practica-1-15

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Laboratorio abierto de Física Experimental 
E. Aguirre Maldonado, R. Gámez Leal y G. A. Jaramillo Morales 1 
Práctica 1 
 
“Características estáticas de instrumentos de medición” 
 
 
Objetivos: 
 
a) Identificar la cantidad física que mide cada instrumento de medición disponible. 
b) Determinar las características estáticas de cada instrumento de medición. 
c) Comprender el concepto de calibración y realizarla en aquellos instrumentos en que sea 
factible. 
 
 
Equipo y material: 
 
o flexómetro 
o vaso de precipitados de 50 [ml] 
o cronómetro digital 
o amperímetro de carátula 
o termómetro 
o dinamómetro 
o calibrador con vernier 
 
 
 
 
 
 
 
 
Actividad 1 
 
 En los siguientes renglones liste diez ejemplos de cantidades físicas y posteriormente 
anote el nombre del instrumento de medición que se emplea para medir de cada cantidad. 
 
 
 
 
cantidad física instrumento de medición cantidad física instrumento de medición 
 
 
 
 
 
Se entiende por cantidad física aquella magnitud que se puede medir, directa o indirectamente,
como en el caso de la longitud de una mesa, para la primera y de la temperatura de una
sustancia, para la segunda. 
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Dentro de estas características se encuentran: 
 
 
 
 
Actividad 2 
 
 Anote el nombre de cada instrumento de medición; identifique y registre: el rango, la 
resolución y la legibilidad de cada uno. 
 
 
instrumento de medición rango resolución legibilidad 
 
 
 
 
 
 
 
Las características estáticas de un instrumento de medición son aquellas que se identifican, aun
sin utilizar el instrumento pero sí observando su carátula o pantalla. 
Rango: es el intervalo de valores en que con el
instrumento se puede medir, éste debe especificarse
desde que valor (el menor) y hasta que valor (el
mayor) se puede medir. Por ejemplo el rango del
termómetro que se muestra en la figura es: 
desde –24 [ºC] hasta 50 [ºC]. 
Resolución: es el intervalo más pequeño que se puede
medir con error mínimo en el instrumento de
medición. El termómetro de la figura tiene una
resolución de 2 [ºC]. 
Legibilidad: es la cualidad del instrumento de
medición para facilitar las lecturas del propio
instrumento; ésta característica se evalúa de manera
cualitativa (excelente, buena, regular, mala) y tiene
una relación directa con: la nitidez de los números las
marcas de las divisiones, los colores de la carátula; por
ejemplo; en el termómetro se puede apreciar una
legibilidad regular. 
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Actividad 3 
 
 De los instrumentos de medición proporcionados, identifique aquellos que pueden ser 
calibrados y anótelos. 
 
 
 
 
 
 
 
Actividad 4 
 
 Describir el procedimiento de calibración de la balanza. 
 
 
 
 
 
 
 
Actividad 5 
 
 Describir el procedimiento de calibración del dinamómetro. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Calibración: 
 Es la serie de ajustes que hay que realizar en un instrumento con la finalidad de que su
funcionamiento sea óptimo. 
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Práctica 2 
 
“Caracterización de un calibrador con vernier” 
 
 
Objetivos: 
 
a) Determinar las características estáticas del calibrador con vernier. 
b) Determinar el porcentaje de error de exactitud para cada valor patrón. 
c) Determinar el porcentaje de error de precisión para cada valor patrón. 
d) Identificar constante(s), variables: dependiente e independiente en expresiones 
matemáticas. 
 
 
Equipo y material: 
 
o calibrador con vernier 
o muestra de madera (trapecio) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Actividad 1 
 
 En los siguientes renglones liste las siete dimensiones del SI, sus símbolos, las unidades 
(fundamentales), también con sus símbolos. 
 
 
nombre de la 
dimensión símbolo 
nombre de las 
unidades 
fundamentales 
símbolo 
 
 
 
 
 
 
 
El Sistema Internacional de Unidades (SI) se propuso para unificar las unidades a nivel
mundial en un solo sistema (conjunto), para que los países pudieran intercambiar productos y
realizar todo tipo de transacciones comerciales, tiene como base siete cantidades físicas, las
cuales son llamadas dimensiones y cada una de ellas se mide en una magnitud arbitraria
llamada unidad. 
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Actividad 2 
 
 Anote el rango, la resolución y la legibilidad del calibrador con vernier. No olvide colocar la 
unidad correspondiente y realizar las mediciones necesarias para el llenado de la tabla 
siguiente 
 
 Rango: 
 
 Resolución: 
 
 Legibilidad: 
 
 
 
 
donde: 
 Vpatrón = valor patrón. 
 VL = valor leído. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 El error de exactitud se puede obtener a partir de la expresión matemática siguiente: 
 
100x
V
VV
EE%
patron
Lpatron −= 
 
y la exactitud se obtiene a partir de: 
 
 %E = 100 - %EE 
 Vpatrón [cm] VL [cm] 
b (base menor) 
B (base mayor) 
h (altura) 
e (espesor) 
Error experimental: es la diferencia que existe entre el valor patrón y el valor medido de una
cantidad. 
 La característica del instrumento de medición que permite obtener, una lectura de cierta
cantidad física, lo más cercana posible al valor patrón es llamada exactitud. 
B
b
h
e
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Actividad 3 
 
 Realizar los cálculos necesarios para completar el llenado de la tabla siguiente: 
 
 
 Vpatrón [cm] VL [cm] %EE %E 
b (base menor) 
B (base mayor) 
h (altura) 
e (espesor) 
 
 
 
 
 
 
 
 El error de precisión se calcula con la expresión: 
 
 
100x
V
VVEP%
L
aL +−= 
 
 
 
y la precisión se puede calcular por medio de: 
 
 %P = 100 - %EP 
 
 
Actividad 4 
 
 Realizar las mediciones y los cálculos necesarios para completar el llenado de la tabla 
siguiente: 
 
 
 
Vpatrón [cm] V1[cm] V2[cm] V3[cm] V4[cm] 
−
V L[cm] %EP %P 
b (base menor) 
B (base mayor) 
h (altura) 
e (espesor) 
 
 Precisión: es el valor que indica la capacidad que tiene el instrumento de medición de repetir
una misma lectura sucesivamente, cuando la cantidad que se mide no cambia 
donde: 
VL = valor promedio de las lecturas. 
V+a = lectura más alejada del valor promedio de las
lecturas. 
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Ejemplo: 
 
 
 
 
 La expresión por medio de la cual se obtiene el volumen de una esfera es: 
V = 3r
3
4
π , donde: V = volumen de una esfera 
 r = radio de la esfera 
 
donde r es la variable independiente y V es la variable dependiente, ya que sólo se puede 
conocer el volumen de una esfera determinada cuando se conoce su radio, es decir, el 
volumen de una esfera depende del radio que ésta tenga. 
 
 
Actividad 5 
 
 Identificar las constantes, variable independiente y variable dependiente de las expresiones 
matemáticas siguientes: 
 
 
 constante(s) variable independiente variable dependiente 
- y = - x + 1 
ab = b2 + 4b 
V = 1/3(πr3) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Variable: literal que representa un valor numérico de una cantidad física en una expresión
matemática. 
Variable independiente: identificada con una literal que representa un valor arbitrario de una
cantidad. 
Variable dependiente: representada con una literal que indica una cantidad y cuyo valor depende
de la cantidad numérica asignada a la variable independiente. 
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Práctica 3 
 
“Elección entre dos instrumentos de medición”Objetivos: 
 
a) Determinar las características estáticas de ambos dinamómetros. 
b) Diferenciar una cantidad escalar de una vectorial. 
c) Obtener la sensibilidad de ambos dinamómetros. 
 
