su resultado con alguna finalidad cognoscitiva, aquí el desarrollo de los procesos ocurre en condiciones previamente planeadas y controladas; por lo tanto el experimento es la directriz en la búsqueda de respuestas a los problemas que se plantean al experimentador. Ésta es la razón por la cual el experimento, desde su introducción por Galileo, ha sido indispensable en el proceso de evolución de la ciencia. Cualquier curso de Física que pretenda dar una formación integral al estudiante debe permitirle realizar los análisis experimentales correspondientes, pues de otra forma difícilmente podrá llegar a la comprensión de las leyes naturales. En la mayor parte de los casos se trata de experimentos cuantitativos que requieren manejo de aparatos, observación, recolección de datos y proceso de los mismos, en otros casos se trata de experimentos que permiten observar nuestro cuerpo en acción para establecer diversos principios físicos que en él actúan. Estas prácticas se han diseñado para ayudarle a utilizar el método científico con el fin de procesar datos y obtener las leyes que rigen los fenómenos analizados. Para llegar a la ley que explica un fenómeno dado deberá efectuar mediciones, tabular datos, realizar gráficas y a partir de ellas obtener las ecuaciones y enunciados respectivos. La adopción de una metodología de investigación científica en la realización de Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 7 las prácticas en el laboratorio de física, fortalecidas por el uso y apropiación de las Tecnologías de la Información y la Comunicación “TIC” posibilitan el mejoramiento y cualificación por competencias en el proceso de enseñanza – aprendizaje (ver anexo 1) de los estudiantes, mediante el uso de páginas web, simuladores,videos, talleres, etc., que se encuentran disponibles en la web de manera gratuita para usos educativos. Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 8 COMO USAR ESTE MANUAL Este manual ha sido diseñado con el propósito de guiar al estudiante a través de un recorrido experimental por los diferentes tópicos planteados en los cursos de Técnicas de medición de variables físicas, Física Mecánica, Física de ondas y Electricidad y Magnetismo para los estudiantes de ingeniería (civil, industrial y sistemas), de tal manera que al participar activamente en la recolección, proceso, análisis y síntesis de los datos, utilizando los diferentes medios proporcionados en el manual (enlaces a páginas web, simuladores, talleres virtuales, videos, etc.), llegue por sus propios medios a verificar o a deducir los principios que rigen un fenómeno. Aquí también encontrara una breve descripción de la estructura de cada una de las prácticas y la forma de guiar al estudiante en la realización de cada una de ellas y la estructura de la presentación del informe escrito (ver anexo 2), donde se evidencie el alcance de los indicadores de competencias propuestos en cada una de las prácticas, y de esta forma el estudiante confronte modelos teóricos con la experimentación práctica (en el laboratorio). Este manual será usado por los estudiantes que se encuentran matriculados en los cursos de física que se ofrecen en los programas de ingeniería de sistemas, industrial y civil, en el cual están contempladas las practicas que ilustran la temática tratada en los curso de Física que aparecen en los microdiseños de los programas por competencias. Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 9 ESTRUCTURA DE UNA GUIA DE LABORATORIO Cada práctica de laboratorio contiene la siguiente distribución: ENCABEZADO: Consta del logo de la universidad, el nombre de la facultad y del departamento, así como la identificación del curso y el título de la práctica. Además de datos exigidos por la universidad en el formato de calidad. INDICADORES DE COMPETENCIAS: Listado de actividades que debe alcanzar el estudiante en el desarrollo de la práctica donde demuestre que adquirió las habilidades o destrezas, actitudes y conocimientos que se requieren comprender la naturaleza de un fenómeno. 1. INTRODUCCIÓN: Idea general y exacta de los diversos aspectos que compone la práctica de laboratorio. Se hacen planteamientos claros y ordenados del tema a desarrollar, de su importancia y de sus implicaciones, así como la manera de abordar el desarrollo de la temática desde sus diferentes elementos. 2. MARCO TEÓRICO: Contiene los interrogantes que el estudiante debe resolver antes de enfrentarse al desarrollo de la practica con el propósito de disciplinar al estudiante a consultar y preparar teoría por su cuenta. Se dan algunos link para que el estudiante complemente el marco teórico y se hace una pregunta control. 3. MATERIALES: Listado de equipos, materiales, reactivos y elementos a utilizar para el buen desarrollo de la práctica. Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 10 4. PROCEDIMIENTO: Pasos experimentales que se deben dar en el laboratorio para lograr los indicadores de competencia. También se encuentran tablas de datos, planteamientos y preguntas que pretenden, a través de la búsqueda de sus respuestas, encaminar al estudiante a conclusiones que lo lleven a “descubrir” y a “formular” leyes. 4.1. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO PARA TOMA DE DATOS: Explicación detallada del funcionamiento del equipo y su forma de uso para toma de datos. 4.2. TOMA DE DATOS: Explicación detallada de las actividades que debe realizar el estudiante para la toma de datos, aquí usted encontrara figura del montaje experimental y tablas las cuales debe llenar con los datos obtenidos en la práctica. Análisis de resultados: se encuentra el planteamiento de preguntas que pretenden, a través de la búsqueda de sus respuestas, encaminar al estudiante a conclusiones que lo lleven a “descubrir” y a “formular” leyes. 5. APLICACIONES: Se hace un planteamiento para que se aplique el concepto físico investigado y/o estudiado en la práctica. 6. SIMULACIÓN: Recurso disponible en la web, utilizado con fines educativos. Aperce el link de ingreso al simulador y una figura ilustrativa del mismo. Explicación del simulador: paso a paso de las partes que conforman el simulador y su forma de uso, planteamiento de preguntas que el estudiante las debe resolver mediante el uso el simulador. Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 11 BIBLIOGRAFÍA: Listado de recursos textuales que el estudiante debe utilizar para el desarrollo del informe de laboratorio. WEBGRAFIA: Listado de link de páginas de internet que el estudiante debe utilizar para el desarrollo del informe de laboratorio. Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 12 A los profesores y los estudiantes PRACTICA DE LABORATORIO – ¿QUE ES? La práctica de laboratorio es el tipo de clase que tiene como objetivos instructivos fundamentales que los estudiantes adquieran las habilidades propias de los métodos de la investigación científica, amplíen, profundicen, consoliden, realicen, y comprueben los fundamentos teóricos de la asignatura mediante la experimentación empleando los medios de enseñanza necesarios, garantizando el trabajo grupal en la ejecución de la práctica y cumpliendo con las condiciones reglamentadas (Anexo 3: reglamento de laboratorio) contempladas en este manual. Esta forma organizativa persigue objetivos muy similares a los de las clases prácticas, lo que la diferencia es la fuente de que se valen para su logro. En las prácticas de laboratorio los objetivos se cumplen a través de la realización de experiencias programadas con el apoyo de un manual. Etapas para la realización de la práctica de laboratorio: Por su esencia el proceso de realización de las prácticas de laboratorio constituye parte integrante del trabajo independiente de los estudiantes, el cual está constituido por tres etapas: • Preparación previa a la práctica – consulta marco teórico. • Realización de la práctica – trabajo en el laboratorio y trabajo con simulador. • Conclusiones de la práctica – informe de resultados. La preparación previa a la práctica se desarrolla fundamentalmente sobre la base del estudio teórico orientado por el profesor como fundamento de la práctica o consulta especificada en el marco teórico de cada guía, así como el estudio de las Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 13 técnicas de los experimentos