LABORATORIO PRACTICO FISICA SESION 1
PRESENTADO POR MARIA MONICA BARRERO GOMEZ
TUTOR: JOHAN CRUZ
CURSO: FISICA GENERAL
UNIVERSIDAD UNAD ABIERTA Y A DISTANCIA BOGOTA 18 DE MARZO 2017 INTRODUCCION
En el informe se desarrollaran datos de como aprender y a utilizar ciertos instrumentos para hallar algunos valores se conocerán conceptos y fórmulas para el desarrollo del componente practico. La importancia del componente practico laboratorio sección 1 de física en donde se expone conceptos como lograr y La densidad que es definida como el resultado entre la masa y el volumen de la sustancia que se trate. En esta práctica se determina la densidad de tres elementos y se calcula mediante recursos dados. También en este informe se estudia la fuerza de un cuerpo atraído por la gravedad se llama caída libre cuando un cuerpo se deja caer siendo su velocidad inicial cero en este informe se harán cálculos que comprueben los procedimientos para hallar el valor.
OBJETIVO ESPECÍFICO
Comprender cada concepto y análisis de fórmulas, aprendizaje de uso de instrumentos dados en el laboratorio comprensión y desarrollo de las 3 secciones vistas. OBJETIVOS
Determinar la densidad en los cuerpos o masas. Hallar métodos para hallar volúmenes Verificar el tiempo y distancia en la caída libre
MARCO TEORICO
DENSIDAD 1
densidad es una propiedad específica para cada sustancia. Es la relación entre la masa y el volumen de la sustancia, y su valor se obtiene mediante la siguiente expresión: Densidad = Masa x Volumen Las densidades se utilizan para distinguir entre dos sustancias e identificar una sustancia determinada .La masa se mide generalmente en gramos y el volumen en cm3 o ml. Las unidades de densidad están dadas: S olidos o líquidos: g/ cm3, g/ml o kg/m3.Gases: g/dm3.Al aumentar La temperatura, la densidad disminuye y esto es así porque todas las sustancias se expanden con el calor, por lo que el volumen aumenta y por consiguiente la densidad disminuye. Densidad Relativa o Peso Específicos una medida estrechamente relacionada con la densidad. Se define como la relación de la densidad de una sustancia con la densidad del agua, que se toma como patrón de referencia. Para expresar la densidad relativa de los sólidos y los líquidos, se utiliza como patrón de referencia la densidad del agua a 4℃, que es igual a 1g/ml .Para el cálculo de la densidad.
LA FÓRMULA DE LA DENSIDAD
TIR O PARABÓLICO
Caída libre: se denomina caída libre al movimiento de un cuerpo bajo la acción exclusiva de un campo gravitatorio. Esta definición formal excluye a todas las caídas reales influenciadas en mayor o menor medida por la resistencia aerodinámica del aire, así como a cualquier otra que tenga lugar en el seno de un fluido; sin embargo es frecuente también referirse coloquialmente a éstas como caídas libres, aunque los efectos de la viscosidad del medio no sean por lo general despreciables. TIRO PARABOLICO
El movimiento parabólico es bidimensional y recibe este nombre por el movimiento parabólico que este hace al proyectarse hacia alguna dirección un ejemplo muy claro de tiro parabólico es cuando un misil es lanzado desde su origen hacia un punto final que sería el blanco. En realidad son objetos que se mueven en un plano donde hay gravedad, el movimiento del tiro parabólico es elíptico y en la tierra es tan parecido a una parábola que podemos calcular muy bien su trayectoria usando la ecuación matemática de una parábola pero la ecuación de una elipse es un poco más compleja que la anterior. El movimiento parabólico puede ser de analizado como la composición de dos movimientos que serían: a) Un movimiento rectilíneo uniforme (horizontal) b) Un movimiento rectilíneo uniforme acelerado (vertical) Un tiro parabólico siempre tiene que cumplir con las siguientes características: a)
Velocidad de salida inicial
b) Angulo de elevación inicial c) Alcance d)
El objeto tiene una velocidad (x)
PROCEDIMIENTO
Determine la masa “m” de la columna de madera, colocando la columna en un plato de la balanza y en el otro las masas del set de masas, hasta que la balanza se encuentre en equilibrio y registres esos valores en la tabla 1. Objeto
m(g)
Cubo rectangular Cilindro madera
redondo
de
esfera
radio(cm)
altura (cm)
diámetro (cm)
V(cm3)
ρ (g/cm3)
60
0.983
5.56
2.1
108.13
0.6
3.04
0.752
5.11
1.5
36.10
0.08
27.01
0.992
1.99
1.99
4.12
6.55
1. ¿Qué puede afirmar acerca de la densidad de la columna de madera en comparación con las columnas metálicas? Que la densidad de la madera es menor la metálica es mayor 2. ¿Qué proceso diferente al realizado en la presente práctica, permite determinar la densidad de otros materiales? Determinar la densidad de un material líquido Para determinar la densidad de un sólido se tiene que hallar su masa en una balanza. Su volumen se podrá conocer, para sólidos regulares midiendo sus dimensiones y utilizando las fórmulas ya conocidas; pero si es un sólido irregular, se sumerge en una probeta graduada que contiene un volumen de un líquido, en el cual el sólido sea insoluble previamente medido. El volumen desplazado es el volumen del sólido. Para hallar la densidad de líquidos y soluciones se sigue un procedimiento similar para ambas sustancias. Su volumen se mide en una probeta por ejemplo y su masa se conoce pesando primero la probeta y luego se pesa con un determinado volumen de las sustancias, la diferencia en pesos es el peso de la sustancia. Cabe anotar que la densidad de una solución depende de la concentración de la misma.
