Leyes de Newton Primera ley o ley de inercia La primera ley de Newton, conocida también como Ley de inercia, nos dice que si sobre un cuerpo no actúa ningún otro, este permanecerá indefinidamente moviéndose en línea recta con velocidad constante (incluido el estado de reposo, que equivale a velocidad cero). Como sabemos, el movimiento es relativo, es decir, depende de cuál sea el observador que describa el movimiento. Así, para un pasajero de un tren, el interventor viene caminando lentamente por el pasillo del tren, mientras que para alguien que ve pasar el tren desde el andén de una estación, el interventor se está moviendo a una gran velocidad. Se necesita, por tanto, un sistema de referencia al cual referir el movimiento. La primera ley de Newton sirve para definir un tipo especial de sistemas de referencia conocidos como Sistemas de referencia inerciales, que son aquellos sistemas de referencia desde los que se observa que un cuerpo sobre el que no actúa ninguna fuerza neta se mueve con velocidad constante.
Segunda ley de Newton para que incluya el caso de sistemas en los que pueda variar la masa. Para ello primero vamos a definir una magnitud física nueva. Esta magnitud física es la cantidad de movimiento que se representa por la letra p y que se define como el producto de la masa de un cuerpo por su velocidad , es decir:
p=m·v La cantidad de movimiento también se conoce como momento lineal . Es una magnitud vectorial y, en el Sistema Internacional se mide en Kg·m/s. Otra consecuencia de expresar la Segunda ley de Newton usando la cantidad de movimiento es lo que se conoce como Principio de conservación de la cantidad de movimiento. Si la fuerza total que actúa sobre un cuerpo es cero, la Segunda ley de Newton nos dice que: Fneta = dp/dt es decir, que la derivada de la cantidad de movimiento con respecto al tiempo es cero. Esto significa que la cantidad de movimiento debe ser constante en el tiempo (la derivada de una constante es cero). Esto es el Principio de conservación de la cantidad de movimiento: si la fuerza total
Cuando estamos en una piscina y empujamos a alguien, nosotros también nos movemos en sentido contrario. Esto se debe a la reacción que la otra persona hace sobre nosotros, aunque no haga el intento de empujarnos a nosotros. Hay que destacar que, aunque los pares de acción y reacción tengan el mismo valor y sentidos contrarios, no se anulan entre sí, puesto que actúan sobre cuerpos distintos.
Diagrama de cuerpo libre (DCL) A la hora de resolver un problema de Dinámica, lo primero que hemos de hacer es ver cuáles son las fuerzas que actúan sobre cada uno de los cuerpos que aparezcan en el problema. Una vez hecho esto, representar el Diagrama de cuerpo libre para cada uno de los cuerpos que haya no es más que representar para cada cuerpo por separado las fuerzas que actúan sobre él . Veamos un ejemplo de cómo
hacer esto. Consideremos el sistema que mostramos en el dibujo, formado por dos cuerpos A y B apoyados
Sobre el cuerpo B la fuerza que A realice sobre él, FAB y sobre el cuerpo A, debido a la Tercera ley de Newton, la fuerza que B realizará sobre A como reacción, FBA. Los sentidos de estas fuerzas son los que se muestran en el dibujo y Sobre el cuerpo A, la fuerza F que le estamos aplicando nosotros. Una vez hecho esto, representar los Diagramas de cuerpo libre es bastante sencillo. Sólo hay que ir dibujando para cada cuerpo por separado, las fuerzas que actúen sobre él, tal como se muestra en las dos figuras siguientes:
Procedimiento: Usa el montaje dispuesto y sigue las instrucciones:
1.- Coloca cuatro masas colgantes diferentes, una a la vez, deja rodar el carrito por el carril. 2.- Mide el tiempo que tarda en recorrer una distancia determinada y haciendo los cálculos correspondientes llena el siguiente cuadro:
Actividad 2: Materiales:
hilo
Partiendo del montaje anterior, usando la última masa colgante, calcula la aceleración del sistema y la tensión de la cuerda.
5. ACTIVIDAD POST – PRÁCTICA. A. Elaborar un informe de acuerdo a las normas establecidos por la UNEFA. B. POSTLABORATORIO: 1.- ¿Qué representa la pendiente de una gráfica fuerza en función de tiempo?