correspondientes. El desarrollo se caracteriza por el trabajo de los estudiantes con el material de laboratorio (utensilios, instrumentos, aparatos, y reactivos), la reproducción de los fenómenos deseados, el reconocimiento de los índices característicos de su desarrollo, la anotación de las observaciones, entre otras tareas docentes, así como el uso de un simulador en cada practica para afianzar conocimientos y/o aprendizajes. Durante las conclusiones el estudiante deberá analizar los datos de la observación y arribar a las conclusiones y generalizaciones que se derivan de la práctica en cuestión, se deben presentar de forma oral o escrita. El profesor deberá tener en cuenta que el trabajo independiente en el laboratorio es muy complejo si se realiza conscientemente, por cuanto debe combinar las acciones físicas y mentales de forma paralela. Muchas veces los estudiantesse limitan a la reproducción mecánica de los pasos de la técnica del experimento. Esto en gran medida se puede evitar si el conjunto de experimentos propuestos en la técnica presupone un enfoque investigativo de los estudiantes para su realización. Este enfoque investigativo requiere de la existencia de una técnica de laboratorio tal, que en la misma no se de toda la información detallada, sino que una buena parte de dicha información debe ser extraída por el estudiante a partir del conocimiento de los objetivos del experimento. Este enfoque resume una de las posibles formas que pueda adoptar el experimento con carácter investigativo. En las prácticas de laboratorio predominan la observación y la experimentación en condiciones de laboratorio, lo que exige la utilización de métodos y procedimientos específicos para el trabajo. En relación con esto, es significativa la contribución de Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 14 los métodos y procedimientos utilizados en el desarrollo de habilidades generales de carácter intelectual y docente (observación, explicación, comparación, elaboración de informes, entre otras), y, fundamentalmente en la formación y desarrollo de destrezas y habilidades propias de cada asignatura que utilice esta forma de organización del proceso de enseñanza - aprendizaje. La preparación de las prácticas de laboratorio exige del profesor una atención especial a los aspectos organizativos, ya que su realización se basa fundamentalmente, en la actividad individual o colectiva de los alumnos de manera independiente. Al igual que en otras tipos de clases, es necesario durante su preparación tener en cuenta: Las etapas del proceso de enseñanza - aprendizaje: Motivación Orientación Ejecución Evaluación Determinar con precisión las características de la actividad de los estudiantes y las habilidades que se van a desarrollar. Garantizar las condiciones materiales que exige el cumplimiento de los objetivos propuestos. Estructura metodológica de la práctica de laboratorio. Desde el punto de vista organizativo es necesario distinguir una secuencia o un procedimiento que facilite la dirección, por el profesor, de la realización de la práctica de laboratorio, entre las que se encuentran las siguientes: Orientación de los objetivos y las tareas fundamentales a desarrollar y las técnica operatorias básicas que se utilizaran. Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 15 Distribución de materiales. Trabajo independiente de los estudiantes. Discusión colectiva de los resultados obtenidos. Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 16 1. PRÁCTICAS DE TÉCNICAS DE MEDICIÓN DE VARIABLES UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 17 FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS CURSO: TECNICAS DE MEDICION DE VARIABLES PRÁCTICA 1: METROLOGIA Código: Versión: 2.0 Fecha: 07/04/2015 INDICADORES DE COMPETENCIAS Reconoce las funciones y usos de diferentes aparatos de medición existentes en el laboratorio de física, demostrando claridad y precisión en la medición que realizan. 1. INTRODUCCIÓN Una de las competencias que debe poseer el futuro ingeniero consiste en el correcto manejo de los diferentes equipos existentes para la toma de medidas, procesamiento, análisis e interpretación de resultados que seguramente enfrentara en su vida profesional. La ciencia que comprende todos estos aspectos tanto teóricos como prácticos referentes a las mediciones e incertidumbre cualquiera que sea su naturaleza en los diferentes campos de la ciencia y de la tecnología, se denomina metrología “ciencia de la medida o la medición”. Con el desarrollo de esta práctica se espera que el futuro ingeniero reconozca y use los siguientes instrumentos de medida existentes en el laboratorio de física de la universidad cooperativa de Colombia sede Neiva. Este laboratorio brinda las herramientas necesarias que los estudiantes de ingeniería deben poseer para su futuro desarrollo en los cursos de física que el estudiante de debe enfrentar en el transcurso de la carrera. 2. MARCO TEÓRICO Consulte la definición, usos, funcionamiento, grafico, partes y aplicaciones de los siguientes instrumentos de medición. Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 18 Balanza de triple brazo Calibrador Vernier Tornillo micrométrico Regla o flexómetro y transportador Multímetro (voltímetro, amperímetro y ohmímetro) Fotocompuertas registradoras de tiempo Fuente de poder Protoboard Equipo dilatación lineal Termómetro digital Dinamómetro Sensor CassyLab Riel de aire Calorímetro Generador de vibraciones Generador de funciones Generador de vapor Contador digital Generador de Van der Graff Prensas Utilice YouTube para visualizar los diferentes instrumentos de consulta. Por ejemplo: https://www.youtube.com/watch?v=7A-hyRLZVlI https://www.youtube.com/watch?v=FjGV6ve-Nxg https://www.youtube.com/watch?v=yPYlPBaAP8Y A partir de los instrumentos consultados complete la siguiente tabla. donde LIE significa (Limite Instrumental de Error). https://www.youtube.com/watch?v=7A-hyRLZVlI https://www.youtube.com/watch?v=FjGV6ve-Nxg https://www.youtube.com/watch?v=yPYlPBaAP8Y Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 19 TABLA 1. Patrón de medida y límite instrumental de error (LIE) Instrumento Patrón de medida LIE Calibrador Vernier Tornillo Micrométrico Regla en mm Cronómetro Termómetro Dinamómetro Balanza de triple brazo Fotocompuerta registradora de tiempo Multímetro 3. MATERIALES Aparatos e instrumentos de laboratorio Balanza de triple brazo Calibrador vernier Tornillo micrométrico Regla Flexómetro Transportador Multímetro Fotocompuerta Fuente de poder Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 20 Protoboard Equipo dilatación lineal Termómetro digital Dinamómetro Sensor CassyLab Riel de aire Calorímetro Generador de vibraciones Generador de funciones Generador de vapor Contador digital Generador de Van der Graff Prensa Kit electrostática Computador Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 21 4. PROCEDIMIENTO. 4.1. TOMA DE DATOS 4.1.1. Medidas de longitud Con ayuda del calibrador Vernier, tornillo micrométrico y la regla o flexómetro tome la altura y el diámetro de los cuerpos dados por el profesor. Registre en la tabla 2 las diferentes medidas. TABLA 2. Medidas de longitud Cuerpo Altura h (mm) Diámetro d (mm) Vernier Tornillo Regla Vernier Tornillo Regla Cubo Cilindro Esfera ¿Cuál de todos los instrumentos utilizados en la tabla 2 es el más preciso?. Explique. De acuerdo o lo realizado en el laboratorio, complete la tabla 3 Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 22 TABLA 3. Definición, usos, partes y funciones Instrumento de medidas Definición usos Partes y funciones Calibrador vernier Tornillo micrométrico Flexómetro o regla 4.1.2. Medidas de tiempo Figura 1. Montaje péndulo simple Con ayuda de un cronometro o de la fotocelda registradora de tiempo, tome el tiempoque tarda un cuerpo en realizar tres oscilaciones como lo muestra la figura 1. Compare los tiempos registrados por los instrumentos, ¿Que concluye? ¿Por qué? Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 23 De acuerdo a lo anterior, complete la tabla 4 TABLA 4. Definición, usos, partes y funciones Instrumento de medidas Definición usos Partes y funciones Fotocompuerta registradora de tiempo 4.1.3. Medidas de masa y peso. Con ayuda de la balanza de triple brazo y el dinamómetro tome la masa y el peso de los cuerpos dados por el profesor, registre los datos en la tabla 5. TABLA 5. Medidas de masa y peso cuerpo Masa m (g) Peso W Gramos fuerza (gf) Newton (N) Cubo Cilindro Esfera De acuerdo o lo realizado en el laboratorio, complete la tabla 6 Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 24 TABLA 6. Definición, usos, partes y funciones Instrumento de medidas Definición usos Partes y funciones Balanza de triple brazo Dinamómetro 4.1.4. Medidas de cantidades eléctricas Con ayuda del multímetro (óhmetro) mida los valores de las resistencias dadas por el profesor, luego arme en un Protoboard el circuito mostrado en la figura 2, con ayuda de una fuente de poder suminístrele 10 voltios en la entrada y mida con el voltímetro y el amperímetro el voltaje y la intensidad de corriente que circula por el circuito. Registre los datos en la tabla 7. Figura 2. Circuito de resistencias Resistencia 1. R1 = ____________ Resistencia 2. R2 = _____________ Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 25 TABLA 7. Medida de voltaje e intensidad de corriente Resistencia R (Ω) Voltaje V (v) Intensidad de corriente I (A) De acuerdo a lo anterior, complete la tabla 8 TABLA 8. Definición, usos, partes y funciones Instrumento de medidas Definición usos Partes y funciones Multímetro Fuente de poder 4.1.5. Aparatos de laboratorio Conjunto de piezas y elementos que, montados adecuadamente, desarrollan un trabajo o función práctica y que funcionan mediante el aporte de algún tipo de energía. En el laboratorio encontramos los aparatos que se listan en la tabla 9. TABLA 9. Definición, usos, partes y funciones Aparato Definición usos Partes y función Fuente de poder Equipo dilatación lineal Termómetro digital Sensor CassyLab Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 26 Riel de aire Calorímetro Generador de vibraciones Generador de funciones Contador digital Generador de Van der Graff Kit de electrostática Computador 5. APLICACIONES 5.1. Escriba el nombre del instrumento de medida u aparto que usted utilizaría para realizar cada una de las actividades listadas en la siguiente tabla. Dé un ejemplo numérico de la cantidad física medida con su unidad correspondiente. TABLA 10. Instrumentos de medidas. Actividad Instrumento u aparato Patrón de medida - unidad Compresión de una varilla Longitud de onda Tiempo de caída de un cuerpo Temperatura de un fluido Masa de una piedra Talla de una persona Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 27 Espesor de una hoja de papel Voltaje de una red eléctrica Profundidad de un frasco Diámetro de una aguja 5.2. A partir de los aparatos e instrumentos de medición estudiados en el procedimiento (numeral 4 de la guía), con ayuda de la web busque los link de simuladores de tres equipos u aparatos estudiados en este laboratorio. Con ellos realice actividades que aprecien en el simulador y compare los resultados obtenidos con los efectuados en esta práctica. 6. SIMULACIÓN Medidas de Longitud Uso del Nonio o Calibrador Vernier Ingrese a: http://www.fismec.com/introduccion_erroresenlamedicion Realice las tres lecturas sugeridas. Uso del Palmer o Tornillo micrométrico Ingrese a: http://www.fismec.com/introduccion_erroresenlamedicion http://www.fismec.com/introduccion_erroresenlamedicion http://www.fismec.com/introduccion_erroresenlamedicion Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 28 Realice las tres lecturas sugeridas. Masa y peso. Ingrese a. http://www.fisica-quimica-secundaria-bachillerato.es/animaciones-flash- interactivas/mecanica_fuerzas_gravitacion_energia/masa_o_peso.htm Realice ensayos para notar la diferencia entre masa y peso. Si pudiera cambiar el cuerpo de 200 gramos por un cuerpo de 300 gramos ¿qué sucedería con su peso en la tierra y en la luna? ¿Qué sucedería con la masa de los cuerpos en la tierra y en la luna? ¿Cambiaría? http://www.fisica-quimica-secundaria-bachillerato.es/animaciones-flash-interactivas/mecanica_fuerzas_gravitacion_energia/masa_o_peso.htm http://www.fisica-quimica-secundaria-bachillerato.es/animaciones-flash-interactivas/mecanica_fuerzas_gravitacion_energia/masa_o_peso.htm Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 29 BIBLIOGRAFÍA YOUNG, Hugh y FREEDMAN, Roger. Física Universitaria con Física Moderna, 12a Ed., Vol 1, Pearson Educación, México, 2009. 896p. ISBN 978-607-442- 304-4. SERWAY, Raymond y JEWETT, John. Física para Ciencias e Ingeniería con Física Moderna, 7a Ed., Vol 1, Cengage Learning, México, 2009. 896p. ISBN 978-607-481-358-6. BAUER, Wolfgang y WESTFALL, Gary. Física: para Ingeniería y Ciencias con Física Moderna. 2a Ed., Vol 1, McGraw Hill Education, México, 2014. 1443p. ISBN 978-0-7-351388-1 WEBGRAFÍA Fislab.net. Laboratorio virtual de física. Tomado de http://fislab.net/. Citado el 10 de diciembre del 2015. Fismec. Página web del curso de física mecánica. Tomado de http://www.fismec.com/. Citado el 10 de diciembre del 2015. “Tiempo es la medida del movimiento entre dos instantes.” ARISTOTELES (384 a. C.-322 a. C.) fue un polímata: filósofo, lógico y científico de la Antigua Grecia. http://www.sabidurias.com/cita/es/452/aristoteles/tiempo-es-la-medida-del-movimiento-entre-dos-instantes https://es.wikipedia.org/wiki/384_a._C. https://es.wikipedia.org/wiki/322_a._C. https://es.wikipedia.org/wiki/Polimat%C3%ADa https://es.wikipedia.org/wiki/Filosof%C3%ADa https://es.wikipedia.org/wiki/L%C3%B3gico https://es.wikipedia.org/wiki/Cient%C3%ADfico https://es.wikipedia.org/wiki/Antigua_Grecia https://es.wikipedia.org/wiki/Antigua_Grecia Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 30 FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS CURSO: TECNICAS DE MEDICION DE VARIABLES PRÁCTICA 2: MEDICIÓN Y ERRORES Código: Versión: 2.0 Fecha: 07/04/2015 INDICADORES DE COMPETENCIAS Adquiere habilidad en la medición directa de longitudes con el calibrador vernier y el tornillo micrométrico, teniendo en cuenta las respectivas cifras significativas, demostrando precisión en el manejo de la propagación de errores al calcular el volumen y la densidad de diferentes cuerpos. 1. INTRODUCCIÓN Es bien sabido que la especificación de una magnitud físicamente medible requiere cuando menos de dos elementos: Un número y una unidad. Con frecuencia se menosprecia un tercer elemento que tiene la misma importancia: “indicar la confiabilidad o grado en que se puede confiar en el valor establecido y que, por lo común, se conoce como “índice de precisión”. Las mediciones nunca pueden efectuarse con precisión absoluta; las cantidades físicas obtenidas de observaciones experimentales adolecen siempre de alguna incertidumbre. 2. MARCO TEÓRICOConsulte los temas dados a continuación para la buena realización de la práctica de laboratorio: Medición, exactitud, precisión y cifras significativas Medidas directas e indirectas Clasificación de errores Error absoluto, error relativo, límite instrumental de error y error total Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 31 Propagación de errores en medidas indirectas Utilice YouTube para complementar la información teórica. https://www.youtube.com/watch?v=q0c4ySlqQKM Mencione 3 posibles errores que se puedan presentar en la toma de medida dentro del laboratorio de física, y explique por qué. ¿De los instrumentos utilizados en la medición consultados, cuales se utilizan en el laboratorio de física y qué tipo de error presentan? 3. MATERIALES Calibrador Vernier Tornillo Micrométrico Balanza Cronómetro Regla en mm Termómetro Dinamómetro Cuerpos regulares de diferentes materiales Flexómetro 4. PROCEDIMIENTO. 