Determinar la densidad de un fluido Para un cuerpo en equilibrio que flota sobre la superficie de un líquido, tenemos que el peso es igual al empuje mg=rfVg Conocida la masa del cuerpo y el volumen de la parte sumergida, podemos determinar la densidad del líquido. En esto se basan los aerómetros o flotadores de masa conocida que se sumergen en el líquido de densidad desconocida. Disponen de una escala graduada, que nos proporcionan mediante lectura directa la densidad del líquido. La superficie libre del líquido marca el valor de la densidad en la escala del aerómetro. Dependiendo de la aplicación concreta los aerómetros reciben nombres específicos: alcoholímetros, sacarímetros, etc. ¿Hay sustancias cuya densidad sea mayor que la del acero? ¿De qué características físicas depende que existan estos materiales con mayor densidad? El mercurio es un metal pesado es el único elemento metálico que es liquido con una densidad elevada 13,53 g/cm³. ¿Cómo calcular la densidad de un gas? La densidad se calcula dividiendo la masa de una sustancia por su volumen. Aunque la densidad de los sólidos y líquidos normalmente usa la unidad gramos/mililitro, la densidad de los gases usa la unidad gramos/litro. Ésto es porque los gases contienen mucho espacio vacío y son mucho menos densos que los sólidos y los líquidos. Para calcular la densidad de un gas, lo más sencillo es calcular la densidad de una cantidad determinada, específicamente, un mol. Haya el peso Divide el peso atómico por 22,4 litros/mol, que es el volumen molar de un gas (en condiciones normales de presión y temperatura). El resultado, que es la densidad del gas, estará expresado en gramos por litro. www.monografias.com
INFORME
El primer paso fue la exposición de rubrica de trabajo y familiarizarnos con el tutor luego la entrega de elementos para desarrollo de los ejercicios se trabaja para encontrar los datos de la esfera, el cilindro .luego se pasó a clasificar y tomar primero el volumen luego la masa y densidad. Se toma pesos con la balanza masas y con el calibrador se toman medidas. Balanza y la esfera
Balanza y elemento rectangular
Balanza y el cilindro
Medidas con el calibrador
PARTE 2 CAIDA LIBRE E l ejercicio fue tomando en una tabla datos del punto cero y la velocidad haciendo una tabla de datos de los resultados
. Altura (cm) 100 90 80 70 60 50 40 30
tiempo(s) 0.447 0.439 0.398 0.372 0.343 0.312 0.279 0.239
20 10
0.191 0.132
Tiro parabólico Se hicieron varios intentos con este se tomaron 3 veces datos con el mismo Angulo de tres diferentes ángulos también. Posición 1(primera) 1(segunda) 2(primera) 2(segunda) 3(primera) 3(segunda) 1(primera) 1(segunda) 2(primera) 2(segunda) 3(primera) 3(segunda) 1(primera) 1(segunda) 2(primera) 2(segunda) 3(primera) 3(segunda)
velocidad (m/s) 2.29 2.26 3.33 3.35 4.31 4.31 2.24 2.32 3.20 3.31 4.13 4.18 2.27 2.31 3.12 3.09 4.25 4.19
Angulo(°) 45 45 45 45 45 45 30 30 30 30 30 30 60 60 60 60 60 60
TIRO PARABOLICO
Distancia 65.1 64.5 1.37 1.37 2.26 2.31 57.3 60.6 1.14 1.22 1.91 1.97 59 60.5 1.10 1.07 2 2
1 Utilice las Ecuaciones (2.5) y (2.6) para calcular los valores de la altura máxima y alcance máximo ( y Máx y x Máx ); registre los valores obtenidos en la Tabla 2.1. (Debe repetir el mismo procedimiento para los tres ángulos). Tabla 2.1 Datos de la velocidad inicial, alcances máximos y tiempo de vuelo del balín.