 
Equipo y material: 
 
o 2 dinamómetros 
o masa de 50 [g] 
o masa de 100 [g] 
o masa de 200 [g] 
o base de soporte universal 
o varilla de 70 [cm] 
o varilla de 20 [cm] 
o tornillo de sujeción 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ejemplo: 
 
 [masa] = M 1 L 0 I 0 IV 0 N 0 T 0 Θ 0 = M 
 
 [velocidad] = L 1 T -1 I 0 IV 0 N 0 Θ 0 M 0 = L T –1 
 
 [aceleración] = L 1 T -2 I 0 IV 0 N 0 Θ 0 M 0 = L T –2 
 
Unidad fundamental: es aquella que se asigna a cada dimensión en el Sistema Internacional 
 Unidad derivada: se obtiene a partir a partir del producto o cociente de unidades
fundamentales, o de unidades fundamentales con unidades derivadas 
 Expresión dimensional de una cantidad física “x” es aquella que involucra al
producto de los siete símbolos de las dimensiones del SI elevadas a un exponente
(positivo, negativo o nulo). 
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Actividad 1 
 
 Anotar las características estáticas (con unidad), identificar y escribir el tipo de unidad de la 
escala y deducir la expresión dimensional, para cada dinamómetro. 
 
 
dinamómetro 1 dinamómetro 2 
rango: 
 
rango: 
 
resolución: 
 
resolución: 
 
legibilidad: 
 
legibilidad: 
 
tipo de unidad: tipo de unidad: 
expresión 
dimensional: 
 expresión 
dimensional: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Las cantidades físicas que se van a emplear en este laboratorio pueden ser: 
 escalares: aquellas que únicamente necesitan una cantidad numérica y su(s) unidad(es). 
 vectoriales: aquellas que requieren para su escritura: una cantidad numérica, unidad(es) y la
dirección en que actúan. 
Dirección de un vector: está formada por las componentes de dicho vector que concuerdan con
los ejes de coordenadas rectangulares x,y,z (hacia el lado de crecimiento de la coordenada, se
designan con 
∧∧∧
k,j,i respectivamente)en el caso de este tipo de sistema de referencia. 
∧
k
∧
j
z
y 
x
∧
i
r
r
= x
∧
i +y
∧
j+z
∧
k 
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Actividad 2 
 
 Distinguir el tipo de cantidad física de cada renglón en la tabla siguiente: 
 
cantidad física tipo (escalar / vector) cantidad física tipo (escalar / vector) 
 peso volumen 
masa temperatura 
longitud velocidad 
desplazamiento tiempo 
aceleración fuerza 
 
 Una forma de expresar la segunda ley de Newton, es: 
 
F
r
 = ma
r
 donde: F
r
 = fuerza 
 m = masa 
 a
v
 = aceleración 
 
 Se deduce, con base en el Álgebra Vectorial, que la fuerza F
r
 tiene la misma dirección que 
la aceleración a
v
. Extrapolando la expresión matemática anterior se tiene: 
 
 W
r
 = mg
r
 donde: W
r
 = peso 
 m = masa 
 g
r
 = aceleración gravitatoria 
 
Actividad 3 
 
 Verificar la calibración de ambos dinamómetros, y llenar la tabla sugerida con las 
mediciones y los cálculos necesarios, para cada dinamómetro. 
 
 
mp [g] W
r
L [N] W
r
P [N] = mp [kg] g
r
 [m/s2] mP [g] W
r
L [N] W
r
P [N] = mp [kg] g
r
 [m/s2] 
50 50 
100 100 
150 150 
200 200 
250 250 
300 300 
 dinamómetro 1 dinamómetro 2 
 
 
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donde: W
r
L = peso leído W
r
P = peso patrón 
 
y tomando en cuenta que: 
 W
r
P = mp g
r
 donde:  g
r
 = 9.78 



2s
m . 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
El cociente de la variación de la respuesta que tiene un instrumento de medición y el cambio en la 
“entrada” de referencia, se llama sensibilidad y matemáticamente se puede obtener como: 
 
donde: ∆lectura = variación en las lecturas obtenidas 
 ∆señal real = variación en los valores reales (patrones) 
 
Un método reconocido para la obtención de los modelos matemáticos lineales a partir de datos de 
una variable independiente y su variable dependiente, es el llamado Método de mínimos 
cuadrados o regresión lineal y las expresiones matemáticas para la obtención de la pendiente m y 
la ordenada al origen b del modelo gráfico correspondiente al modelo matemático son: 
 
 
m
( )( )
( )∑ ∑
∑ ∑∑
−
−
=
22
ii
iiii
xxn
yxyxn
 
 
( )( ) ( )( )
( )∑ ∑
∑∑∑∑
−
−
=
2
i
2
i
iii
2
ii
xxn
xyxxy
b 
 
donde: y = variable dependiente m = pendiente 
 x = variable independiente b = ordenada al origen 
 
 
 
Curva de calibración: Es la representación gráfica que relaciona las lecturas obtenidas o sus
promedios (variable dependiente) de un instrumento de medición en función de los valores patrones
(variable independiente); ambas variables tienen las mismas unidades. 
 
Como puede observarse, la inclinación (pendiente) de la
curva de calibración relaciona lecturas / señales reales
(patrones) por lo que se puede concluir que: 
 m = sensibilidad del instrumento de medición. 
 b = error de calibración. 
V L[u] 
V P[u] 
m 
realseñal
lecturaadsensibilidS
 ∆
∆
== 
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Actividad 4 
 
 Obtener la sensibilidad de ambos dinamómetros. 
 
 
Sensibilidad de dinamómetro 1: 
Sensibilidad de dinamómetro 2: 
 
 
 
Actividad 5 
 
 Obtener el modelo matemático de la forma W L = m Wp + b para ambos dinamómetros e 
identificar: variable independiente, variable dependiente y constantes. 
 
 
Modelo matemático de 
dinamómetro 1 
 Modelo matemático de 
dinamómetro 2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Práctica 4 
 
“Movimiento en un plano inclinado” 
 
 
Objetivos: 
 
a) Determinar las características estáticas de los instrumentos de medición empleados. 
b) Obtener el modelo matemático lineal del desplazamiento x de un móvil sobre un plano 
inclinado un ángulo α, sin fricción, en función del tiempo transcurrido t en el movimiento. 
c) Obtener los modelos matemáticos del módulo de la velocidad v
r
 y del módulo de la 
aceleración a
r
 del móvil, en función del tiempo. 
d) Obtener las gráficas del desplazamiento, velocidad y aceleración del móvil, en función 
del tiempo t transcurrido en el movimiento. 
 
 
Equipo y material: 
 
o flexómetro 
o base de soporte universal 
o varilla de 1 [m] 
o tornillo de sujeción 
o riel de aluminio 
o carrete con imán 
o 4 cables de conexión de 1 [m] 
o cronómetro digital 
o 2 interruptores de lengüeta (sensores) 
 
 
Actividad 1 
 
 Identificar los instrumentos de medición disponibles y determinar sus características 
estáticas. 
 
 
nombre: nombre: 
rango: rango: 
resolución: resolución: 
legibilidad: legibilidad: 
 
 
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donde: 
 
 Ar
r
 = vector de posición del punto A 
 Br
r
 = vector de posición del punto B 
 r∆ = desplazamiento 
 
 
sumando vectores: Ar
r
 + r∆ = Br
r
 
 despejando: r∆ = Br
r
 - Ar
r
 
 
 Por lo tanto el desplazamiento es la cantidad vectorial que se dirige de la posición inicial a 
la posición final. 
 
 
Actividad 2 
 
 Realizar las mediciones y los cálculos necesarios para colocar un plano inclinado con un 
ángulo α= π / 12 [rad] (recordar que π [rad] = 180 [º]) y llenar la tabla con los datos de 
desplazamientos (r) y sus tiempos empleados (t). 
 
 
 
 
 
r [m] t [s] 
0.2 
0.4 
0.6 
0.8 
Posición: punto en el que se encuentra un cuerpo que puede ser considerado como una partícula
respecto a un sistemade referencia. 
Desplazamiento: cantidad vectorial que nos indica el cambio de posición que experimentó el
cuerpo. 
x 
y 
α 
A 
B 
r∆ 
Ar
r
x 
y 
r 
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velocidad instantánea: es el cambio de posición de un objeto con respecto al tiempo cuando
0t →∆ 
t
rv
∆
∆
=
r
r
, la cual se puede representar con la derivada 


=
s
m
dt
rdv
r
r
. 
aceleración instantánea: es el cambio de velocidad de un móvil con respecto al tiempo cuando
0t →∆ 
t
va
∆
∆
=
r
r
, la cual se puede expresar con la derivada 


= 2s
m
dt
vda
r
r
. 
Movimiento rectilíneo uniforme: es aquel en que un móvil se desliza en una trayectoria recta y
con velocidad v
r
 que se mantiene constante. 
Las ecuaciones generales de posición, velocidad y aceleración para este tipo de movimiento, en
función del tiempo, considerando la velocidad inicial y el tiempo inicial nulos son: 
 
r = ro + vt ................posición donde. r = posición final 
v = constante...........velocidad ro = posición inicial 
a = 0.........................aceleración v = velocidad 
 a = aceleración 
 t = tiempo 
movimiento uniformemente acelerado: es aquel en el que un móvil tiene una aceleración a
r
constante (magnitud y dirección fijas). 
Sus ecuaciones generales, considerando tiempo inicial cero, son: 
 
r = ro + v0 t + at2/2...............posición donde: vo = velocidad inicial 
v = vo + at.................velocidad 
a = constante.............aceleración 
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Actividad 3 
 