4.1. CALCULO DEL ERROR ABSOLUTO (LE) Determine el espesor de la mesa de trabajo, tomando la medida en cinco partes diferentes, utilizando la regla en mm y el calibrador Vernier. Registre los datos en la tabla 1. TABLA 1. Medida del espesor de la mesa https://www.youtube.com/watch?v=q0c4ySlqQKM Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 32 Medida Regla en mm Vernier mm 1 2 3 4 5 Observe los valores encontrados para determinar si se hace necesario calcular el LEE (Limite de Error Estadístico), en caso positivo realice otras cuatro medidas. Determine ahora el error total (o absoluto) LE para cada caso: Regla en mm LE = _____________ Vernier LE = _____________ Exprese para cada caso el resultado de la medida del espesor e interpretando el resultado: Regla en mm e = _________________ Vernier e = _________________ Ahora determine el diámetro d del balín utilizando el tornillo micrométrico, expresando los resultados en la tabla 2 TABLA 2. Diámetro del balín Medida (mm) 1 2 3 4 5 Valor Determine el error total (o absoluto) LE = ___________ Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 33 Exprese el resultado de la medición: diámetro del balín d = ________________ 4.2. PROPAGACION DE ERRORES Use la balanza de triple brazo para determinar la masa de los cuerpos suministrados, determinando el error total (o absoluto) LE en cada caso. Registre los datos en la tabla 3: TABLA 3. Masa de los cuerpos Cuerpo Material Valor medido (g) LE Cubo Esfera Cilindro 1 Cilindro 2 Ahora mida las dimensiones de los cuerpos, usando el instrumento más adecuados para cada caso, y registre los datos en la tabla 4: TABLA 4. Dimensiones de los cuerpos Cuerpo Instrumento Altura L (cm) Diámetro d (cm) Cubo Esfera Cilindro 1 Cilindro 2 Calcule ahora la densidad de los cuerpos y el error asociado a ella. Registre los Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 34 datos en la tabla 5. TABLA 5. Densidad de los materiales Cuerpo Material Densidad ᵟ (g/cm 3 ) * 100 % Cubo Esfera Cilindro 1 Cilindro 2 Tenga en cuenta que: Densidad m V Volumen cilindro 2 4 d L V Volumen esfera 3 6 d V Volumen cubo 3LV Exprese las medidas de las densidades utilizando los intervalos de confianza. 5. APLICACIONES 5.1. Cómo se relacionan la exactitud y la precisión con el error?. 5.2. Consulte en un libro las densidades teóricas de los materiales de los cuerpos utilizados en el experimento y compare dichos valores con los encontrados. Qué concluye?. Calcule el error porcentual asociado a la medición. 5.3. Suponga que se ha medido el largo y el ancho de la mesa de trabajo en Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 35 el laboratorio con una regla graduada en mm y se encontraron valores de 256,35 cm y 134,6 cm respectivamente. Con este valor y el obtenido del espesor medido con el calibrador vernier, determine el volumen de la lámina de la mesa. Tenga en cuenta la propagación de error. 5.4. Se quiere construir un andén alrededor de una alberca que mide (12 ± 0,1) m de ancho por (20,0 ± 0,2) m de largo. Si las medidas del andén son (1,10 ± 0,01) m de ancho por (15 ± 0,2) cm de espesor, ¿qué volumen de concreto se necesita y cuál es la incertidumbre aproximada de este volumen? 6. SIMULACIÓN En el siguiente enlace encontrará un video en el que se desarrollan los conceptos básicos de cifra significativa, precisión, exactitud, sesgo, e incertidumbre. https://www.youtube.com/watch?v=-KsfWQuASwY A partir del video responda: ¿Qué diferencia hay entre precisión y exactitud? ¿Cuándo un valor numérico es más preciso? ¿Qué relación tiene la respuesta anterior con las cifras significativas? ¿Mencione dos características de cifras significativas? ¿Qué utilidad tienen los conceptos de sesgo e incertidumbre en la vida real? BIBLIOGRAFÍA YOUNG, Hugh y FREEDMAN, Roger. Física Universitaria con Física Moderna, https://www.youtube.com/watch?v=-KsfWQuASwY Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 36 12a Ed., Vol 1, Pearson Educación, México, 2009. 896p. ISBN 978-607-442- 304-4. SERWAY, Raymond y JEWETT, John. Física para Ciencias e Ingeniería con Física Moderna, 7a Ed., Vol 1, Cengage Learning, México, 2009. 896p. ISBN 978-607-481-358-6. BAUER, Wolfgang y WESTFALL, Gary. Física: para Ingeniería y Ciencias con Física Moderna. 2a Ed., Vol. 1, McGraw Hill Education, México, 2014. 1443p. ISBN 978-0-7-351388-1 WEBGRAFÍA Fislab.net. Laboratorio virtual de física. Tomado de http://fislab.net/. Citado el 10 de diciembre del 2015. Fismec. Página web del curso de física mecánica. Tomado de http://www.fismec.com/. Citado el 10 de diciembre del 2015. Youtube. Conceptos básicos: cifra significativa, precisión, exactitud, incertidumbre y sesgo. Tomado de https://www.youtube.com/watch?v=-KsfWQuASwY. Citado el 10 de diciembre del 2015. “No hay nada nuevo por descubrir en la física actualmente. Lo único que queda es tener mediciones más precisas” 1824-1907. WILLIAM THOMSON. Físico y matemático británico. Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 37 FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS CURSO: TECNICAS DE MADECION DE VARIABLES PRÁCTICA 3: RELACIÓN LINEAL Código: Versión: 2.0 Fecha: 07/04/2015 INDICADORES DE COMPETENCIAS Identifica las características de dos cantidades físicas en relación lineal determinando correctamente su modelo matemático, adquiriendo habilidad en la toma de datos experimentales y en la obtención de la respectiva ecuación entre las variables que intervienen. 1. INTRODUCCIÓN El trabajo experimental en el laboratorio de Física no se limita solamente a la medida de una propiedad o cantidad física, gran parte de él se dedica al estudio de la forma en que varía una cantidad como resultado del cambio de otra, esto es, a determinar la forma en que dependen las variables que intervienen en un fenómeno dado. Los datos recolectados en el laboratorio se confrontan para tener una mejoridea del fenómeno analizado; esta confrontación determina gráficas a partir de las cuales se consigue información valiosa para el diseño de leyes que expliquen dicho fenómeno. 2. MARCO TEÓRICO Consulte los temas dados a continuación para la buena realización de la práctica de laboratorio. Obtención de la ecuación de una recta forma pendiente-intercepto. Proporcionalidad directa. Elasticidad y deformación de un resorte Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 38 Proporcionalidad y ecuación que relaciona las variables Fuerza y deformación del resorte. Ley de Hooke. Visite el siguiente Link para profundizar acerca de la relación lineal entre dos variables físicas. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cursoJava/numerico/regresion/regresion.htm La siguiente tabla muestra la constante K del resorte y la deformación que sufre cuando se le colocan diferentes pesos. Grafique la fuerza en función de la deformación del resorte y encuentre la ecuación que relaciona las dos variables, ¿qué significa físicamente la pendiente de éste gráfico, y compárela con la constante K del resorte? De acuerdo a lo consultado en el marco teórico qué tipo de relación existe entre las dos variables. TABLA 1. Deformación de un resorte DEFORMACIÓN x (m) FUERZA K ( F = mg) (Newton) (N/m) 0 0 0.035 0.98 28.00 0.07 1.96 28.00 0.11 2.94 26.73 0.14 3.92 28.00 0.18 4.9 27.22 3. MATERIALES Soporte Nuez Varilla http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cursoJava/numerico/regresion/regresion.htm Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 39 Resortes Juego de pesas Regla en mm Computador 4. PROCEDIMIENTO. 4.1. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO PARA TOMA DE DATOS. La figura 1, muestra el dispositivo a utilizar para encontrar la relación existente entre la fuerza aplicada a un resorte y su respectiva deformación a medida que se le agregan masas y con ello determinar experimentalmente la ley de Hooke. Figura 1. Montaje Ley de Hooke. Para tal fin se cuelgan pesas en el extremo inferior del resorte (muelle) sujeto por el extremo superior, el resorte se alarga y los alargamientos son, siempre y cuando no se sobrepasen el límite de elasticidad, proporcionales a las fuerzas aplicadas Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 40 4.2. TOMA DE DATOS 4.2.1. Relación entre fuerza y la deformación del resorte. Realice el montaje de acuerdo con la figura 2, Teniendo cuidado que el resorte quede en posición vertical y mida la longitud del resorte suspendido ( el resultado será longitud inicial ) Lo:________. Luego suspenda una pesa de 50gf, deje que el sistema masa-resorte alcance el reposo, tome la longitud final del resorte y registre el resultado L: _______. Determine la deformación producida en el resorte por la pesa, d: ________ FIGURA 2. Sistema masa-resorte Repita el proceso variando las pesas suspendidas y registre los datos en la tabla 2. Considere como variables fuerza aplicada “F” (pesa suspendida) y deformación producida “d”. Complete la última columna de la tabla 2. Qué se puede concluir de ella?. Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 41 TABLA 2. Fuerza y deformación Fuerza F (gf) Longitud final L (cm) Deformación d (cm) Análisis de resultados Con ayuda de Excel elabore un gráfico de variable fuerza en función de deformación y obtenga la ecuación que relaciona a las variables en consideración (F Vs d). ¿Cuál es la curva más representativa? Seleccione la región donde se observe una nube de puntos alineados y realice en ella el siguiente análisis: Existe algún tipo de proporcionalidad entre las variables? Cuál? Por qué? En la ecuación encontrada reemplace el valor de la pendiente por “K”, y llámela constante del resorte. Establezca un enunciado que relacione las variables en consideración y que involucre la ecuación obtenida. Qué significado físico tiene la pendiente obtenida? Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 42 5. APLICACIONES 5.1. Observando la gráfica describa el proceso de deformación del resorte. Obedeció la ley de Hooke? Por qué? 5.2. De acuerdo a lo analizado en el laboratorio cuando se puede afirmar que dos magnitudes están en relación directa?. Explique 6. SIMULACIÓN Ingresa a: http://www.educaplus.org/play-119-Ley-de-Hooke.html Explicación del simulador Con ayuda del simulador encuentre la constante de elasticidad del resorte K y describa el comportamiento del resorte al variar la masa suspendida de él. http://www.educaplus.org/play-119-Ley-de-Hooke.html Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 43 BIBLIOGRAFÍA YOUNG, Hugh y FREEDMAN, Roger. Física Universitaria con Física Moderna, 12a Ed., Vol 1, Pearson Educación, México, 2009. 896p. ISBN 978-607-442- 304-4. SERWAY, Raymond y JEWETT, John. Física para Ciencias e Ingeniería con Física Moderna, 7a Ed., Vol 1, Cengage Learning, México, 2009. 896p. ISBN 978-607-481-358-6. BAUER, Wolfgang y WESTFALL, Gary. Física: para Ingeniería y Ciencias con Física Moderna. 2a Ed., Vol 1, McGraw Hill Education, México, 2014. 1443p. ISBN 978-0-7-351388-1 WEBGRAFÍA Fislab.net. Laboratorio virtual de física. Tomado de http://fislab.net/. Citado el 10 de diciembre del 2015. Fismec. Página web del curso de física mecánica. Tomado de http://www.fismec.com/. Citado el 10 de diciembre del 2015. Educaplus. Ley de Hooke. Tomado de http://www.educaplus.org/play-119-Ley-de- Hooke.html. Citado el 10 de diciembre del 2015. “El gran libro de la naturaleza está escrito en símbolos matemáticos” 1564-1642. GALILEO GALIELI. Astrónomo, filósofo, ingeniero, matemático y físico italiano Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 44 FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS CURSO: TECNICAS DE MEDICION DE VARIABLES PRÁCTICA 4: RELACIÓN CUADRATICA Código: Versión: 2.0 Fecha: 07/04/2015 INDICADORES DE COMPETENCIAS Determina las características que rigen el modelamiento de las medidas de dos cantidades físicas en relación cuadrática adquiriendo habilidad en la toma de datos experimentales y en la obtención de la respectiva relación entre ellas. 1. INTRODUCCIÓN El trabajo experimental en el laboratorio de Física no se limita solamente a la medida de una propiedad o cantidad física, gran parte de él se dedica al estudio de la forma en que varía una cantidad como resultado del cambio de otra, esto es, a determinar la forma en que dependen las variables que intervienen en un fenómeno dado. Los datos recolectados en el laboratorio se confrontan para tener una mejor idea del fenómeno analizado; esta confrontación determina gráficas a partir de las cuales se consigue información valiosa para el diseño de leyes que expliquen dicho fenómeno. En esta práctica de laboratorio usted comprenderá la dependencia entre dos magnitudes físicas cuando están relacionadas cuadráticamente, es decir la proporcionalidad entre ellas viene dada por la función cuadrática. 2. MARCO TEÓRICO Consulte los temas dados a continuación para la buena realización de la práctica de laboratorio. Función cuadrática (características, ecuación y grafica) Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 45 Proporcionalidad cuadrática. Péndulo simple – características del péndulo simple. Ecuación que relaciona el periodo del péndulo con la longitud Visite elsiguiente Link para profundizar acerca de la relación cuadrática entre dos variables. http://www.profesorenlinea.cl/matematica/funcion_cuadratica.html Desde la superficie de la mesa de laboratorio se lanza horizontalmente una canica. La expresión que describe el movimiento vertical de la canica con respecto al tiempo es Y = -5t2 Donde y es la posición vertical y t es el tiempo. Con esta información realice la gráfica de la posición vertical del proyectil como función del tiempo, para ello complete la tabla 1. TABLA 1. Movimiento de un proyectil Tiempo t (s) Posición vertical Y (m) 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 ¿Qué trayectoria describe este movimiento?. 3. MATERIALES http://www.profesorenlinea.cl/matematica/funcion_cuadratica.html Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 46 Soporte Nuez Varilla Hilo Juego de pesas Flexómetro Cronometro 4. PROCEDIMIENTO. 4.1. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO PARA TOMA DE DATOS. La figura 1, muestra el dispositivo a utilizar para encontrar la relación existente entre la longitud de un péndulo simple y su periodo de oscilación y con ello determinar experimentalmente la ecuación que relaciona las dos variables. Figura 1. Montaje experimental – Péndulo simple Para tal fin se varía la longitud del hilo y se toma el tiempo para cada longitud. Para calcular el periodo de oscilación se efectuaran 10 oscilaciones y se tomara el tiempo en efectuar estas oscilaciones (T = tiempo en dar 10 oscilaciones / número de oscilaciones). Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 47 4.2. TOMA DE DATOS 4.2.1. Relación entre longitud y periodo de un péndulo simple Realice el montaje de acuerdo con la figura 2, Teniendo cuidado que el péndulo quede en posición vertical y tome la longitud del hilo igual a 10 cm, produzca las 10 oscilaciones y tome el tiempo en efectuar este movimiento. Figura 2. Sistema masa-resorte Repita este procedimiento variando la longitud de 10 en 10 cm y registre los datos obtenidos en la tabla 2. Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 48 Tabla 2. Periodo y longitud de un péndulo simple. Longitud L (cm) Periodo T (s) Análisis de resultados. Con ayuda de Excel elabore un gráfico de longitud en función del periodo de oscilación (L Vs T). ¿Cuál es la curva más representativa? ¿Qué tipo de proporcionalidad existe entre las variables longitud y periodo?, ¿Por qué? En la ecuación obtenida reemplace las variables en términos de las variables estudiadas en la práctica. Establezca un enunciado que relacione las variables en consideración y que involucre la ecuación obtenida. 5. APLICACIONES 5.1. Dadas la tabla resolver las preguntas 1, 2, 3 y 4. Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 49 Tabla 3. Movimiento de un auto. Tiempo t (s) Posición x (m) 2,0 3,9 4,0 16,0 6,0 36,2 8,0 64,3 10,0 99,8 12,0 144,4 14,0 195,6 1. Graficar en papel milimetrado x vs t. ¿Qué curva obtuvo? 2. Halle la ecuación que relaciona a x con t, si es necesario linealice. 3. Halle x si t = 24 s. 4. Halle t si x = 100 m. 6. SIMULACIÓN Ingresa a: http://www.fismec.com/ovas/pendulo.html http://www.fismec.com/ovas/pendulo.html Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 50 CRÉDITOS: Este simulador fue desarrollado en el proyecto un Objeto Virtual de Aprendizaje (OVA) – M.A.S y sus aplicaciones - Universidad Cooperativa de Colombia Copyright © 2012 Universidad Cooperativa de Colombia. - http://www.fismec.com/ovas/pendulo.html Explicación del simulador Elija la opción Periodo y Longitud en la parte superior de la animación. Fije el número de oscilaciones en 10, la longitud del péndulo 20 cm, masa de 500 kg y haz clic en el botón play para iniciar la animación. Registre el tiempo de oscilación y con el calcule el periodo. Repita el proceso anterior para diferentes longitudes. Escriba dos conclusiones. Explique qué sucede si se cambia la masa de oscilación de 500 kg por una de 250 kg. BIBLIOGRAFÍA YOUNG, Hugh y FREEDMAN, Roger. Física Universitaria con Física Moderna, 12a Ed., Vol 1, Pearson Educación, México, 2009. 896p. ISBN 978-607-442- 304-4. SERWAY, Raymond y JEWETT, John. Física para Ciencias e Ingeniería con Física Moderna, 7a Ed., Vol 1, Cengage Learning, México, 2009. 