senθ ¿2 ¿ sen 45 ¿2 ¿ 2,27 ¿ 2 ¿ ¿ v o ¿2 ¿ ¿ y max =¿ 2
v o ¿ sen 2θ ¿ 2 2,27 ¿ sen 2( 45) ¿ ¿ ¿ x max =¿ v 0 x =v 0 cos θ=2,27 cos 45=1,5 v 0 y =v 0 sin θ=2,27 sin 45 =1,5
Θ [Grados]
Θ1=45 Θ2=30 Θ3=60
v0 [m/s] Sensor 2,27 3,10 2,29
v0 x [m/s] Fórmula 1,5 2,6 1,14
v 0 y [m/s] Fórmula 1,5 2,17 1,9
x Máx [m] Regla 0,52 1,18 0,60
x Máx [m] Fórmula 0,64 0,84 0,50
y Máx
tv
[m] Fórmula 0,12 0,12 0,19
[s]
2 A partir de la ecuación de la componente vertical de la velocidad, Ecuación (2.4), deduzca la expresión para el tiempo de vuelo ( t v ), teniendo en cuenta los siguientes principios del lanzamiento de proyectiles:
● Exactamente en la mitad de la trayectoria, el proyectil alcanza su punto más alto ( y Máx ). ● En el punto más alto la componente vertical de la velocidad ( v y ) es igual a cero. ● El tiempo de ascenso de proyectil, desde que se lanza hasta el punto más alto, es exactamente igual al tiempo de descenso desde el punto más alto hasta el punto más bajo (aclarando que estos dos puntos se encuentran sobre la misma horizontal).
t=
2 vo y g
3 Calcule los valores de las componentes de la velocidad ( v x
y
v y ) de uno de los tres t v /6 , t v /4 , t v /2 ,
ángulo (Seleccione entre Θ1, Θ2 y Θ3), para los tiempos 0, 3 t v /4 , 5 t v /6 y t v (donde t v es el tiempo de vuelo del balín) y escríbalos en la Tabla 2.2.
Componente en X V o x=V o cos Θ V o x=2,27 cos 45=1,6 m
Componente en Y V o y=V o Sen Θ V o y=2,27 Sen 45=1,6 m
Tiempo de vuelo t=
2 V o Sen Θ g
t=
2 ( 2,27 ) Sen 45 =0,32 s 9,8 m/ s
Tiempo de vuelo [s]
45°
0 t v =0 s
tv =¿ 0, 6 054 s
tv =¿ 4 0,08
tv =¿ 2 0,16
3tv =¿ 4 0,24
5tv =¿ 6
t v =¿ 0,32
0,26
vx vy vx vy vx vy vx vy vx vy vx vy vx vy Componente s de la 0 0 0,26 0,2 0, 0, 0,8 0, 1,2 1,2 1.3 1. 1, 1,6 velocidad 6 4 4 8 3 6 [m/s] ¿ ⃗v ∨¿1=¿ ¿ ⃗v ∨¿2=¿ ¿ v⃗ ∨¿3=¿¿ ⃗v ∨¿4 =¿ ¿ ⃗v ∨¿5=¿ ¿ ⃗v ∨¿6=¿ ¿ ⃗v ∨¿7=¿ Módulo de ¿ ¿ ¿ ¿ ¿ ¿ ¿ la velocidad [m/s]
4 Realice una gráfica del Módulo de la Velocidad |´v| contra tiempo y represente las componentes de la velocidad ( v x y v y ) en los tiempo 0, t v /6 , t v /4 , t v /2 , 3 t v /4 , 5 t v /6 y t v (donde t v es el tiempo de vuelo del balín).
Vx Vy vs Tiempo 12 10 8 6 4 2 0
0
2
4
6
8
10
12
5 Determine el valor de las componentes horizontal ( v 0 x ) y vertical ( v 0 y ) de la velocidad inicial para cada uno de los tres ángulos y regístrelos en la Tabla 2.1 (Especifique el procedimiento utilizado para realizar dichos cálculos).