6. BIBLIOGRAFÍA 1. Ibarra Juan C. Guía Práctica para Laboratorio de Física I. Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada Nacional. Núcleo Lara. Lara. Venezuela (2013) 2. Área de Física. Laboratorio de Física. Núcleo universitario “Rafael Rangel” Universidad de los Andes. Trujillo. Venezuela (2010) 3. Raymond Serway. Física. Tomo I. Editorial Interamericana
FÍSICA II
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA COMANDANTE SUPREMO “HUGO RAFAEL CHÁVEZ FRÍAS” UNEFA NÚCLEO LARA UNIDAD ACADÉMICA EAD PREGRADO CARRERA INGENIERÍA DE SISTEMAS
LABORATORIO DE FÍSICA II
GUÍA Nº: 1 (HIDROSTÁTICA)
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA COMANDANTE SUPREMO “HUGO RAFAEL CHÁVEZ FRÍAS” UNEFA NÚCLEO LARA UNIDAD ACADÉMICA EAD PREGRADO CARRERA INGENIERÍA DE SISTEMAS INTRODUCCIÓN Un fluido es una sustancia no rígida, la cual no conserva su forma frente a fuerzas externas de distorsión. Los fluidos pueden ser líquidos y gases, donde los líquidos son aquellas sustancias que se caracterizan por poseer un volumen definido mas no una forma y también por tener la capacidad de adaptarse a la forma del recipiente que lo contiene. Mientras que los gases se caracterizan por no poseer ni volumen ni forma definida.
NORMAS PARA EL USO DE LABORATORIO DE FÍSICA. El Docente Docente y el el A uxi li ar:
Responsable del uso adecuado de los equipos e instrumentos asignados.
Informar sobre daños a equipos e instrumentos del laboratorio.
Supervisar el orden y limpieza del laboratorio. o
Supervisar que los estudiantes coloquen los instrumentos ordenados en los estantes.
o
Supervisar que dejen los bancos ordenados (forma de U) encima del mesón luego de terminar la clase.
o
Supervisar que los estudiantes no dejen basura tirada en el piso.
No dejar la pizarra con escritos.
No permitir que los estudiantes dejen materiales que se descomponen en el laboratorio.
El Estudiante: Estudiante:
NOTA:
Ambas partes son responsable de todos lo que se encuentra en el laboratorio (instrumentos, materiales y proyectos realizados por los estudiantes) dentro de su horario de clase.
RECUERDE MATERIAL QUEBRADO O DAÑADO DURANTE LAS PRÁCTICAS, EL GRUPO DEBE HACERSE RESPONSABLE Y DEBE SUSTITUIR LOS DAÑOS POR UNO IGUAL. 1) ACTIVIDAD DE PRE PRÁCTICA a) Leer la práctica Nº 1 b) Realizar el PRELABORATORIO: 1. ¿De qué depende la variación de la presión en fluidos y en sólidos? 2. ¿Es mayor la presión en el fondo de una bañera llena de agua hasta una profundidad de 30cm o en el fondo de una jarra de agua de 35cm de profundidad? pro fundidad? 3. Tal vez haya notado que, cuanto menor es la presión de un neumático, mayor es el área de contacto entre él y el pavimento. ¿Por qué?
Determinar la densidad y peso específico de algunas sustancias.
Comprobar la aplicación del Principio de Pascal.
3) MARCO TEÓRICO Densidad: Se define como la razón entre la masa y la unidad de volumen, que posee cualquier material u objeto. Es importante tener en cuenta que la densidad para algunos materiales puede variar de un punto a otro; uno de esto es la atmosfera terrestre que es menos densa a mayor altitud y los océanos que son más densos a grandes profundidades. Así mismo que la densidad depende de la temperatura y la presión. Y sus unidades de acuerdo al sistema M.KS es Kg/ m³.Matematicamente se expresa como:
Densidad Relativa:
La presión es la fuerza por unidad de área que se ejerce perpendicularmente a una superficie. Matemáticamente se expresa:
Es importante tener en cuenta que, en los líquidos la fuerza se origina de los movimientos que poseen las moléculas que conforman dicho fluido, en virtud de los choques continuos que tienen las mismas con su entorno. Por otra parte, es necesario hacer notar que la presión de un fluido, es la misma para todos los puntos de igual profundidad y que la diferencia de la presión entre dos puntos cualesquiera de profundidades respectivas h1 y h2 viene dada por:
P: Po +ρg (h2 - h1) E (4) Presión Manométrica
):
La presión manométrica, es la diferencia entre la presión absoluta P de un fluido y
producido por un compresor se transmite por el aire hasta la superficie de aceite que hay en un depósito subterráneo. A su vez, el aceite transmite la presión a un pistón, que sube al automóvil. La presión relativa baja que ejerce la fuerza de subida con contra el pistón es aproximadamente igual a la presión del aire en los neumáticos de los vehículos.
4.) DESARROLLO DE LA PRÁCTICA Actividad 1: Conocer las variables que influyen en la presión de un fluido en reposo. Materiales: Guía de Laboratorio. Lápiz. Borrador Saca punta a). En la figura que se presenta a continuación reconoce ¿En cuál de las partes del vaso comunicante la presión es mayor? Justifique su repuesta. ____________________________________________________________________
c). Realice el siguiente problema: Se hace salir agua de un extintor por medio de la presión de aire, como se ve en la figura derecha. ¿Cuánta presión manométrica de aire del tanque (arriba de la atmosfera) se necesita para que el chorro de agua tenga una rapidez de 30m/s, cuando el nivel de agua del tanque esté a 30 cm debajo de la boquilla?