896p. ISBN 978-607-481-358-6. BAUER, Wolfgang y WESTFALL, Gary. Física: para Ingeniería y Ciencias con Física Moderna. 2a Ed., Vol 1, McGraw Hill Education, México, 2014. 1443p. ISBN 978-0-7-351388-1 http://www.fismec.com/ovas/pendulo.html Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 51 WEBGRAFÍA Fislab.net. Laboratorio virtual de física. Tomado de http://fislab.net/. Citado el 10 de diciembre del 2015. Fismec. Página web del curso de física mecánica. Tomado de http://www.fismec.com/. Citado el 10 de diciembre del 2015. Educaplus. Ley de Hooke. Tomado de http://www.educaplus.org/play-119-Ley-de- Hooke.html. Citado el 10 de diciembre del 2015. “Yo hubiese podido obtener una brillante formación matemática, sin embargo, pase la mayor parte de mi tiempo en el laboratorio de Física fascinado por el contacto directo con la experiencia”. ALBERT EINSTEIN Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 52 FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS CURSO: TECNICAS DE MEDICION DE VARIABLES PRÁCTICA 5: RELACIÓN INVERSA Código: Versión: 2.0 Fecha: 07/04/2015 INDICADORES DE COMPETENCIAS Reconoce las características que rigen el comportamiento de dos magnitudes físicas que están en relación inversa, determinando correctamente su modelo matemático, adquiriendo habilidad en la toma de datos experimentales y en la obtención de la respectiva relación entre las dos variables que intervienen. 1. INTRODUCCIÓN El trabajo experimental en el laboratorio de Física no se limita solamente a la medida de una propiedad o cantidad física, gran parte de él se dedica al estudio de la forma en que varía una cantidad como resultado del cambio de otra, esto es, a determinar la forma en que dependen las variables que intervienen en un fenómeno dado. Los datos recolectados en el laboratorio se confrontan para tener una mejor idea del fenómeno analizado; esta confrontación determina gráficas a partir de las cuales se consigue información valiosa para el diseño de leyes que expliquen dicho fenómeno. En esta práctica de laboratorio usted comprenderá la dependencia entre dos magnitudes físicas cuando están relacionadas inversamente, es decir la proporcionalidad entre ellas viene dada por la función inversa. 2. MARCO TEÓRICO Consulte los temas dados a continuación para la buena realización de la práctica de laboratorio. Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 53 Función inversa (características, ecuación y grafica) Relación corriente y resistencia manteniendo constante el voltaje aplicado. Ecuación que relaciona la intensidad de corriente y la magnitud de resistencia. Visite el siguiente Link para profundizar acerca de la relación inversa entre dos variables. http://www.zweigmedia.com/MundoReal/calctopic1/inverses.html 3. MATERIALES Fuente de voltaje Resistencias (8 menores de 1000 Ohm) Multímetro Protoboard Computador 4. PROCEDIMIENTO. 4.1. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO PARA TOMA DE DATOS. Realice el montaje indicado enla figura 1, teniendo en cuenta que la diferencia de potencial entre los terminales de la resistencia sea siempre de 6V. Registre en la tabla 1 el valor medido de la resistencia y el valor observado de intensidad de corriente a través de ella. Repita este proceso cambiando secuencialmente la resistencia por las suministradas. Complete la última columna. Compare estos valores con el valor de la diferencia de potencial de la resistencia. http://www.zweigmedia.com/MundoReal/calctopic1/inverses.html Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 54 Figura 1. Montaje de la práctica TABLA 1. Intensidad y resistencia Resistencia Eléctrica R (Ω) Intensidad De Corriente I (mA) R * I ( Ω * A) ¿Qué ocurre con la intensidad de corriente cuando la resistencia eléctrica crece? Y ¿cuándo decrece? ¿Qué se puede concluir de los resultados de la tercera columna de la tabla 1? Utilice Excel y elabore un gráfico de intensidad de corriente en función de Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 55 magnitud de resistencia ( I Vs R). Determine la ecuación que relaciona la intensidad de corriente con la magnitud de resistencia, aprecie el coeficiente de correlación y concluya. ¿Cuál es el significado de la constante en la ecuación anterior?. Compare el valor de “V” con los valores de la tercera columna de la tabla 1. ¿Qué concluye? El comportamiento observado permite afirmar que entre las variables en consideración existe una relación inversa, generalice este resultado para establecer cuándo existe relación inversa entre dos variables. Establezca un enunciado que relacione las variables consideradas y explique el fenómeno observado. (Ley de Ohm) 5. APLICACIONES 5.1. La siguiente tabla muestra los valores obtenidos de masa y aceleración de un cuerpo al cual se le aplica una fuerza constante de 24 Newtons. TABLA 2. Resultados de masa y aceleración m (kg) 1 3 4 5 6 7 8 9 10 a (m/s2 ) 24 8 6 4.8 4 3.43 3 2.66 2.4 A partir de los datos obtenidos en la tabla 2, encuentre: Con ayuda de Excel grafique la aceleración vs masa. (a vs m). Linealice si es necesario. ¿Qué tipo de relación existe entre las dos variables? La ecuación que relaciona las variables aceleración y masa. El comportamiento observado permite afirmar que entre las variables en consideración existe una relación inversa, generalice este resultado para establecer cuándo existe relación inversa entre dos variables. 5.2. Un coche, a 90 km/h, hace un recorrido en 5 horas. ¿Cuánto tiempo ganaría si aumentara su velocidad en10 km/h? Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 56 6. SIMULACIÓN Ingrese al siguiente link: (Simulador de circuitos electrónicos) https://phet.colorado.edu/sims/circuit-construction-kit/circuit-construction-kit-dc_es.jnlp El simulador consiste en un kit de construcción de circuitos de corriente continua, cuyo funcionamiento es muy intuitivo. Practique un tiempo para que se familiarice con las herramientas suministradas. Ensamble un circuito como el mostrado en esta página. Puede trabajar con bombillos o con resistencias. Al trabajar con bombillos realice algunas observaciones cualitativas y regístrelas. Obtenga una tabla de datos que ilustre el comportamiento de la intensidad de la corriente eléctrica que atraviesa una resistencia manteniendo constante la diferencia de potencial entre sus terminales. Repita el proceso para 6 resistencias de diferentes valores. En cada caso describa el proceso seguido para obtener la información. Procese los datos, obtenga la gráfica de intensidad de corriente en función de las resistencias, encuentre la ecuación y tipo de relación entre las variables I y R. Monte el siguiente circuito: https://phet.colorado.edu/sims/circuit-construction-kit/circuit-construction-kit-dc_es.jnlp Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 57 BIBLIOGRAFÍA YOUNG, Hugh y FREEDMAN, Roger. Física Universitaria con Física Moderna, 12a Ed., Vol 1, Pearson Educacion, México, 2009. 896p. ISBN 978-607-442-304-4. SERWAY, Raymond y JEWETT, John. Física para Ciencias e Ingeniería con Física Moderna, 7a Ed., Vol 1, Cengage Learning, México, 2009. 896p. ISBN 978-607- 481-358-6. BAUER, Wolfgang y WESTFALL, Gary. Física: para Ingeniería y Ciencias con Física Moderna. 2a Ed., Vol 1, McGraw Hill Education, México, 2014. 1443p. ISBN 978-0-7- 351388-1 WEBGRAFÍA Fislab.net. Laboratorio virtual de física. Tomado de http://fislab.net/. Citado el 10 de diciembre del 2015. Fismec. Página web del curso de física mecánica. Tomado de Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 58 http://www.fismec.com/. Citado el 10 de diciembre del 2015. Phet. Simulador de circuitos electrónicos. Tomado de https://phet.colorado.edu/sims/circuit-construction-kit/circuit-construction-kit- dc_es.jnlp. Citado el 10 de diciembre del 2015. “El único objetivo de la física teórica es calcular resultados que se puedan comparar con la experiencia…Es totalmente innecesario que deba darse una descripción satisfactoria del curso completo de los fenómenos”. 