 Identificar el tipo de movimiento experimentado y por medio del método de mínimos 
cuadrados, obtener el modelo matemático del desplazamiento r en función del tiempo. 
 
 
r [m] = 
 
Actividad 4 
 
 A partir del modelo matemático experimental del desplazamiento y por medio de la 
aplicación del Cálculo Diferencial (derivadas), obtener el modelo matemático de la velocidad 
y de la aceleración del móvil. 
 
 
v
r
 [m/s] = 
 
 
a
r
 [m/s] = 
 
 
Actividad 5 
 
 Realizar los gráficos que representen el desplazamiento, la velocidad y la aceleración del 
móvil que se desplazó en el plano inclinado, en función del tiempo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Práctica 5 
 
“Caída libre” 
 
Objetivos: 
 
a) Obtener el modelo matemático lineal del desplazamiento h de un balín que cae 
libremente, en función del cuadrado del tiempo t2. 
b) Obtener el modelo matemático del módulo de la velocidad v
r
 del balín en función del 
tiempo t. 
c) Obtener el modelo matemático del módulo de la aceleración a
r
 del balín que se 
desplaza con movimiento uniformemente acelerado. 
d) Obtener el error de exactitud de los tiempos experimentales, con respecto al valor 
teórico de caída libre. 
e) Comprobar el principio de conservación de la energía, para un móvil que se desplaza en 
caída libre. 
 
 
Equipo y material: 
 
o flexómetro 
o electroimán 
o fuente de poder 
o base de soporte universal 
o varilla de 1 [m] 
o 2 tornillos de sujeción 
o placa de contacto 
o balín de acero 
o 6 cables de conexión de 1 [m] 
o cronómetro analógico 
o llave de Morse 
o diagrama de conexión 
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Actividad 1 
 
 Realizar las mediciones y los cálculos necesarios para llenar la tabla siguiente con los 
datos de desplazamientos h, tiempos empleados en el recorrido t y el tiempo elevado al 
cuadrado t2. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Actividad 2 
 
 Por medio del método de mínimos cuadrados, obtener el modelo matemático lineal del 
desplazamiento h en función del tiempo al cuadrado t2. 
 
h[m] = 
 
 
 Actividad 3 
 
 A partir del modelo matemático experimental del módulo del desplazamiento h en función 
del cuadrado del tiempo t2 , obtener el modelo matemático del módulo de la velocidad v y del 
módulo de la aceleración a del móvil, en función del tiempo. 
 
 
v[m/s] = 
 
 
a [m/s2] = 
 
 
 Si el valor teórico de la aceleración gravitatoria es g = 9.78 [m/s2], calcule en porcentaje, el 
error de exactitud de la aceleración experimental del balín, durante el movimiento en caída 
libre. 
 
% EE = 
 
 
 
h [m] t [s] t2 [s2] 
0.15 
0.30 
0.45 
0.60 
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Actividad 4 
 
 A partir de la expresión teórica del desplazamiento de un cuerpo en caída libre (movimiento 
uniformemente acelerado), calcule los valores de tiempos patrones para cada 
desplazamiento indicado en la tabla siguiente, y obtenga el porcentaje de error de exactitud 
y el porcentaje de exactitud en cada renglón. 
 Observe que las dos primeras columnas de la tabla contiene la información de la 
actividad 1. 
 
 
 
h [m] tL [s] tP [s] % EE % E 
0.15 
0.30 
0.45 
0.60 
 
 
donde: tL : tiempo leído tP : tiempo patrón 
 
 
 
 
 
 
Si las condiciones iniciales son nulas (t0 = 0, v0 = 0, h0 = 0), la ecuación general del
desplazamiento de un cuerpo en caída libre queda: 
2
2tg
h = 
 
 
 
Si se desea obtener el tiempo que el móvil tardaría en recorrer cierta distancia, se
despeja el tiempo de la expresión anterior, quedando: 
 
 
g
h
t
2
= 
donde. h: posición final 
 g: aceleración gravitatoria 
 t: tiempo de desplazamiento 
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Actividad 5 
 
Comprobar la conservación de la energía, para un móvil que se desplaza en caída 
libre, considerando como nivel de energía potencial nula a la placa de contacto, y de 
energía cinética nula cuando el balín se encuentra sujeto al electroimán. 
Se sugiere calcular las variaciones de energía cinética y potencial, considerando la 
situación inicial (balín en el electroimán) y la situación final (balín llegando a la placa de 
contacto). 
 
variación de EP [J] variación de EC [J] 
 
 
 
Resulta conveniente contar con un concepto de la cantidad física llamada energía. 
 
Energía: 
Es la propiedad latente o manifiesta que poseen las sustancias, debido a la cual dichas sustancias
producen cambios en ellas o en sus alrededores. Los cambios deseables se denominan trabajo y
los cambios indeseables son destrucción. 
 
Energía potencial: 
Es la energía que poseen los cuerpos, asociada a su posición dentro de un sistema de referencia y
su representación matemática es: 
 
EP = m g h donde: 
m: masa del cuerpo 
g: módulo de la aceleración gravitatoria 
h: posición del cuerpo respecto al sistema 
 
Energía cinética: 
Es la energía que poseen los cuerpos, siempre y cuando se encuentren en movimiento, se puede
calcular usando la expresión matemática: 
 
2
2
1 vmEC = 
 
 
La energía cinética nunca es negativa y sólo es nula cuando el cuerpo está en reposo. 
 
Principio de la conservación de la energía: 
“La energía no se crea ni se destruye, solo se transforma” 
Esto implica que en cualquier proceso, la energía total (la suma de la energía que se encuentra
presente en diferentes formas) es constante; en la energía mecánica EC1+EP1 = EC2+EP2 = cte. 
donde: 
m: masa del cuerpo 
v: módulo de la velocidad del móvil 
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Práctica 6 
 
“Propiedades de sustancias en fase sólida” 
 
Objetivos: 
 
a) Identificar y medir, o determinar, algunas propiedades de las sustancias en fase sólida 
tales comomasa y volumen. 
b) Conocer que las propiedades de las sustancias pueden ser extensivas o intensivas y 
poder distinguirlas. 
c) Verificar que el valor de una propiedad intensiva, de una muestra de material, no 
depende de la masa de la muestra. 
d) Distinguir, dentro de un conjunto de cantidades físicas, las que son de tipo escalar y 
aquellas que sean de carácter vectorial. 
 
Equipo y material: 
 
o muestras sólidas de: acero, esponja, plastilina, unicel y vidrio, con formas geométricas 
regulares. 
o balanza. 
o calibrador con vernier. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Actividad 1 
 
 Dibuje la forma geométrica de cada muestra, acotando las mediciones necesarias para la 
determinación de su volumen y efectúe el cálculo necesario a un lado del dibujo 
correspondiente. 
Una propiedad de una sustancia es una característica de ella que generalmente puede ser medida, 
directa o indirectamente, como su masa m, su peso w
r
 y su volumen V, o también su densidad ρ, su 
peso específico γ
r
 y su volumen específico v , por citar algunos ejemplos. 
Las propiedades de las sustancias pueden clasificarse en dos tipos: 
 extensivas 
 propiedades 
 intensivas 
 
Las propiedades extensivas son aquéllas cuyo valor depende de la cantidad de materia (masa) que se 
esté empleando, por ejemplo, el peso y el volumen. 
Las propiedades intensivas son aquéllas cuyo valor no cambia si el tamaño de la muestra se modifica. 
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Actividad 2 
 
 Con el empleo de la balanza, previamente calibrada, mida la masa de las muestras y 
anótelas en el cuadro siguiente, tal como se leen en la balanza; es decir en [g], 
posteriormente en la columna siguiente convierta las mediciones de masa a [kg]. Registre en 
la tabla siguiente los volúmenes de cada muestra calculados en la actividad uno, en [cm3], y 
finalmente tradúzcalos a [m3]. 
 
sustancia masa [g] masa [kg] volumen [cm3] volumen [m3] 
acero 
esponja 
plastilina 
unicel 
vidrio 
 
Recuerde que: 
1 [m] = 10 [dm] = 100 [cm] = 1 000 [mm], 1[m2] = 100 [dm2] = 10 000 [cm2] = 106 [mm2] 
1 [m3] = 1 000 [dm3] = 1 000 000 [cm3] = 1 000 000 000 [mm3], 1[ml] = 1 [cm3] 
 