ACTIVIDAD II. Observar los efectos que producen la presión a profundidad y la presión atmosférica en algunos materiales de uso domestico.
Materiales:
Botella de Vidrio (Botella de Gatorade).
Huevo de gallina cocido.
Botella de Refresco de litro y Medio.
Fosforo.
2 Litros de Agua.
Análisis de los Resultados: a. ¿Qué se obtuvo como resultado de la experiencia? ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _______________________________________________________________ b. ¿A qué se debe lo sucedido? ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________
2. Llena la botella de refresco con el agua, luego introduce el material denso en el interior de la cascara de lapicero, de tal manera que esta
quede
flotando
y
prácticamente
sumergida, una vez tapado el agujero superior
ACTIVIDAD III: Determinar la densidad y peso específico de algunas sustancias. Materiales:
1 Balanza (Laboratorio).
1 Recipiente Geométrico (Vaso o Envase Pequeño).
Alcohol Etílico.
Aceite.
Agua.
Nota: Debe contarse con una cantidad suficiente de Alcohol, de Aceite y de Agua para desarrollarse con facilidad la actividad.
Instrucciones: 1. Con la ayuda de Ecuaciones Matemáticas, determina el volumen del recipiente con el que vas a trabajar, posteriormente calcula el valor de su masa.
2. Luego llena el recipiente hasta el borde con cada una de las sustancias antes indicadas y prosigue a calcular la masa del conjunto Recipiente - Sustancia,
b). ¿Varia el valor de la densidad si se utiliza el doble de líquido? Justifica tu Repuesta. _____________________________________________________________ _____________________________________________________________ _____________________________________________________________
c). ¿Varía el valor del peso específico si se utiliza el doble de líquido? Justifica tu Respuesta ______________________________________________________________ ______________________________________________________________ _____________________________________________________________
5. ACTIVIDAD POST – PRÁCTICA. C. Elaborar un informe de acuerdo a las normas establecidos por la UNEFA. D. POSTLABORATORIO: 1. ¿Qué principio físico utilizan los frenos de los automóviles en su
6. BIBLIOGRAFÍA 1. Ibarra Juan C. Guía Práctica para Laboratorio de Física I. Universidad Nacional Experimental 2. Politécnica de la Fuerza Armada Nacional. Núcleo Lara. Lara. Venezuela (2013). 3. Tipler Paul A. Física. Tomo I. Segunda Edición. Editorial Revertè. Barcelona (1986) 4. Sears Zemansky. Física Universitaria. Volumen I. Undécima Edición. Editorial PEARSON. México (2004) 5. Raymond Serway. Física Para Ciencias e Ingeniería. Tomo I. Editorial Interamericana.
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA COMANDANTE SUPREMO “HUGO RAFAEL CHÁVEZ FRÍAS” UNEFA NÚCLEO LARA UNIDAD ACADÉMICA EAD PREGRADO CARRERA INGENIERÍA DE SISTEMAS
LABORATORIO DE FÍSICA II
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA COMANDANTE SUPREMO “HUGO RAFAEL CHAVEZ FRIAS” UNEFA NUCLEO LARA UNIDAD ACADEMICA EAD PREGRADO CARRERA INGENIERIA DE SISTEMAS INTRODUCCIÓN. En los estudios de los objetos en los fluidos se destacan dos casos; uno que se puede sumergir el objeto y en el otro caso flotar. Como así lo afirma Arquímedes en su estudio, la cual menciona que un cuerpo total o parcialmente sumergido en un fluido en reposo, recibe un empuje de abajo hacia arriba igual al peso del volumen del fluido que desaloja. Cabe mencionar que el empuje hidrostático que recibe un cuerpo sumergido en un líquido, al ser contrario a la fuerza de gravedad, hace que disminuya su peso en un valor equivalente al peso del líquido desalojado.
NORMAS PARA EL USO DE LABORATORIO DE FÍSICA. El Docente y el A uxi li ar:
Responsable del uso adecuado de los equipos e instrumentos asignados.
Informar sobre daños a equipos e instrumentos del laboratorio.
Supervisar el orden y limpieza del laboratorio. o
Supervisar que los estudiantes coloquen los instrumentos ordenados en los estantes.
o
Supervisar que dejen los bancos ordenados (forma de U) encima del mesón luego de terminar la clase.
o
Supervisar que los estudiantes no dejen basura tirada en el piso.
No dejar la pizarra con escritos.