1902-1984. PAUL DIRAC. Físico Ingles. https://phet.colorado.edu/sims/circuit-construction-kit/circuit-construction-kit-dc_es.jnlp https://phet.colorado.edu/sims/circuit-construction-kit/circuit-construction-kit-dc_es.jnlp Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 59 2. PRÁCTICAS DE FÍSICA MECÁNICA UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 60 FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS CURSO: FISICA MECANICA PRÁCTICA 1: MOVIMIENTO RECTILINEO UNIFORME Código: Versión: 2.0 Fecha: 07/04/2015 INDICADORES DE COMPETENCIAS Determina las características del movimiento rectilíneo uniforme (MRU), estableciendo correctamente los modelos matemáticos entre las cantidades cinemáticas, adquiriendo habilidad en la toma de datos experimentales y en la obtención de las respectivas relaciones entre distancia, velocidad y aceleración en función del tiempo. 1. INTRODUCCIÓN Una de las observaciones elementales que nos proporciona la experiencia es la de que los objetos del mundo real parecen estar en un estado permanente de movimiento relativo. La rama de la MECÁNICA que se ocupa de la descripción del movimiento de los cuerpos, llamada Cinemática, pretende establecer las relaciones entre posición-tiempo, velocidad-tiempo y aceleración-tiempo, además de clasificar el movimiento descrito. De todos los movimientos de la naturaleza, el más sencillo es el que ocurre en una trayectoria recta; dentro de esta clase tenemos el movimiento rectilíneo uniforme MRU. 2. MARCO TEÓRICO Consulte los temas dados a continuación para la buena realización de la práctica de laboratorio. Marco de referencia, posición, desplazamiento y trayectoria Rapidez media, velocidad media y velocidad instantánea Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 61 Aceleración media y aceleración instantánea Características del movimiento rectilíneo uniforme MRU Visite el Link para profundizar acerca el movimiento en línea recta con velocidad constante. https://www.youtube.com/watch?v=e5R- DxQHq0w&index=7&list=PLgeh_RfSoZhL37s66DApcXjgsgFRzncfa https://www.youtube.com/watch?v=lSpG06OmZFQ&list=PLgeh_RfSoZhL37s66 DApcXjgsgFRzncfa&index=8 Demuestre que la velocidadde un cuerpo que se mueve recorriendo espacios iguales en tiempos iguales en constante. Físicamente qué significa la pendiente del gráfico posición en función del tiempo para un cuerpo que pose MRU. 3. MATERIALES Sensor-CASSY CASSY Lab 2 Unidad Timer o Timer S Carril Carro para carril Masa de Newton 5 g Imán de retención Rueda de radio multiuso Sedal de pesca Cable de conexión, 6 polos Par de cables, Rojo y Azul Computador 4. PROCEDIMIENTO. 4.1. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO PARA TOMA DE DATOS. Aquí se estudiara el movimiento de un cuerpo que se desplaza en línea recta conservando su velocidad que se transmite mediante un hilo delgado sobre una rueda de radios. La rueda de radios sirve como una polea de fácil movimiento y a https://www.youtube.com/watch?v=e5R-DxQHq0w&index=7&list=PLgeh_RfSoZhL37s66DApcXjgsgFRzncfa https://www.youtube.com/watch?v=e5R-DxQHq0w&index=7&list=PLgeh_RfSoZhL37s66DApcXjgsgFRzncfa https://www.youtube.com/watch?v=lSpG06OmZFQ&list=PLgeh_RfSoZhL37s66DApcXjgsgFRzncfa&index=8 https://www.youtube.com/watch?v=lSpG06OmZFQ&list=PLgeh_RfSoZhL37s66DApcXjgsgFRzncfa&index=8 Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 62 la vez para medir el recorrido, la velocidad y la aceleración del movimiento. Figura 1. Montaje mecánico En la figura 1, la rueda de radios multiuso sirve simultáneamente como polea de desvío y como generador de señales. Para tal fin la rueda de radios se sujeta a la barrera luminosa multiuso que está conectada a la entrada E de la unidad Timer conectada a su vez a la entrada A del Sensor-CASSY. Cada radio interrumpe la barrera luminosa y con ello causa que en cada centímetro se emita una señal al Sensor-CASSY. El imán de retención debe ser alimentado con la tensión de salida S del Sensor-CASSY. Esta se desconecta simultáneamente con el inicio de la medición de tiempo desde el Sensor-CASSY. 4.2. TOMA DE DATOS 4.2.1. Movimiento Rectilíneo Uniforme – M.R.U. Realice un montaje de acuerdo con la figura 2, Teniendo cuidado que el riel quede completamente horizontal, esto con el fin de que el carro no quede acelerado en ninguna dirección al ser liberado y ajuste al mínimo la tensión del imán de retención de tal manera que el carro todavía quede sujeto. Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 63 Figura 2. Montaje experimental Defina el punto cero del recorrido (→ 0 ← en Ajustes sA1) e inicie la medición con el cronómetro que aparece en la barra de menú del programa (el carro arranca) y registre la medición obtenida por el programa CASSY que se detiene automáticamente después de un número prefijado de flancos. Con estos datos llene la tabla 1. TABLA 1. Movimiento Rectilíneo Uniforme de un cuerpo Posición x (m) Tiempo t (s) Velocidad V (m/s) javascript:void(0); Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 64 Análisis de resultados. Utilice Excel para representar la gráfica y obtener la ecuación de la posición en función del tiempo. ¿Qué tipo de curva obtuvo? ¿Qué la relación existe entre las variables? ¿Por qué? ¿Cuál es significado físico de la pendiente de la gráfica posición vs. Tiempo y cuáles son sus unidades? Utilice Excel para representar la gráfica y obtener la ecuación de la velocidad en función del tiempo. ¿Qué tipo de curva obtuvo? ¿Qué la relación existe entre las variables? ¿Por qué? Determine, aproximadamente, el área bajo la curva del gráfico velocidad contra tiempo y compárela con la distancia total recorrida por el móvil. Qué concluye? 5. APLICACIONES 5.1. Cuando podemos asegurar que un cuerpo posee movimiento rectilíneo uniforme. Escriba tres ejemplos de la vida cotidiana. 5.2. La gráfica muestra el movimiento de un cuerpo, a partir de ella describa con sus propias palabras el movimiento del cuerpo y trace la gráfica de velocidad contra tiempo. Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 65 5.3. El velocímetro de un automóvil tiene también un odómetro que registra la distancia recorrida. a. Si la lectura del odómetro es cero al comienzo de un viaje y 35 km media hora más tarde, ¿Cuál es la rapidez promedio? b. ¿Sería posible alcanzar esta rapidez promedio sin que la indicación del velocímetro exceda a 70 km/h? 5.4. Si un guepardo es capaz de mantener una rapidez constante de 25 m/s, recorrerá 25 metros cada segundo. En estas condiciones, ¿Qué distancia recorre en 10 segundos? ¿en 1 minuto? 5.5. El velocímetro de un auto que viaja hacia el norte indica 60 km/h. el vehículo adelanta a otro auto que viaja hacia el sur a 60 km/h. ¿Tiene ambos vehículos la misma rapidez? ¿Tienen la misma velocidad? 6. SIMULACIÓN Ingresa a: http://www.educaplus.org/play-350-Movimiento-rectil%C3%ADneo- uniforme.html http://www.educaplus.org/play-350-Movimiento-rectil%C3%ADneo-uniforme.html http://www.educaplus.org/play-350-Movimiento-rectil%C3%ADneo-uniforme.html Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 66 Explicación del simulador Control de posición del cuerpo Control de velocidad del cuerpo Control aceleración del cuerpo Control botones de comenzar y reiniciar Fije con ayuda de las barras de desplazamiento en los cuadros de posición y velocidad una posición -40 m y una velocidad de 5 m/s, comience el movimiento del cuerpo haciendo clic en el control de botones en comenzar y registre los datos de posición, velocidad y tiempo dados por el simulador en la siguiente tabla 2. TABLA 2. Registros a partir de la simulación. Posición Velocidad tiempo Con los datos de la tabla 2 y apoyado en Excel realice las gráficas de posición contra tiempo y velocidad contra tiempo y obtenga sus respectivas ecuaciones. ¿Qué tipo de curva se obtuvo? ¿Qué relación existe entre posición y tiempo? Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 67 ¿Qué relación existe entre velocidad y tiempo? Según la ecuación obtenida a partir del grafica posición contra tiempo que significado físico tiene la pendiente y cuáles son sus unidades. Calcule el área bajo la curva de velocidad contra tiempo. ¿Qué cantidad física representa y cuáles son sus unidades? BIBLIOGRAFÍA YOUNG, Hugh y FREEDMAN, Roger. Física Universitaria con Física Moderna, 12a Ed., Vol 1, Pearson Educacion, México, 2009. 896p. ISBN 978-607-442- 304-4. SERWAY, Raymond y JEWETT, John. Física para Ciencias e Ingeniería con Física Moderna, 7a Ed., Vol 1, Cengage Learning, México, 2009. 896p. ISBN 978-607-481-358-6. BAUER, Wolfgang y WESTFALL, Gary. Física: para Ingeniería y Ciencias con Física Moderna. 