Informe de laboratorio 2: gráficas

INFORME DE LABORATORIO 2: GRÁFICAS

WILSON ANDRÉS CASTILLO ASCANIO

DAVINSON JAVIER CASTILLO AMAYA

PRESENTADO AL DOC.

RODIAN ENRIQUE TAPIA ROYERO

UNIVERSIDAD POPULAR DEL CESAR (U.P.C)

MECÁNICA

2015

INTRODUCCIÓN

La física en su intento de describir ordenadamente los hechos que acontecen en lanaturaleza, utiliza las matemáticas como lenguaje y como herramienta.Fundamentalmente la teoría de funciones es la que da un aporte más rico a las pretensiones de la física, puesto que ella es la que contiene la idea de conexión, relación dependencia entre elementos de distintos conjuntos. En esta práctica se utilizarán las gráficas y la teoría de funciones en general, para encontrar la relación entre las variables que intervienen en el experimento y, al mismo tiempo, observar más fácilmente la variación de las mismas. De esta forma, utilizar las gráficas como una herramienta para obtener información física de un conjunto de datos.

OBJETIVO GENERAL

La finalidad de esta práctica es estudiar el empleo de las gráficas para la obtención de las relaciones funcionales entre dos magnitudes físicas.

OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Realizar graficas mediante valores experimentales obtenidos

Análisis de la ecuación de la recta

Determinar la contante de elongación de un resorte

MARCO TEÓRICO

La física por ser unas de las ramas de las ciencias naturales es experimental y cuantitativa, es decir, en el trabajo del laboratorio se tendrá la necesidad de medir magnitudes físicas disponiendo así de datos experimentales. Es una norma elemental que dichos datos, deben ser presentados en forma clara y ordenada, y la mejor forma de lograr esto es ubicar los datos en tablas, de modo que en ellas se destinen diferentes columnas a cada conjunto de datos. La realización de tablas de valores no se limita necesariamente a los datos que se recogen directamente en el trabajo experimental, sino que puede extenderse a los resultados de efectuar operaciones con dichos datos. Además, pueden disponerse de columnas para colocar en ellas el error siempre que éste sea diferente en cada medición. Para mayor información, las tablas de datos deben poseer un título y deben aparecer las magnitudes con sus unidades de medida. Como ejemplo se presenta la siguiente tabla de valores de un experimento en el cual se midió la extensión de un alambre de cobre como función de una masa m suspendida de él.

REPRESENTACIÓN GRÁFICA

Una vez tabulados los datos así como los valores de las magnitudes calculadas, es conveniente representar los resultados en un gráfico. La representación gráfica viene a ser lo más representativo del fenómeno que se está estudiando y en su interpretación se reflejará el comportamiento límite del fenómeno bajo las condiciones en que se realizó y además algunas informaciones matemáticas como por ejemplo la función matemática que mejor lo representen. Además, la representación gráfica permite obtener valores que aún no han sido obtenidos experimentalmente, es decir, valores entre puntos. Dicho proceso se llama interpolación. El proceso para obtener valores fuera del intervalo experimental recibe el nombre de extrapolación.

REGLAS PARA GRAFICAR

Los ejes deben llevar claramente las magnitudes que en ellos se representan y las unidades correspondientes.

Elegir las unidades en los ejes coordenados de modo que permitan leer e interpretar con facilidad. Es conveniente en general, que el origen aparezca en el gráfico. No obstante, las escalas pueden reemplazarse cuando los datos experimentales están en un intervalo que así lo requiere.

Debe usarse el eje de la abscisa para la variable independiente (aquella que es controlada por el experimentador) y el eje de la ordenada para la variable dependiente. Por ejemplo, si medimos la longitud de una barra metálica al variar la temperatura, se busca a la función l = f (T), entonces es conveniente usar el eje x para T y el eje y para l.

Los valores experimentales no deben ser graficados como un punto sino que hay que representar “el error con el cual se obtuvo dicho valor”. Para ello se usan cruces, cuadrados, círculos, rectángulos, etc., centrados en el valor.

La recta o curva que representa la función que siguen los puntos, debe tratarse de modo que sea lo más representativo posible del fenómeno.

ANÁLISIS GRÁFICO

En el análisis de un problema físico se puede partir de la teoría que predice una cierta ley física la cual se expresa con una ecuación cuya forma matemática nos guiará al analizar la forma del gráfico. Es decir, graficando los valores experimentales se tendrán una curva uniforme que muestra la tendencia de los puntos. Enseguida se compara la forma de la curva obtenida, con aquello predicho teóricamente. Si concuerdan, ello corresponde a una comprobación experimental de la ley física considerada. La función matemática más simple es la línea recta y es por ello que tiene gran importancia en el análisis de datos experimentales. Por lo tanto es útil linealizar la curva cuando ésta no sea una recta.

