Fisca General

Informe de laboratorio de Física

Angela María Murcia

angelamariamurcia@gmail.com – 318 375 9321

Marilin Laserna Díaz

Estefanips1@gmail.com - Cel. 314 206 9266 - 3007409

Estefany Pinto Solano

marisol_mms@hotmail.com - Cel. 300 437 0004

Deison Iván Londoño

deison2005@yahoo.es - Cel. 320 895 2663

Abstract

This document contains the report of the Lab 1 on September 29, 2013, in which we obtained information about the relationship of proportionality between different magnitudes and management of measuring instruments used in the laboratory to measure lengths. Checks were also carried out some of the laws of kinematics, laws of uniformly accelerated motion and parabolic motion.

Resumen

Este documento contiene el reporte de la práctica de laboratorio 1 realizada el 29 de Septiembre de 2013, en la que se obtuvo información acerca de la relación de proporcionalidad entre diferentes magnitudes y el manejo de instrumentos de medición utilizados en el laboratorio para medida de longitudes. Además se realizaron comprobaciones de algunas de las leyes de la cinemática, leyes del movimiento uniformemente acelerado y movimiento parabólico.

Introducción

Después de haber realizado el respectivo estudio de los temas de la unidad 1 del módulo de Física General y haber revisado las guías de laboratorio proporcionadas por el tutor del curso, se procedió a la ejecución de 5 prácticas de laboratorio en las cuales se realizaron experimentos sobre proporcionalidad directa e inversa, instrumentos de medición, cinemática, movimiento uniformemente acelerado y movimientos en dos direcciones. Esta información se procesó de acuerdo a las guías de laboratorio y los resultados se documentan a continuación.

Proporcionalidad

2.1 Realice la gráfica de masa-líquido Vs Volumen.

2.2 Determine la relación de proporcionalidad en el gráfico anterior utilizando un método de regresión lineal.

2.3Encuentre la ecuación experimental a partir de la gráfica.

2.4 Calcule la constante de proporcionalidad e indique sus unidades.

2.5 Indique qué variable física representa la constante de proporcionalidad en la práctica.

2.6 Determine la densidad de la sustancia a partir de la medición con un picnómetro y compare este valor con la constante de proporcionalidad obtenida.

2.7 Compare la densidad del H2O con la densidad del alcohol e indique de que depende esta diferencia.

2.8 Analice las causas ambientales que pueden influir en la densidad de un líquido (Ejemplo: temperatura, presión, etc.)

2.9 Describa tres situaciones físicas en las cuales la relación entre las magnitudes sea de proporcionalidad directa.

2.10 Describa tres situaciones físicas en las cuales la relación entre las magnitudes sea de proporcionalidad inversa.

2.11 Realice un análisis de la práctica y sus resultados.

Instrumentos de Medición.

3.1 Realice el dibujo de cada pieza y calcule su volumen teniendo en cuenta el uso de cifras significativas y los sistemas de unidades. Especifique el procedimiento (forma de calcular) para cada caso.

3.2 Compare las medidas obtenidas con el tornillo micrométrico y el calibrador.

3.3 Determine y realice los cálculos de error en la medición que se pueden tener con los dos instrumentos.

3.4 Explique qué es exactitud y precisión e indique cómo son aplicados en la práctica.

3.5 Realice el análisis de sus resultados

3.6 Conclusiones de la práctica

Movimiento en una dimensión

4.1 ¿Qué diferencia hay entre la caída libre de un objeto en la Tierra y la Luna?

4.2 Realice los cálculos de velocidad final y gravedad teniendo en cuenta las ecuaciones de movimiento.

4.3 Grafique V vs t, analice qué representa el área bajo la curva.

4.4 Grafique H vs t, H vs t2 y g vs t, realice el análisis respectivo de cada una de ellas e indique qué representa cada gráfica.

4.5 ¿Cuáles serían los resultados obtenidos, si se aumentara la masa del balín que está cayendo?

4.6 Realice el análisis de sus resultados.

4.7 Conclusiones

Movimiento en Dos Dimensiones

En la vida real, el movimiento de un objeto se realiza en el plano y de manera más general en el espacio. Cuando un objeto se lanza cerca de la superficie de la tierra, y este forma un ángulo de inclinación con la horizontal, su trayectoria parabólica se puede describir como la composición de dos movimientos, uno en el eje horizontal: Movimiento Rectilíneo Uniforme (MRU) y un Movimiento Uniformemente Acelerado (MUA) en el eje vertical. ¿Cuáles son las características de cada uno de estos movimientos?, ¿En qué se diferencian dichos movimientos?, ¿Qué consecuencias tendría tener sólo uno de los movimientos?.