2a Ed., Vol 1, McGraw Hill Education, México, 2014. 1443p. ISBN 978-0-7-351388-1 WEBGRAFÍA Fislab.net. Laboratorio virtual de física. Tomado de http://fislab.net/. Citado el 10 de diciembre del 2015. Fismec. Página web del curso de física mecánica. Tomado de http://www.fismec.com/. Citado el 10 de diciembre del 2015. Educaplus. Movimiento rectilíneo uniforme. Tomado de Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 68 http://www.educaplus.org/play-350-Movimiento-rectil%C3%ADneo- uniforme.html. Citado el 10 de diciembre del 2015. “Movimiento es el paso de la potencia al acto.” ARISTÓTELES 384-322 A.C. Filósofo, lógico y científico de la Antigua Grecia. Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 69 FACULTAD DE INGENIERÍA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS CURSO: FISICA MECANICA PRÁCTICA 2: MOVIMIENTOUNIFORME ACELERADO Código: Versión: 2.0 Fecha: 07/04/2015 INDICADORES DE COMPETENCIAS Determina las características del movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MUA), determinando correctamente los modelos matemáticos entre las cantidades cinemáticas, adquiriendo habilidad en la toma de datos experimentales y en la obtención de las respectivas relaciónes entre distancia, velocidad y aceleración en función del tiempo. 1. INTRODUCCIÓN Una de las observaciones elementales que nos proporciona la experiencia es la de que los objetos del mundo real parecen estar en un estado permanente de movimiento relativo. La rama de la MECANICA que se ocupa de la descripción del movimiento de los cuerpos, la Cinemática, pretende establecer las relaciones entre posición-tiempo, velocidad-tiempo y aceleración-tiempo además de clasificar el movimiento descrito. De todos los movimientos de la naturaleza, el más sencillo es el que ocurre en una trayectoria recta; dentro de esta clase tenemos el movimiento uniformemente acelerado MUA. 2. MARCO TEÓRICO Consulte los temas dados a continuación para la buena realización de la práctica de laboratorio. Rapidez media, velocidad media y velocidad instantánea Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 70 Aceleración media y aceleración instantánea Características del movimiento uniformemente acelerado Visite el Link para profundizar acerca del movimiento uniformemente acelerado. https://www.youtube.com/watch?v=EzYod9bmMBc&index=12&list=PLgeh_ RfSoZhL37s66DApcXjgsgFRzncfa https://www.youtube.com/watch?v=3N75gtPsRD4&index=13&list=PLgeh_Rf SoZhL37s66DApcXjgsgFRzncfa Demuestre que la velocidad final de un cuerpo que se mueve en línea recta partiendo del reposo, viene dada por la expresión √ , donde a es la aceleración del cuerpo y x la distancia recorrida en un tiempo cualquiera t. Físicamente que significa la pendiente del gráfico velocidad en función del tiempo para un cuerpo que pose MUA. 3. MATERIALES Sensor-CASSY CASSY Lab 2 Unidad Timer o Timer S Carril Carro para carril Masa de Newton 5 g Imán de retención Rueda de radio multiuso Sedal de pesca Cable de conexión, 6 polos Par de cables, Rojo y Azul Computador 4. PROCEDIMIENTO. 4.1. DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO PARA TOMA DE DATOS. Aquí se estudiara el movimiento de un cuerpo que se desplaza en línea recta aumentando o disminuyendo su velocidad que se transmite mediante un hilo delgado sobre una rueda de radios. La rueda de radios sirve como una polea de https://www.youtube.com/watch?v=EzYod9bmMBc&index=12&list=PLgeh_RfSoZhL37s66DApcXjgsgFRzncfa https://www.youtube.com/watch?v=EzYod9bmMBc&index=12&list=PLgeh_RfSoZhL37s66DApcXjgsgFRzncfa https://www.youtube.com/watch?v=3N75gtPsRD4&index=13&list=PLgeh_RfSoZhL37s66DApcXjgsgFRzncfa https://www.youtube.com/watch?v=3N75gtPsRD4&index=13&list=PLgeh_RfSoZhL37s66DApcXjgsgFRzncfa Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 71 fácil movimiento y a la vez para medir el recorrido, la velocidad y la aceleración del movimiento. Figura 1. Montaje mecánico En la figura 1, la rueda de radios multiuso sirve simultáneamente como polea de desvío y como generador de señales. Para tal fin la rueda de radios se sujeta a la barrera luminosa multiuso que está conectada a la entrada E de la unidad Timer conectada a su vez a la entrada A del Sensor-CASSY. Cada radio interrumpe la barrera luminosa y con ello causa que en cada centímetro se emita una señal al Sensor-CASSY. El imán de retención debe ser alimentado con la tensión de salida S del Sensor-CASSY. Esta se desconecta simultáneamente con el inicio de la medición de tiempo desde el Sensor-CASSY. 4.2. TOMA DE DATOS 4.2.1. Movimiento uniformemente acelerado – M.U.A. Realice un montaje de acuerdo con la figura 2, teniendo cuidado que el riel quede completamente horizontal, esto con el fin de que el carro no quede acelerado en ninguna dirección al ser liberado y ajuste al mínimo la tensión del imán de retención de tal manera que el carro todavía quede sujeto. Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 72 Figura 2. Montaje experimental Defina el punto cero del recorrido (→ 0 ← en Ajustes sA1) e inicie la medición con el cronometro que aparece en la barra de menú del programa (el carro arranca) y registre la medición obtenida por el programa CASSY que se detiene automáticamente después de un número prefijado de flancos. Con estos datos llene la tabla 1. TABLA 1. Movimiento uniforme acelerado de un cuerpo Posición x (m) Tiempo t (s) Velocidad V (m/s) Aceleración a(m/s2) javascript:void(0); Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 73 Análisis de resultados. Utilice Excel para representar la gráfica y obtener la ecuación de la posición en función del tiempo. ¿Qué tipo de curva obtuvo? ¿Qué la relación existe entre las variables? ¿Por qué? Utilice Excel para representar la gráfica y obtener la ecuación de la velocidad en función del tiempo. ¿Qué tipo de curva obtuvo? ¿Qué la relación existe entre las variables? ¿Por qué? ¿Cuál es significado físico de la pendiente de la gráfica velocidad vs. Tiempo y cuáles son sus unidades? Determine, aproximadamente, el área bajo la curva del gráfico velocidad contra tiempo y compárela con la distancia total recorrida por el móvil. Qué concluye? 5. APLICACIONES 5.1. Explique el comportamiento de la velocidad de un auto cuando acelera y cuando desacelera. 5.2. Las gráficas muestran el movimiento de un cuerpo, a partir de ellas describa con sus propias palabras el movimiento del cuerpo. 5.3. ¿Cuál de los siguientes enunciados es verdadero? a) Si un automóvil viaja hacia el este, su aceleración debe estar hacia el este, b) Si un automóvil Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 74 frena, su aceleración debe ser negativa, c) Una partícula con aceleración constante nunca puede detenerse ni permanecer detenida. 5.4. Supón que un automóvil que se desplaza en línea recta aumenta de manera constante su rapidez cada segundo, primero de 35 a 40 km/h, después de 40 a 45 km/h y luego de 45 a 50 km/h. ¿Cuál es su aceleración? 5.5. Un avión jet se aproxima para aterrizar con una rapidez de 100 m/s y una aceleración con una magnitud máxima de 5.00 m/s2 conforme llega al reposo. a) Desde el instante cuando el avión toca la pista, ¿cuál es el intervalo de tiempo mínimo necesario antes de que llegue al reposo? b) ¿Este avión puede aterrizar en el aeropuerto de una pequeña isla tropical donde la pista mide 0.800 km de largo? Explique su respuesta. 6. SIMULACIÓN Ingresa a: http://www.educaplus.org/play-123-MRUA-Gr%C3%A1fica-e-t.html http://www.educaplus.org/play-123-MRUA-Gr%C3%A1fica-e-t.html Laboratorio de física Departamento de ciencias básicas 75 Explicación del simulador Scrolbar para aceleración Regresar, pausa e inicio Fije con ayuda del scrolbar de aceleración una aceleración de 3 m/s2, comience el movimiento de la moto haciendo clic en el parte superior en el botón inicio, con la ayuda del botón pausa detenga el movimiento de la moto en diferentes instantes de tiempo y registre los datos de posición, velocidad y tiempo en la siguiente tabla. TABLA 2. Registros a partir de la simulación. Posición Velocidad tiempo Con los datos de la tabla en Excel realice las gráficas de posición contra tiempo y velocidad contra tiempo y obtenga sus respectivas ecuaciones. Según la ecuación obtenida
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