Θ [Grados]
v0 [m/s] Sensor 2,27 3,10 2,29
Θ1=45 Θ2=30 Θ3=60
v0 x [m/s] Fórmula 1,5 2,6 1,14
v 0 y [m/s] Fórmula
[m] Regla 0,52 1,18 0,60
1,5 2,17 1,9
6 Compare el resultado obtenido del
x Máx
x Máx
x Máx [m] Fórmula 0,64 0,84 0,50
y Máx
tv
[m] Fórmula 0,12 0,12 0,19
[s]
medido con la regla con el obtenido por medio de
la aplicación de la Ecuación (2.6) ¿Qué puede concluirse? Según los datos observados se observa que existe una diferencia entre el resultado obtenido matemáticamente y el resultado obtenido en la practia, se puede concluir que en un ambiente ideal sin la intervención de fuerzas o errores en la forma de realizar la práctica se obtendría mayores distancias. 7 Calcule los valores de “ y ” e “ x ”, para los tiempos 0, t v /6 , t v /4 , t v /2 , 3 t v /4 , 5 t v /6 y t v (donde t v es el tiempo de vuelo del balín) y escríbalos en la Tabla 2.3. Utilice las Ecuaciones (2.7) y (2.8).
t=
2 V o Sen Θ g
t=
2 ( 2,27 ) Sen 45 =0,32 s 9,8 m/ s
x ( t )=x o + v x t=2,27 +1,5 ( 0 )=3,77 2
0¿ =¿ 1 2 1 y (t )= y o+ v oy t − g t =1,5+2,27 ( 0 ) − 9,8 ¿ 3,77 2 2
45°
Tiempo de vuelo [s]
0 t v =0 s
tv =¿ 6
tv =¿ 4
tv =¿ 2
3tv =¿ 4
5tv =¿ 6
t v =¿ 0,32
0,05 Distancias horizontal y vertical [m] Tiempo de vuelo [s] 30° Distancias horizontal y vertical [m] Tiempo de vuelo [s] 60°
Distancias horizontal y vertical [m]
x
y
3,77
3,77
0 t v =0 s
0,08
x
y
2,3
1,5 8
tv =¿ 6 0,05
x
y
3,10
3,10
0 t v =0 s
y
2,29
2,29
x
y
0,24
x
y
y
x
1,7
2,6
3,9 1, 3 7 tv =¿ 2
2,6
0,07
0,15
0,23
y
x
y
x
3,2
2,1
3,2
2,1
3,4
tv =¿ 6
tv =¿ 4
3tv =¿ 4
y 2, 5
tv =¿ 2
0,1 y
x
y
x
2,3
2,0
2,4
2,0
2,5
2, 1
1, 7
5tv =¿ 6
x
y
x
3,6
2,7
3,6
0,3 y
y
x
2, 1, 7 7 t v =¿ 0,31
y 2, 7
5tv =¿ 6
x
0,40
0,3
x
y
x
2,7
2,5
2,7
y 2, 6
x 3, 0 5
En este laboratorio se aprende a manejar diferentes métodos y elementos para usarlos como herramientas para la medición. Tener conceptos básicos de fórmulas para poder a hallar densidad, volumen, altura, masa etc.
Se observa que al verificar los cálculos de densidad para cada elemento se difiere respecto a la masa y densidad dado su composición.
y
3, 2, 6 8 t v =¿
CONCLUSIONES
y
0,25
3tv =¿ 4
0,2
x
0,26
x
2,3 1,6 9 5 tv =¿ 4
x
0,06 x
0,16
y 3, 1
Las medidas de los elementos medidos no afectan el valor resultante en la densidad.
La masa y la densidad se encuentra directamente ligadas
El aprender a usar estos elementos para edición no fue tan difícil pero tenemos que ser muy cuidadosos ya que un dato mal nos puede afectar todo.
Los cálculos ideales de movimiento en dos dimensiones difieren de los datos obtenidos en la práctica, esto dado que existen otros factores externos que puede afectar dicho resultado.
El tiempo de vuelo del balín se puede definir como el doble del tiempo en que dura en llegar al punto de altura máximo.
Al llegar a su punto máximo de vuelo el balín llega a velocidad 0 y acelera dado la gravedad que es una constante que afecta directamente el tiro parabólico.
El manejo del elemento de caída libre y de tiro parabólico son muy exactos al momento de tener claro y datos exactos.
REFERENCIAS
shideshare. (marzo 11 del 2013). Laboratorio densidad de un cuerpo. Marzo 11 del 2013, de shideshare Sitio web: https://www.slideshare.net/.../informe-de-laboratorio-3
shideshare. (ENERO 12 del 2013). Laboratorio densidad de un cuerpo. marzo 11 del 2013, de WIKISPACES Sitio web: http://es.scribd.com/doc/95451066/Guia-CaidaLibre#fullscreen
shideshare. (14 DE DICIEMBRE 2005). laboratorio densidad de un cuerpo. marzo 11 del 2013,
de
TIROPARABOLICO
eltiroparabolico123vicpug12.blogspot.com/.../marco-teorico.htm
(S.F.). OBTENIDO DE WWW.MONOGRAFIAS.COM ›
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