No permitir que los estudiantes dejen materiales que se descomponen en el laboratorio.
El Estudiante:
NOTA:
Ambas partes son responsable de todos lo que se encuentra en el laboratorio (instrumentos, materiales y proyectos realizados por los estudiantes) dentro de su horario de clase.
RECUERDE MATERIAL QUEBRADO O DAÑADO DURANTE LAS PRÁCTICAS, EL GRUPO DEBE HACERSE RESPONSABLE Y DEBE SUSTITUIR LOS DAÑOS POR UNO IGUAL. 1) ACTIVIDAD DE PRE-PRÁCTICA a) Leer la práctica. b) Realizar el PRELABORATORIO: 1. ¿La fuerza de flotación de un objeto sumergido depende del peso del propio objeto, o del fluido que desplaza? ¿Y de un objeto que flota? 2. ¿Cómo se compara el volumen de un objeto totalmente sumergido con el volumen de agua que desplaza?
2) OBJETIVOS: Objetivos General: Demostrar los principios que rigen el estudio de la hidrostática, a través de la realización de actividades experimentales aplicadas a la vida cotidiana.
Objetivos Específicos:
Conocer los vectores de fuerza en los diferentes objetos sumergidos.
Determinar la masa y la rapidez de los fluidos.
Comprobar las aplicaciones del Principio de Arquímedes y el teorema de Torricelli.
3) MARCO TEÓRICO: Flotación: Es el fenómeno donde un cuerpo sumergido en agua parece pesar menos que en el aire. Si el cuerpo es menos denso que el fluido, entonces flota. El cuerpo humano normalmente flota en el agua, y un globo lleno de helio flota en el aire.
fluido ideal es incompresible (su densidad no puede cambiar) y no tiene fricción interna (llamada viscosidad). Los líquidos son aproximadamente incompresibles en casi todas las situaciones y también podemos tratar a un gas como incompresible si las diferencias de presión de una región a otra no son muy grandes.
PARA FLUIDOS IDEALES: Ecuación
de
Bernoulli:
El
trabajo
efectuado sobre un volumen unitario de fluido por el fluido circundante es igual a la suma de los cambios de energías cinética y potencial por unidad de volumen que se dan durante el flujo. En otras palabras, Bernoulli describe el comportamiento de un fluido bajo condiciones variantes. Esta ecuación se puede expresar de una forma útil así:
recipiente es igual a la que adquiere un objeto que se deja caer libremente desde la superficie libre del líquido hasta el nivel del orificio”
4) DESARROLLO DE LA PRÁCTICA Actividad Nº 1: Identificar las fuerzas sobre un cuerpo sumergido en un fluido. Materiales:
b) Determine en cual caso los vectores de F1 y F2 son diferentes o iguales. ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ c) ¿Qué magnitudes representan cada una de las fuerzas? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________
Actividad Nº2: Demostrar experimentalmente y matemáticamente el principio de Arquímedes
Materiales:
1 balanza (laboratorio).
1 recipiente geométrico (cilíndrico).
Un cuerpo geométrico (cilindro, paralelepípedo, cubo, esfera). Que quepa
Matemáticamente determine la masa del agua
____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________
¿Qué medida marca la balanza?
____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________
Análisis de Resultados:
____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________
Procedimiento: 1. Realice tres perforaciones en el recipiente (botella), procure que el diámetro de los orificios sea aproximadamente 2 o 3 mm y que estén alineados de manera vertical. Se sugiere que las posiciones de cada orificio sean aproximadamente las siguientes: El primero colocado a 5 cm de la base del recipiente, el segundo ubicado aproximadamente en la parte media y el tercero a 8 cm del anterior. Observar la figura. (LLEVAR AL LABORATORIO ESTE PASO YA
ELABORADO). 2. Para hacer los orificios utilice un clavo caliente, o un taladro con una mecha de diámetro adecuado. Asegúrese de que al momento de realizar los orificios el clavo o la mecha estén perpendiculares a la pared del recipiente. Verifique también que los orificios queden limpios de material del propio recipiente. 3. Tape los orificios con cinta adhesiva y llene el recipiente con agua. 4. Destape el orificio situado en la parte media y observe lo que ocurre con la velocidad de salida del agua conforme el nivel del agua desciende. Utilice el
____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ___________________________________________________________________
9. Obtenga matemáticamente la velocidad de salida de agua en cualquiera de los orificios y el alcance del chorro de agua. Manteniendo la botella destapada ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ________________________
________________
6) REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Tipler P. (1986) Física. Tomo I. Segunda Edición. Editorial Revertè. Barcelona 2. Sears F., Zemansky M. (2004) Física Universitaria. Volumen I. Undécima Edición. Editorial PEARSON. 3. Serway R. (1986) Física Para Ciencias e Ingeniería. Tomo I. Editorial Interamericana 4. Hewitt. P. (2001) Conceptos de Física. México: Limusa Noriega Editores
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA COMANDANTE SUPREMO “HUGO RAFAEL CHÁVEZ FRÍAS” UNEFA NÚCLEO LARA UNIDAD ACADÉMICA EAD PREGRADO CARRERA INGENIERÍA DE SISTEMAS
LABORATORIO DE FÍSICA II
GUÍA Nº: 3
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA COMANDANTE SUPREMO “HUGO RAFAEL CHAVEZ FRIAS” UNEFA NUCLEO LARA UNIDAD ACADEMICA EAD PREGRADO CARRERA INGENIERIA DE SISTEMAS INTRODUCCIÓN Toda la metería (Sólidos, Líquidos y Gases), está constituida de átomos o moléculas, las cuales se agitan continuamente bajo la presencia de un movimiento aleatorio. Puesto a que los átomos y moléculas de la materia tienen energía cinética, está en valor promedio de todas las partículas producen un efecto que a diario sentimos como es el calor, el cual se evidencia siempre que un objeto se calienta aumentando la energía cinética de sus átomos o moléculas.