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El peso w
r
 de una sustancia es una propiedad y se puede medir con un dinamómetro graduado en [N]. 
De carecer de este instrumento, el peso se puede determinar midiendo la masa del cuerpo y 
multiplicándola por la aceleración gravitatoria del lugar en donde se realiza el experimento, 
aplicando la segunda ley de Newton 
 
gmw
rr
= …(1) 
si el peso de un cuerpo se divide entre el volumen que ocupa, se determina otra propiedad que se 
denomina peso específico γ
r
; es decir: 
 



=
3m
N
volumen
w
r
r
γ …(2) 
sustituyendo (1) en (2): 
g
volumen
gm r
r
r
ργ == 
La densidad de una sustancia se obtiene con el cociente de su masa entre su volumen, es decir: 
 



= 3m
kg
volumen
masaρ 
 
otra propiedad muy útil es el volumen específico, el cual se determina como el cociente del volumen 
de una sustancia entre su masa; es decir: es el volumen que ocupa cada unidad de masa 
 






=
kg
m
masa
volumenv
3
 
 
resulta interesante hacer notar que por la forma en que están definidos la densidad y el volumen 
específicos, resultan cantidades recíprocas, es decir: 
 
ρ
1
=v 
 
también es de utilidad la propiedad denominada densidad relativa δ que resulta del cociente de la 
densidad de la sustancia como se explicó en párrafos anteriores entre la densidad del agua que se 
toma como referencia para las sustancias en fases sólida y líquida, como 
aguaρ
ρδ = se puede concluir 
que esta propiedad resulta adimensional. 
Laboratorio abierto de Física Experimental 
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Actividad 3 
 Con los datos de masas y volúmenes obtenidos en la actividad 2, determinar las 
propiedades que se indican en la tabla siguiente de acuerdo con las definiciones presentadas 
 
sustancia [ ]Nwr 



3m
Nγ
r
 



3m
kg
ρ 





kg
mv
3
 [ ]1δ 
 
 
 
 
 
Actividad 4 
 Realice las mediciones y los cálculos necesarios para dos muestras de diferente tamaño 
pero del mismo material, y complete el llenado de las tablas siguientes: 
 
sustancia m [kg] 
volumen 
[m3] [ ]Nw
r
 



3m
kg
ρ 



3m
Nγ
r
 





kg
mv
3
 [ ]1δ 
esponja 
esponja 
 
sustancia m [kg] 
volumen 
[m3] [ ]Nw
r
 



3m
kg
ρ 



3m
Nγ
r
 





kg
mv
3
 [ ]1δ 
unicel 
unicel 
 
Actividad 5 
 Aplicando los conocimientos adquiridos en esta práctica, efectúe una lista de cinco 
propiedades extensivas y cinco propiedades intensivas, incluyendo sus unidades y sus 
expresiones dimensionales en el SI. 
 
propiedades extensivas [unidades] expresión dimensional 
 
 
 
 
 
 
propiedades intensivas [unidades] expresión dimensional 
 
 
 
 
 
 
 
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Práctica 7 
 
“Propiedades de sustancias en fase líquida” 
 
Objetivos: 
 
a) Identificar y medir, o determinar, algunas propiedades de las sustancias en fase líquida 
tales como masa y volumen. 
b) Identificar en sustancias en fase líquida, algunas propiedades extensivas e intensivas. 
c) Verificar que el valor de una propiedad extensiva sí depende de la cantidad de materia 
de la muestra, y que para una propiedad intensiva, su valor no depende de la cantidad 
de materia. 
d) Distinguir dentro de un conjunto de cantidades físicas, las que son de tipo escalar y 
aquellas que sean de carácter vectorial. 
 
Equipo y material: 
 
o muestras líquidas de: aceite, glicerina, mercurio y petróleo diáfano. 
o 1 vaso de precipitados de 50[ml] 
o 2 jeringas, sin aguja, de 10[ml] 
o 1 balanza 
o 1 par de guantes quirúrgicos (proporcionados por los alumnos de cada mesa). 
 
 
Actividad 1 
 
 Con el empleo de la balanza, debidamente calibrada, mida las masas de las muestras y 
anótelas, en la unidad en que se miden en la balanza, en la tabla siguiente. Cabe aclarar que 
para determinar la masa de una muestra líquida de sustancia, conviene medir la masa del 
recipiente con la sustancia en su interior y, por diferencia, restándole a dicha medición el 
valor de masa del recipiente vacío, se obtiene la masa del líquido. 
 
 Las muestras del líquido que se proporcionan en frasco cerrado, no se deben destapar, 
ya que la información necesaria se proporciona en la etiqueta (masa del recipiente, volumen 
de la sustancia y nombre de la misma). 
 
sustancia (mr+ms) [g] mr [g] ms [g] ms [kg] V [ml] V [m3] 
aceite 
agua 
glicerina 
mercurio 
petróleo 
diáfano 
 
Donde: mr = masa del recipiente y ms = masa de la sustancia 
 
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 En la tabla anterior se debe anotar el volumen de cada una de las muestras. En el caso del 
agua y del mercurio, utilice una jeringa para cada una de ellas y escoja un valor de volumen 
al gusto. 
 
Actividad 2 
 
 Para estas dos sustancias (agua y mercurio) realizar tres mediciones de masas y de 
volúmenes, para cada una de ellas y concentrar los datos obtenidos en las tablas siguientes. 
Posteriormente calcular la densidad de cada renglón y la densidad promedio, en unidades 
del S.I. 
 
 
agua: 
 
masa [g] masa [kg] volumen [ml] volumen [m3] ρ [kg/m3] 
 
 
 
 
 
=aguaρ [kg/m
3] 
 
mercurio: 
 
masa [g] masa [kg] volumen [ml]volumen [m3] ρ [kg/m3] 
 
 
 
 
 
=Hgρ [kg/m
3] 
 
 
Actividad 3 
 
 Concluya con respecto al tipo de propiedad que resulta la densidad. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Actividad 4 
 
 Empleando las definiciones estudiadas en la práctica anterior, llene la tabla siguiente con 
los cálculos necesarios y con los resultados obtenidos en esta práctica. 
 
sustancia densidad ρ [kg / m3] 
densidad 
relativa 
δ [1] 
peso 
específico 
γ [N / m3] 
volumen 
específico 
V [m3 / kg] 
aceite 
agua 
glicerina 
mercurio 
petróleo 
diáfano 
 
 
 
Actividad 5 
 
 Con los conocimientos adquiridos en ésta y la práctica anterior, clasifique a las cantidades 
físicas siguientes, escribiendo una “E” si la propiedad es extensiva o una ”I” si es intensiva en 
el paréntesis correspondiente. 
 
temperatura ( ) presión ( ) 
masa ( ) densidad ( ) 
peso específico ( ) volumen ( ) 
volumen específico ( ) densidad relativa ( ) 
energía ( ) peso ( ) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Práctica 8 
 
“El manómetro” 
 
Objetivos: 
 
e) Determinar el modelo gráfico y el modelo matemático de la presión manométrica “Pman” 
en función de la profundidad “p” en un fluido homogéneo, en reposo. 
f) Deducir a partir del modelo matemático anterior, la densidad y el módulo del peso 
específico del fluido empleado. 
g) Concluir respecto a la validez de la ecuación del gradiente de presión y en relación con 
la naturaleza intensiva de la propiedad denominada presión. 
 
Equipo y material: 
 
o manómetro diferencial 
o recipiente de base cuadrada 
o vaso de precipitados de 600 [ml] 
o cinta métrica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Las sustancias, en general, pueden dividirse en dos: sólidos y fluidos. 
 Los fluidos están formados por los líquidos y los gases. Para estas sustancias se tiene una
propiedad de mucha importancia denominada: presión P. Esta magnitud, de carácter escalar se
cuantifica como el cociente de la fuerza normal “F⊥”, a la superficie que contiene el fluido, y el
área “A“ en que actúa dicha fuerza; es decir: 
 



= ⊥
2m
N
A
F
P ; pascalPa
m
N
==2 
 
como [ ]
2222
1
sm
kg
ms
mkg
m
NP u
⋅
=


 ⋅⋅=


= 
 
entonces, la expresión dimensional de P es [ ] 21
2
−−== TML
LT
MP 
 
 Al cociente de la fuerza perpendicular que actúa sobre una superficie en un sólido, se le
denomina esfuerzo y se puede concluir que esta cantidad tiene las mismas unidades y
dimensiones que la presión. 
 El instrumento que mide la presión, comparativamente con la presión del entorno, que la
mayoría de las veces es la presión atmosférica, se denomina manómetro y su versión más
didáctica es el manómetro diferencial o de tubo en U. 
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Actividad 1 
 
 Identifique y registre las características estáticas del manómetro proporcionado, con las 
unidades correspondientes con el SI. 
 
rango 
 
resolución 
 
legibilidad porque 
 
 
 
Actividad 2 
 
 Introduciendo el sensor del manómetro como lo indica el diagrama, mida la presión 
manométrica “Pman” para cada profundidad “y” indicada en la tabla siguiente; efectúe tres 
conjuntos de mediciones, procediendo en forma de zigzag. Al medir se debe de tomar la 
lectura en la base del menisco ∪ del fluido del manómetro. 
 
