Analisis de un experimento. Facultad de Ciencias Básicas, Departamento de Física

ANÁLISIS DE UN EXPERIMENTO

German Pelaez, Sebastián Vásquez

Facultad de Ciencias Básicas, Departamento de Física

UMNG

u0501062@unimilitar.edu.co, u0501067@unimilitar.edu.co 

1. OBJETIVOS

1.1 OBJETIVO GENERAL

• Analizar la relación que existe entre dos variables físicas en un experimento, identificando el modelo que mejor se ajusta a los datos presentados en la presente guía de laboratorio.

1.2 OBJETIVOS GENERALES

• Identificar las variables medibles en un experimento de vaciado de tanque (experimento 1), densidad atmosférica (experimento 2) y su posible relación empírica.

• Consultar el modelo teórico que relaciona las variables involucradas, como nivel del fluido, forma del recipiente, tamaño del recipiente, tiempo en vaciar el tanque, etc.

• Con una serie de datos previos a la práctica (Tabla 1 y 2) graficar los mismos y obtener la regresión apropiada de los datos experimentales todos estos hechos en papel milimetrado, semilogarítmico o logarítmicos según sea el caso y encontrar la ecuación que relaciona las variables haciendo los cálculos pertinentes.

• Con la ayuda de un software obtener las gráficas y regresiones del ítem anterior y comprobar que los resultados son equivalentes.

1. MARCO TEÓRICO.

EXPERIMENTO 1

Se quiere relacionar en un laboratorio de física la relación entre el tiempo en que se demora en vaciarse por completo un tanque de forma cilíndrica que contiene un fluido no viscoso con la altura del fluido dentro del recipiente como se muestra en la figura 1:

[pic 2]

Figura 1: Representación gráfica del experimento.

Cuando se realiza el análisis de un experimento es de vital importancia reconocer el modelo que se va a emplear, por ello primeramente se deben reconocer las variables en el problema de investigación, estas variables son descritas por Namakforoosh como conceptos considerados dentro de una serie de valores, los cuales tienen un propósito de investigación sustancial, hacer una distribución e identificación rigurosa de variable dependiente e independiente [1].

Las variables dependientes son aquellas donde el investigador desea explicar el cambio ocurrido en la variable dependiente, de manera que puede afirmarse que la variable dependiente es el resultado esperado de las variables independientes, por lo que la diferenciación entre las variables (dependientes e independientes) es analítica y siempre se basa en el objetivo propuesto [1].

Estos elementos conducen a la elaboración de un modelo matemático que consiste en representar la relación entre los parámetros que actúan como variables dependientes e independientes dentro de la investigación [2].

En términos matemáticos, las variables poseen un orden determinado, como se muestra a continuación:  

  y = f (x) (ecuación 1)

Donde y se considera como variable dependiente de x (variable independiente), y se menciona como: y es una función de x [3]. 

Para la práctica realizada se introduce el término de presión hidrostática, como principio de Pascal.

PRINCIPIO DE PASCAL

El principio de pascal afirma que, si se aplica una presión externa a un fluido confinado, la presión en todo punto dentro del fluido aumenta por dicha cantidad [4].

[pic 3]

Figura 2: Representación gráfica del principio de pascal.

La ecuación aplicada en el principio es una igualdad:

P1= P2            F1\ A1=F2\A2[pic 4]

(ecuación 2)

1. MATERIALES Y METODOS.

3.1 MATERIALES.

A continuación, se muestras los materiales empleados en la práctica.

3.1 DESCRIPCIÓN GENERAL DE LA PRACTICA.

La práctica se dividió en dos partes, la primera parte consistió en realizar la toma de datos del montaje realizado, en este caso el montaje representaba la simulación de un tanque lleno de agua, para este montaje se utilizaron los siguientes materiales: un soporte universal, una probeta de 140 cm con un orificio en la parte inferior por donde se dejaba salir el agua, una masa (lámina de icopor) para de esta manera observar el principio de pascal, además también se implementó el usó de cinta para realizar una marcación cada 5 centímetros obteniendo así la distancia, un cronometro para medir el tiempo que tardaba el tanque en vaciarse, seguido de realizar el montaje se procedió a realizar la toma de datos, este procedimiento se realizó 5 veces donde se realizó la toma de un video para tener la certeza de los datos tomados, seguido de esto se procedió a tomar el diámetro del tanque, este presentaba dos (el diámetro total del tanque y el diámetro del orificio por donde salía el agua).

La segunda parte de la practica consistió en una explicación por parte del docente donde se realizó la aclaración de los diferentes conceptos empleados durante la práctica, además de esto también el docente explico las fórmulas y cálculos que se debían tener en cuenta en el transcurso de esta práctica, finalizada la explicación por parte del docente se procedió a realizar los cálculos

4. TABLAS, CALCULOS Y GRAFICAS.

[pic 6]

Tabla 1. Datos obtenidos del vaciado del tanque, ejemplo número 1 guía de laboratorio.

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