NORMAS PARA EL USO DE LABORATORIO DE FÍSICA. El Docente y el A uxi li ar:
Responsable del uso adecuado de los equipos e instrumentos asignados.
Informar sobre daños a equipos e instrumentos del laboratorio.
Supervisar el orden y limpieza del laboratorio. o
Supervisar que los estudiantes coloquen los instrumentos ordenados en los estantes.
o
Supervisar que dejen los bancos ordenados (forma de U) encima del mesón luego de terminar la clase.
o
Supervisar que los estudiantes no dejen basura tirada en el piso.
No dejar la pizarra con escritos.
No permitir que los estudiantes dejen materiales que se descomponen en el laboratorio.
El Estudiante:
NOTA:
Ambas partes son responsable de todos lo que se encuentra en el laboratorio (instrumentos, materiales y proyectos realizados por los estudiantes) dentro de su horario de clase.
RECUERDE MATERIAL QUEBRADO O DAÑADO DURANTE LAS PRÁCTICAS, EL GRUPO DEBE HACERSE RESPONSABLE Y DEBE SUSTITUIR LOS DAÑOS POR UNO IGUAL. 1) ACTIVIDAD DE PRE-PRÁCTICA a) Leer la práctica. b) Realizar el PRELABORATORIO:
b.1) Recién que sacamos una torta de manzana del horno, la costra y el relleno están a la misma temperatura; pero, si probamos la torta, el relleno nos quema la lengua, pero la costra no ¿A qué se debe esta diferencia?
b.2) Un bloque de metal frio se siente más frio que uno de madera a la misma temperatura ¿Por qué? Un bloque de metal caliente se siente más caliente que
Específicos:
Determinar la conducción de calor que se produce entre varias sustancias.
Calcular el valor de la gravedad, a través de actividades experimentales.
Demostrar la variación del periodo de un péndulo de acuerdo a la masa y su longitud.
3) MARCO TEÓRICO Temperatura: En términos macroscópicos la temperatura, es la cantidad que nos dice que tan caliente o que tan frio esta un objeto con respecto a cierta temperatura de referencia. En base a esto tenemos que la temperatura la expresamos por medio de un número que corresponde a una marca de cierta escala graduada (Escala Celsius, Escala Fahrenheit, Escala Kelvin). Por su parte en términos Microscópico la temperatura, está asociada con los movimientos aleatorios que tienen las moléculas de una sustancia, debido a que toda la materia (Líquido, Sólido y Gas), se componen de átomos y moléculas que se agitan continuamente, la cual conlleva que su movimiento
Cantidad de Calor: Es la transferencia de energía que se da exclusivamente por una diferencia de temperatura, por lo tanto la energía transferida se llama calor. Una caloría, es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un gramo de agua de 14,5ºC a 15,5ºC. Equivalente a 1cal: 4186Joule.
Calor Específico: Es la cantidad de calor necesaria Q para elevar la temperatura de una masa (m) de cierto material de una temperatura T1 a una T2, es decir que es proporcional al cambio de temperatura. Matemáticamente se Expresa:
Q: m.c.ΔT Donde; m es la masa del material, c es la capacidad calorífica y ΔT es la variación de la temperatura. Es importante tener en cuenta, que esta ecuación tiene signo positivo si entra calor al cuerpo y su temperatura aumenta. Y tiene signo negativo si sale calor del cuerpo y su temperatura disminuye.