 
 
 
 
 
 
y [cm] y [m] Pman1 [Pa] Pman2 [Pa] Pman3 [Pa] P man [Pa] 
0 
3 
6 
9 
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Actividad 3 
 
 Localice en la gráfica siguiente los puntos de las profundidades indicadas en la actividad 
anterior con su presión manométrica cada uno. 
 
 
 Como el manómetro mide, por ejemplo, la presión P de un gas de un tanque comparándola con la
presión de la atmósfera , como lo muestra la figura (a). 
 Al desear medir la presión atmosférica con un manómetro, nos va a resultar una lectura nula,
como en la figura (b); por esta razón se afirma que la Pman de la atmósfera es cero. 
 Si ahora obstruimos la manguera del manómetro en el punto A, ver figura (c), y sin permitir el
paso de aire en sentido alguno se recorren los dedos al punto B, el manómetro registrará una
presión de vacío (una presión menor a la de la atmósfera) a estas presiones manométricas negativas
se les denomina presiones vacuométricas. 
 
 
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Actividad 4 
 
 Con la aplicación del método de “mínimos cuadrados”, obtenga la ecuación de la mejor 
recta que se aproxime a los puntos experimentales de la actividad anterior, no olvide indicar 
las unidades, en el SI, de cada término. 
 
Pman[ ] = 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Actividad 5 
 
 Con la aplicación de la ecuación del gradiente de presión obtenida y con el modelo 
matemático de la actividad 4, obtenga lo que se pide para el fluido empleado en la actividad 
2, sin olvidar las unidades en el SI. 
 
a) el módulo del peso específico γ 
γ = 
 
b) la densidad ρ 
ρ = 
 
c) la densidad relativa 
δ = 
 
d) el volumen específico 
υ = 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 De un análisis de fuerzas para un elemento de volumen, dentro de un fluido estático, con
densidad ρ, se obtiene la ecuación del gradiente de presión que nos relaciona la Pman con las
profundidades dentro del fluido, la cual resulta: 
g
dy
dP ρ= ; g = aceleración gravitatoria 
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Práctica 9 
 
“El barómetro” 
 
Objetivos: 
 
a) Construir un barómetro con mercurio, como el empleado por Evangelista Torricelli. 
b) Medir la presión atmosférica local, a través del experimento de Torricelli. 
c) Aplicar la relación que existe entre presiones absoluta, manométrica y atmosférica 
 
Equipo y materiales: 
o 1 tubo de vidrio de Ø ≥ 6 [mm], l > 60 [cm], sellado en un extremo. 
o 630 [g] de mercurio 
o 1 cápsula de porcelana 
o 1 jeringa 
o 1 flexómetro 
o 1 par de guantes quirúrgicos 
 
 
 
 
 
 
Actividad 1 
 
 Para construir un barómetro como el inventado por Torricelli, realizaremos la secuencia 
siguiente: 
 
a) Llenar el tubo de vidrio sellado, con el mercurio, ayudados de la jeringa. Para evitar 
que el tubo se rompa, realizar el llenado inclinándolo para que el mercurio escurra por 
las paredes. 
b) Evitar que quede aire atrapado en forma de burbujas, porque este aire causa falta de 
exactitud en la lectura de la altura barométrica. 
c) Al completar el llenado del tubo verter en la cápsula de porcelana todo el mercurio 
restante. Para mayor estabilidad de la cápsula, coloque debajo de ella la tapa del 
frasco para asegurarla. 
d) Obstruir la boca del tubo con el mercurio e invertirlo, en posición vertical, destapar el 
tubo dentro del mercurio de la cápsula. 
e) Observar que el tubo se vacía parcialmente, pero se estabiliza a una altura medida 
desde el menisco del mercurio ( ∩ ) que está fuera del tubo hasta el menisco en el 
interior del tubo, dicha altura se conoce como altura barométrica “hbar”. 
 
Actividad 2 
 
 Anotar los comentarios que puedan haber surgido de la construcción anterior. 
 . 
 . 
 . 
 Para medir la presión de un gas, como la atmósfera, no resulta útil el manómetro, pero existe un
medidor que compara la presión de dicho gas con la presión existente en una zona al vacío, es decir
con la presión cero. Este instrumento se denomina barómetro. 
Laboratorioabierto de Física Experimental 
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Actividad 3 
 
 Mida la longitud “l” del mercurio en el tubo de vidrio 
para los valores del ángulo α indicados en la tabla, 
obsérvese que el ángulo α es el formado por la 
horizontal y el eje del tubo; determine para cada 
renglón el valor de la altura barométrica, hbar. 
 
α [o] l [m] hbar. [m] 
75 o 
80 o 
85 o 
90 o 
 
Actividad 4 
 
 Determine la altura barométrica más representativa de las mediciones efectuadas. 
 
___________ [m] 
 
Actividad 5 
 
 Aplicando la ecuación del gradiente de presión entre los puntos 1 Y 2, determine la 
presión atmosférica local. 
 
 
P1 - P2 = - ρHg g (z1-z2) 
 
 
 
 
=barh
z 
z1=0 
h bar 
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Práctica 10 
 
“Calor sensible” 
Objetivos: 
 
d) Comprender y formar los conceptos, a partir de cuestiones objetivas, sobre 
temperatura, energía en forma de calor, energía interna, potencia (rapidez de 
disipación de energía) y sus unidades en el SI. 
e) Descubrir la relación entre la energía en forma de calor “Q” que recibe una sustancia y 
el cambio de temperatura “∆T” que experimenta si su masa “m” se mantiene 
constante. 
f) Descubrir la relación entre energía en forma de calor “Q” que recibe una sustancia y 
su cantidad de masa “m” cuando el cambio en su temperatura ∆T se mantiene fijo. 
 
Equipo y material: 
 
o 1 balanza con un rango de 0 a 610 [g] 
o 1 cronómetro digital 
o 1 parrilla eléctrica: Corning de 575 [W] 
o 2 termómetros de –10 a 110 [ºC] 
o 2 vasos de precipitados de diferentes volúmenes 
o 1 vaso de precipitados de 600 [ml] 
o 1 jeringa 
 
Actividad 1 
 
 Vierta agua de la tubería en el vaso de 600 [ml], aproximadamente a la mitad; separe en 
cada vaso de precipitados restantes una masa diferente: 20 y 40 gramos. Mida la 
temperatura en cada uno de los tres recipientes. 
 
T1= ______ [ºC]; T2= ______ [ºC]; y T3= ______ [ºC] 
 
en m1 = 20 [g] en m2 = 40 [g] en masa m (residuo) 
 
 Con base en estas mediciones, concluya respecto a qué tipo de propiedad es la 
temperatura (extensiva o intensiva) y explique por qué. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 La temperatura es una propiedad de las sustancias que empírica y cotidianamente asociamos con lo
“caliente” o “fría” que esta una sustancia. 
 Es una propiedad básica e importante porque varias otras propiedades de la sustancia son funciones
de la temperatura. 
 La temperatura que se mide con un termómetro, por ejemplo, de mercurio recibe el nombre de
temperatura empírica porque el instrumento de medición fue graduado de acuerdo con dos experiencias
de laboratorio: punto de fusión del agua (0[ºC]) y el punto de ebullición del agua (100[ºC]), al nivel del
mar. 
Laboratorio abierto de Física Experimental 
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 Es posible expresar una temperatura empírica en la escala termodinámica agregándole 
273.5 a dicha temperatura; es decir: 
 
15.273TT
CK o
+= 
 
 Cabe hacer notar que los incrementos en la temperatura de una sustancia se pueden medir 
en la escala empírica o en la escala absoluta, pero resulta que en ambas tienen el mismo 
valor, esto es: 
 
 
 
 
Actividad 2 
 
 Efectúe las conversiones indicadas a continuación: 
 
Tamb = -10 [oC] = [K] Tfusión = 0 [oC] = [K] 
 