IMPORTANCIA DE LA LÍNEA RECTA

De una curva es muy difícil deducir cuál es la ecuación que podría representar mejor los resultados.

Es fácil extrapolar más allá de un rango de valores medidos. Sólo se necesita una regla.

Determinando la pendiente y la intersección con el eje y, se puede deducir valores numéricos de constantes que obteniéndolos de curvas, resulta muy difícil. A continuación se darán ejemplos de gráficos que en determinadas escalas permiten obtener relaciones lineales.

Para una buena presentación de informe es necesario mostrar limpios y claros gráficos y tablas. Los gráficos siempre se deben mostrar con un tıtulo claro o un pie extenso, numerados para luego referirse a ellos. También deben llevar los ejes rotulados con las respectivas unidades. Con cada grafico debe mostrarse la tabla asociada de valores. Si los datos son muy extensos se pueden poner un apéndice. En las tablas debe ir el nombre de la magnitud física con su unidad correspondiente y la incertidumbre asociada a ella. Si la incertidumbre es la misma para todos los datos, puede ser nombrada en alguna parte del texto.

PROCEDIMIENTOS

PARA RESORTE Y SOPORTES

Lo primero que se realizó fue realizar el montaje necesario para realizar el procedimiento.

Luego se procedió a medir con una cinta métrica la longitud del resorte sin ningún individualmente.

Luego se procedió a adicionarles objetos al resorte en los cuales se conocía su masa.

Por cada objeto se procedió a medir el resorte con su alargue que este poseía.

En total se adicionaron 10 objetos con diferentes masas, todas ellas fueron medidas.

Luego de esto se tabularon los valores y se realizaron los procedimientos necesarios.

RELACION ENTRE VOLUMEN Y MASA DE UN LIQUIDO

En este caso ya con los materiales necesarios para el procedimiento se procedió a determinar la masa de la probeta vacía.

Luego se comenzó a agregar agua, 20 ml fue el volumen inicial y 250 ml fue el volumen inicial.

Al momento de denotar la masa del volumen examinado siempre se restó a este valor la masa de la probeta vacía.

Luego se tabularon los resultados correspondientes.

RELACION ENTRE EL RADIO Y EL VOLUMEN DE LA ESFERA.

Principalmente se tomaron 10 esferas de diferentes tamaños y mediante un calibrador se procedió a medir el diámetro de estas.

Luego de esto se dividió entre dos el valor del diámetro para hallar el radio de dichas esferas.

Luego se procedió a agregar 20 mililitros de agua en una probeta y se fueron adicionando individualmente cada esfera y mirando cuantos mililitros en este caso, aumentaba y ese valor se tomó como el volumen de la esfera.

Luego se anotaron y se tabularon los respectivos datos.

ANALISIS DE RESULTADOS

PARA RESORTE Y SOPORTES.

En este caso luego de haber independientemente observado cada masa de los objetos (en este caso en gramos) se puede hallar la fuerza aplicada al resorte mediante la fórmula:

F =M*G

Dónde:

F = Fuerza (en dinas)

M = Masa(en gramos)

G = Gravedad(980 cm/s2)

Entonces:

Objeto 1:

Masa = 25 g

FUERZA= (25 g) (980cm/s2) =24500 Dinas.

Objeto 2:

Masa = 50 g

FUERZA= (50 g) (980cm/s2) =49000 Dinas.

Objeto 3:

Masa = 75 g

FUERZA= (75 g) (980cm/s2) =73500 Dinas.

Objeto 4:

Masa =100 g

FUERZA= (100 g) (980cm/s2) =98000 Dinas.

Objeto 5:

Masa = 125 g

FUERZA= (125 g) (980cm/s2) =122500 Dinas.

Objeto 6:

Masa =150 g

FUERZA= (150 g) (980cm/s2) =147000 Dinas.

Objeto 7:

Masa = 175 g

FUERZA= (175 g) (980cm/s2) =171500 Dinas.

Objeto 8:

Masa = 200 g

FUERZA= (200 g) (980cm/s2) =196000 Dinas.

Objeto 9:

Masa = 225 g

FUERZA= (225 g) (980cm/s2) =220500 Dinas.

Objeto 10:

Masa = 250 g

FUERZA= (250 g) (980cm/s2) =245000 Dinas.

Para hallar ΔX (Variación del alargue del resorte) en este caso en

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