Los átomos están en constante vibración respecto a una posición media de equilibrio. Cuando aumenta la temperatura se produce un incremento en la agitación de los átomos, haciendo que vibren con mayor amplitud. La fuerza que se manifiesta entre los átomos actúa como si los resortes fuesen más resistentes a la compresión que a la tensión. En consecuencia la distancia media entre los átomos se incrementa, ocasionando la Expansión del sólido. Al separase los átomos, todas las dimensiones de un objeto aumentan, de modo que podemos considerar la expansión térmica de un objeto plano como una ampliación fotográfica.
Expansión Lineal Considera que una varilla que tiene una longitud inicial (Lo), cuando se somete a una variación de temperatura su longitud L cambia. En este sentido, se tiene que ΔL, es directamente proporcional a ΔT. Matemáticamente se expresa:
ΔL: α.Lo. ΔT
Elementos de una Oscilación 1. Amplitud (A): Es la magnitud máxima del desplazamiento con respecto a la posición de equilibrio. Sus unidades en el S.I es el metro. Es importante tener en cuenta que una vibración o ciclo completo es un viaje redondo de ida y vuelta (De A hasta A) y medio ciclo es el movimiento de un lado al otro es decir de A hasta – A. 2. El periodo (T): Es el tiempo que tarda un ciclo completo (Ida y Vuelta) y siempre es positivo. Sus unidades en el S.I es el segundo. 3. La frecuencia (f ): Es el número de ciclos en la unidad de tiempo y siempre es positiva. Sus unidades en el S.I es el Herz.
El péndulo Simple Es un modelo idealizado que consiste en una masa puntual suspendida de un hilo sin masa y no estiradle. Es importante tener en cuenta que la trayectoria de la masa no va a ser recta sino un arco de un círculo de radio L igual a la longitud del hilo. Que la fuerza de restitución es directamente proporcional al eje X (Fuerza tangencial) de la fuerza neta.
Materiales:
1 Alambre de hierro (Alambre dulce). 1 Alambre de cobre. Chinches (Tachuelas pequeñas). 2 Velas pequeñas. Corcho. Fósforos.
PROCEDIMIENTO: 1. Enrolla los alambres de diferentes metales por uno de los extremos a cada metal (como en la figura).
2. Introduzca los alambres enrollados en el corcho (como en la figura). LOS PASOS 1 Y 2 DEBEN LLEVARSE AL LABORATORIO YA ELABORADOS). 3. Coloque algunos chinches a lo largo de los alambres usando cera de vela como material adherente (como en la figura). 4. Coloca el dispositivo elaborado (alambres con chinches) sobre la llama de una vela pequeña, de modo que la llama incida sobre la parte enrollada de los alambres (como
2. Explica y fundamenta teóricamente lo observado en la experiencia: ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________
Actividad Nº 2: Determinar experimentalmente cómo afecta al periodo la variación de la longitud de un péndulo.
Materiales:
1 masa (Piedra pequeña, metra, entre otros)
1 Hilo de coser o pabilo.
1 Reloj cronometro
1 Hoja de papel milimetrado
Reglas
1 Péndulo
Análisis de los resultados: 1. Construye una gráfica T² en función de L. 2. ¿Qué pasa con el periodo del péndulo conforme se aumenta la longitud? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________
Actividad Nº 3: Determinar experimentalmente cómo afecta la masa al periodo de un péndulo.
Materiales:
3 masas diferentes (3 Piedras pequeñas de tamaños diferentes, metras, entre otros).
1 Hilo de coser o pabilo.
1 Reloj (cronómetro).
Reglas.
Análisis de los resultados: 1. ¿Qué pasa con el periodo del péndulo conforme se aumenta la masa? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 2. ¿La masa del péndulo en influyente en el periodo? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ 3. Si se tienen dos péndulos de longitudes iguales pero de masas diferentes, una de 10 kg y otra de 10 g. ¿Cuál de los péndulos tiene mayor periodo? ________________________
________________
3. Completa el siguiente cuadro:
Análisis de los resultados 1. ¿Qué errores se pudieron cometer en la experiencia? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________
5. ACTIVIDAD POST – PRÁCTICA. Elaborar un informe de acuerdo a las normas establecidos por la UNEFA. POSTLABORATORIO
6. BIBLIOGRAFÍA 1. Ibarra Juan C. Guía Práctica para Laboratorio de Física I. Universidad Nacional Experimental Politécnica de la Fuerza Armada Nacional. Núcleo Lara. Lara. Venezuela (2013). 2. Tipler Paul A. Física. Tomo I. Segunda Edición. Editorial Revertè. Barcelona (1986) 3. Sears Zemansky. Física Universitaria. Volumen I. Undécima Edición. Editorial PEARSON. México (2004) 4. Raymond Serway. Física Para Ciencias e Ingeniería. Tomo I. Editorial Interamericana.