Tebull = 100 [oC] = [K] ∆T = 5 [oC] = [K] 
 ∆T = 185 [oC] = [K] 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Para un lapso finito [ ]st∆ , la energía en forma de calor “Q” suministrada se puede calcular 
con: 
 
Q = Pot ∆t 
 
 Esta energía en tránsito incrementará la energía que es una propiedad de la sustancia, es 
decir la energía interna U siempre y cuando la sustancia se encuentre estacionaria (∆EC = 0 
y ∆EP = 0). 
La temperatura termodinámica o temperatura absoluta tiene su base conceptual en la segunda ley de
la Termodinámica; esta cantidad física es una de las dimensiones o cantidades de base del Sistema
Internacional de Unidades (SI), su unidad fundamental es el kelvin (K) y su expresión dimensional es
[Θ]. 
KC
TTo ∆=∆
En Física, el concepto de potencia, “Pot”, nos indica la rapidez con que se realiza un trabajo, es decir: 
dt
dWPot = , donde W = trabajo 
 y t = tiempo 
Este concepto también se emplea para referirnos a la rapidez con que se le entrega o se le retira
energía, a una sustancia, en forma de calor “Q”, matemáticamente: 
 
;
dt
dQPot = [ ] 32
22
u TMLT
TMLPot −
−
== 
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Actividad 3 
 
 Colocar sobre la platina de la parrilla eléctrica los vasos de 50 [ml] con las masas m1 = 20 
[g] y m2 = 40 [g] medidas anteriormente. Encender la parrilla en t = 0 [s] y con la potencia al 
máximo, por medio de los termómetros y con el cronómetro medir y anotar el lapso, en 
segundos, en que cada masa m alcanza un ∆t = 5 oC en su temperatura: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
m1 = 20 [g] 
cuando ∆T = 5 [oC] 
∆t1 = ______ [s] 
 
Q1 = 575 [W] ∆t1[s] 
 
Q1 = ________ [J] 
 
m2 = 40 [g] 
cuando ∆T = 5 [oC] 
∆t2 = ______ [s] 
 
Q2 = 575 [W] ∆t1[s] 
 
Q2 = ________ [J] 
 
 
Nota: Apague la parrilla después de las mediciones. 
Concluir respecto a la relación entre la energía en forma de calor “Q” y la cantidad de masa 
“m” cuando se provoca la misma variación de temperatura ∆T a dos masas diferentes: 
¿Q α m? sí ( ), no( ); ¿Q α ?
m
1 sí ( ), no( ); 
 
 
Actividad 4 
 
 Verter en cada vaso (de diferente volumen) una masa de agua nueva de 30 [g], a la 
temperatura de la tubería. Colocar en la parrilla eléctrica los vasos anteriores y encenderla en 
t0 = 0 [s], y con la potencia al máximo, con los termómetros y el cronómetro medir un 
incremento ∆T1 = 5 [oC] y en el lapso en el que se alcanzó, para la primera masa de agua y 
de ∆T2 = 10 [oC] para la segunda masa sin olvidar el lapso en que se alcanzó. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
m1 = 30 [g] 
∆T1 = 5 [oC] 
∆t1 = ______ [s] 
 
Q1 = 575 [W] ∆t1[s] 
 
Q1 = ________ [J] 
 
m2 = 30 [g] 
cuando ∆T2 = 10 [oC] 
∆t2 = ______ [s] 
 
Q2 = 575 [W] ∆t2[s] 
 
Q2 = ________ [J] 
m1 m2 
m1 m2 
Laboratorio abierto de Física Experimental 
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Nota: Apague la parrilla después de las mediciones. 
 Concluir respecto a la relación entre la energía en forma de calor “Q” y la variación de 
temperatura “∆T” que se le causó a la sustancia cuando la masa “m” de la sustancia se mantuvo 
fija. 
¿Q α ∆T? sí ( ), no( ); ¿Q α ?
T
1
∆
 sí ( ), no( ); 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Actividad 5 
 
 Encuentre las unidades del SI en que se mide “c”. Determine la expresión dimensional de “c” en 
el SI. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Combinando las relaciones de proporcionalidad: 
 
Q α m Q α ∆T 
 
se obtiene: Q α m ∆T 
 
si se introduce una cantidad que siendo propiedad de la sustancia nos permite establecer una
ecuación, se logra que: 
 
Q = m c ∆T 
 
A la cantidad “c” se le conoce como capacidad térmica específica (incorrectamente llamada 
calor específico). 
 
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Práctica 11 
 
“Calor latente” 
 
Objetivos: 
 
a) Cuantificar la energía necesaria para que la unidad de masa de agua en fase sólida, a la 
temperatura de fusión, cambie a la fase líquida, manteniendo su temperatura y a presión 
constante. 
b) Identificar el término calor latente de fusión de una sustancia pura, en este caso agua. 
Concluir respecto a sus unidades y dimensiones en el SI. 
 
Equipo y material: 
 
o 1 termómetro de inmersión 
o 1 balanza de 610 [g] 
o 1 vaso de precipitados de 250 [ml] 
o agua líquida ml = 6 mh 
o 1 cubito de hielo de mh =_____ [g] 
 
 
Para el profesor: 
 
1 termómetro de inmersión 
1 resistencia de inmersión1 vaso grande de unicel con tapa 
1 hielera 
 El agua, compuesto vital en nuestro planeta, puede encontrarse en tres formas diferentes en la
naturaleza; dichas formas reciben el nombre de fases: sólida, líquida y gaseosa. En cada fase esta
sustancia se denomina de manera especial: hielo, agua y vapor, respectivamente. Experimental y
naturalmente es posible que una masa de hielo cambie de fase, inclusive para llegar a vapor, todo
depende de la energía que reciba, sobre todo en forma de calor Q. 
 
 A la presión atmosférica en que vivimos, existe un valor de temperatura a la cual el hielo se funde y
cambia a la fase líquida (temperatura de fusión) y ya en fase líquida, el agua, al alcanzar otra
temperatura especial denominada de ebullición, cambia a vapor (fase gaseosa). 
 
 Lo anterior se logra con una cantidad de energía “Q” que dependerá del tamaño de la masa m que
se desea cambie de fase: 
Q α m 
 
 Existe una propiedad de cada sustancia conocida como calor latente λ o calor de transformación, en
este caso de fusión λf, cuyo valor sirve para relacionar a Q con m; es decir: 
Q = mλf 
 
 Debe ser claro que las unidades de λf son 





kg
J 
 Se entiende por sistema termodinámico , la porción del universo que nos interesa estudiar y en el
cual cuantificamos algunas de las propiedades de las sustancias que lo componen. 
Los sistemas termodinámicos pueden ser de uno de los tres tipos siguientes: 
a) abierto: permite el paso de energía y de masa, a través de su frontera. 
b) cerrado: sólo permite el paso de energía a través de su frontera. 
c) aislado: no permite el paso de masa ni de energía a través de su frontera. 
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Actividad 1 
 Si las unidades de calor latente de fusión λf, en el SI, son 





kg
J , la expresión dimensional de 
λf es: 
[λf] = ____________ 
Actividad 2 
 
 Registre la temperatura inicial de los trozos de hielo contenidos en la hielera del grupo: 
 
hinicT = _______________ [
oC] y como temperatura absoluta hinicT = ______________ [K] 
 
Actividad 3 
 
 Tome un cubo de hielo, mida su masa y registre este valor. 
 
mhielo = ____________ [kg] 
 
 Triture su masa de hielo y mézclela con una masa de agua de la llave que sea seis veces 
la masa del hielo. Anote el valor de esta masa y el de su temperatura inicial.Tinic h. Para 
favorecer la exactitud de las propiedades por cuantificar, realice la mezcla en un calorímetro. 
 Un calorímetro es un dispositivo experimental que no permite el paso de energía, en forma 
de calor, a través de su pared (denominada adiabática). Además se debe colocar un 
termómetro que nos permitirá medir la temperatura de equilibrio de la mezcla, como se 
muestra en la figura siguiente: 
 
 
 
 
Actividad 4 
 
 Registre la temperatura de equilibrio T, alcanzada por la mezcla y el lapso en que se 
alcanzó. 
 