Con el objetivo de verificar experimentalmente las características de un movimiento bidimensional de tipo parabólico se realizó una práctica en el laboratorio en la cual se utilizaron los siguientes materiales:

Cañón para el estudio del movimiento parabólico.

Esfera de acero.

Papel Carbón.

Mesa

El procedimiento realizado en el laboratorio fue el siguiente:

Se cubrió la mesa con el papel carbón.

Se configuró el cañón en una posición de 45° apuntando en dirección a la mesa.

Se colocó la esfera de acero dentro del cañón.

Se ejecutó el disparo de la esfera.

Se midieron tres valores involucrados en el tiro parabólico: el ángulo, la velocidad inicial y el alcance máximo. La velocidad inicial se tomó con un sensor que viene incorporado en el cañón. La configuración del equipo experimental para tiro parabólico se puede apreciar en la figura 17.

Se realizaron mediciones para disparos ejecutados a 30° y 60°.

Como resultado de la experimentación en el laboratorio, se obtuvieron los siguientes datos.

Ángulo Velocidad Inicial Alcance Máximo Experimental

30° 2,35 m/s 0,472m

45° 2,31 m/s 0,565m

60° 2,32m/s 0,469m

5.1 Realice el diagrama de los vectores velocidad (Vx y Vy) y aceleración y señale cómo cambian a lo largo de la trayectoria seguida por el balín.

Velocidad en X: La velocidad en el eje X es constante durante toda la trayectoria del balín.

Velocidad en Y: El balín sale disparado hacia arriba, con una aceleración negativa por lo que la velocidad en el eje Y va disminuyendo hasta que el balín alcanza su altura máxima. Cuando el balín alcanza su altura máxima, la velocidad en Y es igual a cero. Después el balín vuelve a acelerar en bajada, esta vez con aceleración positiva hasta llegar nuevamente al piso.

Aceleración: En el movimiento parabólico solo interviene la aceleración que produce la gravedad en el balín. Cuando el balín va en subida, la aceleración es negativa y provoca que la velocidad de subida vaya disminuyendo hasta llegar a 0. Luego, la aceleración del balín se vuelve positiva cuando éste empieza a caer a causa de la gravedad y por ende la velocidad de bajada del mismo, también aumenta.

5.2 Determine el valor de las componentes de la velocidad inicial.

Las componentes de la velocidad inicial son V_ox y V_oy. A continuación se especifica el procedimiento para hallar el valor de dichas componentes.

V_ox=V_o cosθ

V_ox=2,31m⁄s*cos45°

V_ox=2,31m⁄s*0,71

V_ox=1,64m⁄s

V_oy=V_o senθ

V_oy=2,31m⁄s*sen45°

V_oy=2,31m⁄s*0,71

V_oy=1,64m⁄s

5.3 Determine el alcance horizontal máximo alcanzado por el proyectil como función del ángulo de inclinación, y compare el resultado obtenido con el valor medido ¿Qué puede concluir?

X_max=(〖(V_o)〗^2 sen2θ)/g

X_max=((2,31 m⁄s)^2 sen2(45°))/(9,8 m⁄s^2 )

X_max=(5,34 m^2⁄(s^2*) sen90°)/(9,8 m⁄s^2 )

X_max=(5,34 m^2⁄(s^2*) 1)/(9,8 m⁄s^2 )

X_max=(5,34 m^2⁄s^2 )/(9,8 m⁄s^2 )

X_max=5,34m/(9,8 )

X_max=5,34m/(9,8 )

X_max=0,54m

El alcance máximo X_maxdel balín, en función del ángulo de tiro 45° es 0,54m.

X_max Valor Medido X_max Valor en función del ángulo de tiro

0,56 m 0,54 m

Al comparar las medidas se observa una diferencia entre el valor medido y el valor calculado en función del ángulo de tiro lo que evidencia la presencia de error en la medición de la distancia máxima.

5.4 Determine la altura máxima alcanzada por el proyectil como función del ángulo de inclinación, (Especifique el procedimiento utilizado para realizar dichos cálculos).

Y_max=(〖(V_o)〗^2 〖(senθ)〗^2)/2g

Y_max=(〖(2,31 m⁄s)〗^2 〖(sen 45°)〗^2)/(2(9,8 m⁄s^2 ))

Y_max=(5,34 m^2⁄s^2 *〖(0,71)〗^2)/(19,6 m⁄s^2 )

Y_max=(5,34 m^2⁄s^2 *0,50)/(19,6 m⁄s^2 )

Y_max=(2,67 m^2⁄s^2 )/(19,6 m⁄s^2 )

Y_max=(2,67m )/19,6

Y_max=(2,67m )/19,6

Y_max=0,14m

5.5 Determine el tiempo de subida y de bajada del proyectil, ¿Son iguales?¿Por qué? (Especifique el procedimiento

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