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA COMANDANTE SUPREMO “HUGO RAFAEL CHÁVEZ FRÍAS” UNEFA NÚCLEO LARA UNIDAD ACADÉMICA EAD PREGRADO CARRERA INGENIERÍA DE SISTEMAS
LABORATORIO DE FÍSICA II
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA COMANDANTE SUPREMO “HUGO RAFAEL CHAVEZ FRIAS” UNEFA NUCLEO LARA UNIDAD ACADEMICA EAD PREGRADO CARRERA INGENIERIA DE SISTEMAS INTRODUCCIÓN. La Electricidad abarca una variedad de fenómenos físicos originados por la existencia de cargas eléctricas y por la interacción de las mismas. Cuando una carga eléctrica se encuentra estacionaria, o estática, produce fuerzas eléctricas sobre las otras cargas situadas en su misma región del espacio; cuando está en movimiento produce, además, efectos magnéticos. Los efectos eléctricos y magnéticos dependen de la posición y movimiento relativos de las partículas con carga. En lo que respecta a los efectos eléctricos, estas partículas pueden ser neutras,
Supervisar el orden y limpieza del laboratorio. o
Supervisar que los estudiantes coloquen los instrumentos ordenados en los estantes.
o
Supervisar que dejen los bancos ordenados (forma de U) encima del mesón luego de terminar la clase.
o
Supervisar que los estudiantes no dejen basura tirada en el piso.
No dejar la pizarra con escritos.
No permitir que los estudiantes dejen materiales que se descomponen en el laboratorio.
El Estudiante:
Responsable del orden y la limpieza del laboratorio.
No ingerir alimentos. No fumar.
No llevar camisa suelta, cadenas, anillos, reloj de pulsera, esclavas ni bolígrafos metálicos.
No realizar el encendido de equipos, salvo indicación contraria del docente.
1) ACTIVIDAD DE PRE PRÁCTICA a) Leer la práctica Nº 4 b) Realizar el PRE-LABORATORIO: 1. ¿La vida sería distinta si los electrones tuvieran cargas positivas y los protones cargas negativas? ¿La elección de los signos eléctricos tiene importancia sobre las interacciones físicas y químicas? ¿Por qué? 2. ¿Explique por qué es más fácil producir cargas electrostáticas en una barra de plástico que la de vidrio? 3. Si tuvieras algo con una carga de 1c en una mano, y un objeto idéntico, con una carga de 1c, en la otra mano, y tuvieras los brazos extendidos ante ti y separados un metro, ¿qué fuerza notarías? ¿Serías capaz de resistir la repulsión y mantener los objetos quietos, o no? ¿Podrías ser capaz de vencer esa fuerza y forzar a los objetos a acercarse el uno al otro? 4. ¿Es conveniente clasificar los materiales en función de la capacidad con que los electrones se mueven a través del material? Justifique su respuesta de forma lógica.
3) MARCO TEÓRICO.
¿Qué es electrostáti ca?
La electrostática es la rama de la física que estudia los efectos mutuos que se producen entre los cuerpos como consecuencia de su carga eléctrica. Una manifestación habitual de la electricidad es la fuerza de atracción o repulsión entre dos cuerpos estacionarios que, de acuerdo con el principio de acción y reacción, ejercen la misma fuerza eléctrica uno sobre otro. Las cargas eléctricas del mismo signo se repelen y las cargas eléctricas de distinto signo se atraen. Históricamente, la electrostática fue la rama del electromagnetismo que primero se desarrolló. Con la postulación de la Ley de Coulomb fue descrita y utilizada en experimentos de laboratorio a partir del siglo XVII, y ya en la segunda mitad del siglo XIX las leyes de Maxwell concluyeron definitivamente su estudio y explicación, y permitieron demostrar cómo las leyes de la electrostática y las leyes que gobiernan los fenómenos magnéticos pueden ser estudiadas en el mismo marco teórico denominado electromagnetismo.
La electrización es el proceso mediante el cual un cuerpo adquiere una carga, esta electrización puede ser por:
A.-Electrización por Frotamiento: Al frotar dos cuerpos eléctricamente neutros, ambos se cargan, uno con carga positiva y el otro con carga negativa.
B.- Electrización por Contacto: Se puede cargar un cuerpo con sólo tocarlo con otro previamente cargado. En este caso, ambos quedan con el mismo tipo de carga, es decir, si toco un cuerpo neutro con otro con carga positiva, el primero también queda con carga positiva.
C.- Electrización por Inducción: Al acercar un cuerpo cargado al conductor neutro, las cargas eléctricas se mueven de tal manera que las de signo igual a las del cuerpo cargado se alejan en el conductor y las de signo contrario se aproximan al cuerpo cargado, quedando el conductor polarizado. Si se hace contacto con tierra en uno de los extremos polarizados, el cuerpo adquiere carga del signo opuesto.