T= [ºC] y ∆t= [s] 
masahielo= ______________ [kg] 
hinicT = ______________ [ºC] 
masaagua= ______________ [kg] 
Tinic_agua= ______________ [ºC] 
termómetro tapa 
mezcla de hielo 
con agua 
calorímetro
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 Nuestro calorímetro se comporta como un sistema termodinámico aislado, y por lo tanto en 
él: 0Q =∑ , 0W =∑ y 0E =∆ 
 
 Pero en el interior, existen intercambios energéticos que se pueden cuantificar con 
,0Q =∑ como sigue: 
0QQQQ aguaaguacambioh =+++ ↓↑ ...(1) 
 En la cual: 
 
• hQ es la energía que requirió el hielo para elevar su temperatura desde la inicial (T<0) 
hasta la temperatura de fusión que para el agua es de cero grados Celsius; es decir: 
 
( )
hinichhh T0cmQ −= ...(2) 
ch es la capacidad térmica específica del hielo. 
 
• cambioQ es la energía que requiere la masa de hielo, a 0[ºC] para cambiar de fase 
(fundirse) y quedar toda como agua líquida a 0[ºC], esto es: 
 
 fhcambio mQ λ= ...(3) 
λf es el calor latente de fusión. 
 
• ↑aguaQ es la energía que el agua líquida proveniente del cambio de fase, requirió para 
llegar a la temperatura de equilibrio T habiendo iniciado este incremento desde T0 = 0[ºC], 
algebraicamente: 
 ( )0TcmQ aguahagua −=↑ ...........(4) 
 
• ↓aguaQ es la energía en forma de calor que la masa m (=6mh) de agua líquida original tuvo 
que ceder para disminuir su temperatura desde Tinic agua hasta la temperatura de equilibrio T; 
es decir: 
( ),TTmcQ agua_inicaguaagua −=↓ .........(5) 
Notar que T<Tinic_agua, ∴ ↓aguaQ <0 
 Un principio fundamental en la Física es el de Conservación de la energía. En el contexto de la
termodinámica, este principio toma la forma particular de Primera ley de la Termodinámica: 
EWQ ∆=+ ∑∑ 
En dicha expresión, cada término significa lo siguiente: 
ΣQ es la suma algebraica de las energías en forma de calor que recibe el sistema que es de nuestro
interés. 
ΣW es la suma algebraica de las energías en forma de trabajo que recibe el sistema bajo estudio y ∆Ε
es la variación de energía que experimenta nuestro sistema; este término está formado por las
variaciones de energía: potencial, cinética e interna: 
∆Ε = ∆EP + ∆EC + ∆U 
 Para un sistema estacionario ∆EP y ∆EC son nulas. 
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 Si contamos con la información siguiente: 






∆⋅
=
Kkg
J2260chielo 






∆⋅
=
Kkg
J4186c agua 
podemos calcular las energías en forma de calor de las ecuaciones (2),(4) y (5), y la 
ecuación (3) quedaría en función del calor latente de fusión λf. 
 
 
 
 
Actividad 5 
 
 Concentre sus resultados en el espacio siguiente: 
 
hQ = 
cambioQ = 
↑aguaQ = 
↓aguaQ = 
 
por lo tanto λf (exp) ________________ 





kg
J 
 
Actividad 6 
 
 Si consultamos los libros y encontramos que λf = 334 





kg
kJ , el cual consideraremos como 
valor patrón, calcule el error de exactitud y la exactitud del valor determinado 
experimentalmente. 
 
λf (exp)= 





kg
J λf (patrón)= 





kg
J 
 
%EE= %E= 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Al sustituir los resultados obtenidos en la ecuación 1, podemos cuantificar el calor latente de 
fusión λf. 
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Práctica 12 
 
“Carga eléctrica” 
Objetivos: 
 
a) Comprender y formarse el concepto de carga eléctrica, a partir de experimentos. 
b) Conocer el principio de funcionamiento de un electroscopio. 
c) Descubrir e identificar los tipos de carga eléctrica que existen, aplicando la convención 
de Benjamín Franklin. 
 
Equipo y material: 
 
o 2 bases de soporte universal 
o 2 varillas de 1 [m] 
o 1 tira de polietileno de 50 [cm] por 3 [cm] aproximadamente 
o 1 cordón de 2 [m] aproximadamente 
o barras cilíndricas de vidrio, ebonita, acrílico, PVC y nylon 
o frotadores: piel de conejo, seda y franela 
 
 
 
 
 
 
 
 
Actividad 1 
 
 Anotar y esquematizar las interacciones (atracciones o repulsiones) entre cargas eléctricas 
estáticas 
 
 
 
 
 
 
 
Actividad 2 
 
 Con ayuda de las bases de soporte universal, las varillas y el cordón, armar un 
electroscopio. Frotar la tira de polietileno con la franela y colocar las caras frotadas frente a 
frente sobre el cordón. Observar el efecto de la presencia de carga eléctrica en la tira de 
plástico y anotar sus observaciones. 
 
 
 
Carga eléctrica: es una propiedad fundamental de la materia que permite producir y 
experimentar interacciones (fuerzas eléctricas y magnéticas). Hay de dos tipos: 
positiva (como la de los protones) y negativa (como la de los electrones) asociada a 
la carencia o exceso de electrones, respectivamente. En el SI se mide en 
coulomb = [C]. 
Electroscopio. Dispositivo que permite detectar la presencia de carga eléctrica. 
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Actividad 3 
 
 De acuerdo con la convención de Benjamín Franklin, anotar en los diagramas siguientes el 
nombre de los materiales y los signos de las cargas correspondientes, después del proceso 
de frotamiento. 
 
 
Actividad 4 
 
 De acuerdo con la actividad 1 y la anterior, identificar el tipo de carga eléctrica que se tiene 
en la tira de polietileno colocada en el cordón del electroscopio. 
 
 Carga de la tira de plástico (polietileno): ______________________ 
 
Actividad 5 
 
 Utilizando el electroscopio y apoyándose en la actividad anterior, frotar cada barra con 
cada uno de los materiales disponibles, acercar la barra con carga eléctrica a los extremos 
de la tira de polietileno y sin tocarla, concluir el signo de la carga de ésta; registrar los 
resultados en la tabla siguiente: 
 
barra 
frotador vidrio ebonita acrílico PVC nylon 
franela 
piel − 
seda + 
 
 Anotar (+ o – ) según sea el exceso de carga eléctrica de la barra después de frotarse con 
cada material. 
 Se sugiere rodar con cuidado las barras después de ser frotadas, sobre la cubierta metálica 
de la tarja, con la finalidad de neutralizar el exceso de carga que pudo haber quedado en 
ellas para evitar juicios erróneos. 
 
 
 
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Práctica 13 
 
“Corriente eléctrica y ley de Ohm” 
 
Objetivos: 
 
a) Comprender los conceptos de corriente eléctrica y diferencia de potencial eléctrica. 
b) Obtener los modelos gráfico y matemático de la diferencia de potencial entre los 
extremos de un resistor, en función de la corriente eléctrica que circula por dicho 
elemento. 
c) Obtener la exactitud en el valor experimental de un resistor tomando como valor 
patrón el dado por el fabricante. 
 
Equipo y material: 
 
o 1 fuente de poder de 0 a 40 [V] con amperímetro digital integrado. 
o 1 voltímetro analógico de 0 a 50 [V] 
o 6 cables de conexión cortos de 45 [cm] 
o 1 resistor de alambre. 
o 2 nodos de conexión. 
 
 
Corriente eléctrica i, es una cantidad física escalar que representa la cantidad de 
carga q, que circula por un elemento, en un lapso de una unidad de tiempo; es decir: 
i = 



s
C
dt
dq , [ ]A
s
C
=


 
 
Diferencia de potencial (entre dos puntos), es el trabajo W que realiza un agente 
para trasladar una unidad de carga q, de uno de los puntos al otro, dentro de un campo 
eléctrico, dividido entre el valor de la carga; es decir: 
 Vab = 



C
J
q
Wab , V
C
J
=


 
 
 
Actividad 1 
 
 Con ayuda del diagrama que sigue, armar el circuito eléctrico. Considerar que el resistor no 
tiene polaridad. 
 
 
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Actividad 2 
 
 Con ayuda del voltímetro medir la diferencia de potencial (voltaje) entre los puntos a y b; es 
decir, la que se aplique al resistor. La corriente eléctrica se deberá medir en el amperímetro 
digital de la carátula de la fuente de poder. Con las mediciones llenar la tabla que se 
muestra. 
 
I [A] Vab [V] 
0 0 
0.02 
0.04 
0.06 
0.08 
0.10 
0.12 
 
Actividad 3 
 
 Con base en los datos de la tabla anterior y con ayuda de un par de escuadras, trace la 
gráfica que relaciona a la diferencia de potencial Vab en función de la corriente eléctrica I. No 
olvide acotar los ejes y las unidades correspondientes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Actividad 4 
 
 Con el método de mínimos cuadrados, obtenga el modelo matemático que representa la 
gráfica anterior. No olvide las unidades de cada término. 
 
Modelo matemático: ________________________________________________________ 
 
 
Ley de Ohm. La diferencia de potencial Vab aplicada a un medio conductor homogéneo 
es directamente proporcional a la corriente eléctrica I que circula en él; es decir 
 Vab = R I 
donde R = resistencia, la cual se mide en ohm = [Ω] (en el SI). 
 
 
Actividad 5 
 
 Con base en la actividad 4 y la ley de Ohm, deduzca el significado físico de la pendiente 
del modelo matemático. Calcule también el porcentaje de error de exactitud para el valor del 
resistor utilizado, tomando como valor patrón el que indica el fabricante. 
 
Significado físico de la pendiente del modelo matemático: ____________________ 
 
Porcentaje de error de exactitud : _____________________ 
 
Porcentaje de exactitud : _____________________ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Práctica 14 
 
“Campo magnético” 
 
Objetivos: 
 
a) Identificar y comprender el concepto de campo magnético. 
b) Comprender el principio de funcionamiento de una brújula. 
c) Analizar las líneas de campo magnético que genera un imán. 
d) Aprender a medir la masa de un objeto con ayuda de la balanza con vernier. 
e) Aplicar el producto vectorial de dos vectores. 
 
 
 
 
 
Actividad 1 
 
 El siguiente esquema representa un imán en forma de barra. Escribir los nombres de sus 
polos y trazar algunas de las líneas de campo magnético que genera. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Actividad 2 
 
 Con la ayuda de la brújula identificar el polo norte geográfico de la Tierra, así como los 
polos magnéticos de los imanes que se le proporcionaron. Haga un esquema para cada 
imán, así como otro esquema donde se aprecien los polos magnéticos de nuestro planeta. 
Equipo y material: 
 
o 1conjunto de imanes permanentes 
o 1 balanza de 0 a 310 [g] con vernier 
o 1 brújula 
o 1 caja pequeña transparente con 
limadura de hierro 
o 1 imán de barra 
 
 
Para el profesor: 
 
o 1 caja grande con limadura de hierro 
o 1 imán permanente en forma de 
herradura 
 
polo polo 
Campo magnético: Es la región que rodea a un imán o a un conductor cuando circula corriente
eléctrica en él. Se representa por el vector B. En el SI se mide en [tesla] = [T] = 



⋅ mA
N . 
Su efecto se puede apreciar porque desvía la orientación natural de una brújula. 
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Actividad 3 
 
 Con la caja grande de limaduras de hierro, 
observar las líneas de campo magnético que 
genera el imán en forma de herradura. Hacer 
un esquema. 
 
 
Actividad 4 
 
 Con ayuda de los imanes disponibles, enunciar la “ley” básica referente a las 
interacciones (fuerzas) entre los polos magnéticos. 
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________
__________________________________________________________________________ 
 
Actividad 5 
 
 Medir la masa del conjunto de imanes permanentes proporcionado, utilizando la balanza 
con vernier. 
 
mimán = ____________________ [g] = ___________________ [kg] 
 
Actividad 6 
 
 Para los siguientes esquemas que representan dos vectores a y b que se encuentran 
contenidos en el plano de esta hoja, dibuje el vector resultante al hacer el producto vectorial. 
 
i) a x b 
 
 
 
ii) b x a 
 
 
 
 
 
 
a 
b 
a 
b 
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Práctica 15 
 
“Movimiento ondulatorio” 
 
Objetivos: 
 
d) Estructurar el concepto de onda, a través de experimentos de laboratorio. 
e) Identificar la amplitud A, la longitud de onda λ, la frecuencia f y el periodo τ en una onda 
armónica. 
f) Conocer y observar las ondas estacionarias y los diferentes modos de vibración. 
g) Obtener los modelos gráficos de la longitud de onda en función de la frecuencia y de la 
longitud de onda en función del periodo. 
h) Obtenerel modelo matemático de la longitud de onda en función del periodo en el 
movimiento ondulatorio observado. 
i) Obtener la rapidez de propagación de las ondas del inciso anterior. 
 
 
Patrón de onda estacionaria. Cuando tenemos una sucesión de ondas armónicas, de 
manera que lleguen a un punto fijo, se reflejen y se superpongan tanto la onda 
incidente como la onda reflejada, se forma un patrón de onda que se le llama 
estacionaria. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig 1 
Equipo y material: 
 
o generador de señales 
o 2 cables de conexión de 1 [m] 
o 2 bases universales 
o 2 varillas de 1[m] 
o varilla de 20 [cm] 
o varilla de 1.5 [m] 
o impulsor de ondas 
 
 
 
 
 
o 3 tornillos de sujeción 
o cuerda de longitud ≥ 2 [m] 
o juego de masas: 1 de 100 [g] y 1 de 50 [g] 
o 1 flexómetro 
 
o luz estroboscópica (uso del profesor) 
 
Onda es una perturbación en un medio por la cual se transmite energía, pero no masa. 
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Actividad 1 
 
 Arme el dispositivo que se ilustra y haga los ajustes necesarios para obtener un patrón de 
ondas estacionarias como el que se muestra, con la amplitud de la onda máxima y de 
manera que la longitud l sea de 1 [m]. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Actividad 2 
 
 Con base en el arreglo armado, mida la distancia d entre dos nodos consecutivos y la 
amplitud A de las ondas, para el patrón del modo 2. 
 
 d = ______________ [m] ; A = __________________ [m] 
 
 
Longitud de onda λ. Es la distancia más corta que recorre una onda completa, se define 
también como la distancia entre dos crestas o entre dos valles de una onda. Esta cantidad 
física se puede obtener a partir del modo de vibración, según la expresión: 
 λ = n
2l
, también se puede observar que λ = 2d 
 
 
Nodo. Punto de intersección entre las dos ondas. Se caracteriza porque en esos puntos la
cuerda permanece en su posición de equilibrio. El modo de vibración n del patrón de ondas
estacionarias, corresponde al número de lóbulos o antinodos (espacio entre dos nodos
consecutivos) que se forman en el patrón observado; en la figura se observa que n=2; es decir,
modo 2. 
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Frecuencia f. Es el número de oscilaciones que efectúa una onda, en cada unidad de 
tiempo. En el SI, se mide en: ciclo / segundo = [s- 1] = [hertz] = [Hz]. 
 
Periodo τ. Es el tiempo que emplea una oscilación completa en ocurrir; es decir, se calcula 
como: 
 τ = 
f
1 [τ]u = [s] 
Como τ corresponde a un lapso, en el SI, se mide en segundos. 
 
Rapidez de propagación “v” de la onda . Considerando que la rapidez de propagación es 
constante, ésta se puede calcular como: 
 
v = 
τ
λ o bien: v = f λ 
 
Actividad 3 
 
 Determine la longitud de onda, la frecuencia, el 
periodo y la rapidez de las ondas generadas, para el 
modo n=2, de la figura 2. 
 
 λ = _______________________ [m] 
 
 f = _______________________ [Hz] 
 
τ = _______________________ [s] 
 
v = _______________________ [m/s] 
 
Actividad 4 
 
 Modifique la frecuencia de manera que se generen varios patrones de onda estacionaria, como se 
ilustra en la figura 3 y complete la tabla. 
 
n d [m] λ [m] f [Hz] τ [s] v [m/s] 
1 
2 
3 
4 
5 
6 
Fig. 3 
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Actividad 5 
 
 Elabore una gráfica de la longitud de 
onda en función de la frecuencia. 
Identifique y escriba el nombre del tipo de 
curva que resulta. 
 
Tipo de curva: ______________________ 
 
Actividad 6 
 
 Elabore una gráfica de la longitud de 
onda en función del periodo. Escriba qué 
tipo de curva resulta y si es lineal o no, 
determine el modelo matemático con 
ayuda del método de mínimos cuadrados. 
 
Tipo de curva: ______________________ 
 
Modelo matemático: _________________ 
 
Actividad 7 
 
 Anote el significado físico de la pendiente del modelo matemático anterior y con ello 
determine la rapidez de propagación de las ondas. 
 
 m = _____________________________ 
 
 v = __________________________ [m/s] 
 
Actividad 8 
 
 Establezca cualquier modo de vibración de manera que la amplitud de la onda sea lo más 
grande posible. Con ayuda de su profesor acerque la luz estroboscópica y observe el 
fenómeno cuando la frecuencia de la luz coincide con la frecuencia del generador de 
señales. En las líneas siguientes anote las conclusiones de esta experiencia. 
 
Conclusiones: 
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________