Procedimiento:
Parte A: 1. Se corta 60cm de largo de la cinta de teflón. 2. Se coloca los guantes quirúrgicos. 3. Ya puestos los guantes quirúrgicos, procedemos a frotar la cinta de teflón como se ve en la figura Nº 1. Luego responde: ¿Qué observo? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ Sustente teóricamente lo observado: ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________
Parte C: 7. Se toma el recipiente de refresco de 2litros y procedemos abrirle un orificio en un aproximado de 10 cm como se ve en la figura Nº 2, se procede a sellarlo con una cinta adhesiva y llenarlo de agua. (ESTE
PASO DEBE YA TRAERLO HECHO DE SUS CASAS). 8. Se procede a destapar el orificio del recipiente de refresco y se acerca el globo (previamente inflado y frotado) en el agua tal como sale en la Figura Nº 3, y responda: ¿Qué observo? ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________
1 hilo de cocer o pabilo
Procedimiento:
1. Se amarran cada bolita de anime ya recubiertas con el papel de aluminio con el hilo (cocer o pabilo), con una longitud de 20cm, (Se repite este procedimiento por cada bolita). 2. Se procede hacer un péndulo con ellas, de una separación de 4cm a 5cm, como se ve en la figura Nº 4. 3. Se toma la regla y se comienza a frotar junto a la bolsa unos 5min. 4. Luego de frotar la regla se procede acercarla junto a las bolas de aluminio, y observe. 5. Volvemos a proceder hacer lo mismo pero esta vez frotamos la regla con la tela de polyester. Ya realizado lo anterior, responda lo siguiente: ¿Qué observo? ____________________________________________________________________ ________________________
________________
6)BIBLIOGRAFÍA. Hewitt. P. (2001). Conceptos de Física. Tercera edición. Editorial Limusa S.A. México. Raymond Serway. (1986). Física Para Ciencias e Ingeniería. Tomo II. Sexta edición. Editorial Interamericana. México.
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA COMANDANTE SUPREMO “HUGO RAFAEL CHÁVEZ FRÍAS” UNEFA NÚCLEO LARA UNIDAD ACADÉMICA EAD PREGRADO CARRERA INGENIERÍA DE SISTEMAS
LABORATORIO DE FÍSICA II
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA COMANDANTE SUPREMO “HUGO RAFAEL CHAVEZ FRIAS” UNEFA NUCLEO LARA UNIDAD ACADEMICA EAD PREGRADO CARRERA INGENIERIA DE SISTEMAS INTRODUCCIÓN. La Electricidad abarca una variedad de fenómenos físicos originados por la existencia de cargas eléctricas y por la interacción de las mismas. Cuando una carga eléctrica se encuentra estacionaria, o estática, produce fuerzas eléctricas sobre las otras cargas situadas en su misma región del espacio; cuando está en movimiento produce, además, efectos magnéticos. Los efectos eléctricos y magnéticos dependen de la posición y movimiento relativos de las partículas con carga. En lo que respecta a los efectos eléctricos, estas partículas pueden ser neutras,
Supervisar el orden y limpieza del laboratorio. o
Supervisar que los estudiantes coloquen los instrumentos ordenados en los estantes.
o
Supervisar que dejen los bancos ordenados (forma de U) encima del mesón luego de terminar la clase.
o
Supervisar que los estudiantes no dejen basura tirada en el piso.
No dejar la pizarra con escritos.
No permitir que los estudiantes dejen materiales que se descomponen en el laboratorio.
El Estudiante:
Responsable del orden y la limpieza del laboratorio.
No ingerir alimentos. No fumar.
No llevar camisa suelta, cadenas, anillos, reloj de pulsera, esclavas ni bolígrafos metálicos.
No realizar el encendido de equipos, salvo indicación contraria del docente.
1) ACTIVIDAD DE PRE PRÁCTICA a) Leer la práctica completa. b) Realizar el pre laboratorio. c) Traer al laboratorio los materiales que se indican.
Pre-Laboratorio: 1. Qué es el multímetro. 2. Tipos de multímetros y características. 3. Procedimiento para medir voltaje, corriente eléctrica y resistencia en un multímetro. 4. ¿Qué es un material óhmico? 5. ¿Cuáles son los factores de los cuales depende una resistencia?. 6. ¿Qué es un fusible y cuáles son las características que debe tener? 7. Explique porque un bombillo se considera como una resistencia.
3) MARCO TEÓRICO. Multímetro: un multímetro, también denominado polímetro o tester, es un instrumento eléctrico portátil para medir directamente
magnitudes
eléctricas
activas como corrientes y potenciales (tensiones) o pasivas como resistencias, capacidades y otras. Las medidas pueden realizarse para corriente continua o alterna y en varios márgenes de medida cada
una.
Los
hay
analógicos
y
posteriormente se han introducido los digitales cuya función es la misma (con alguna variante añadida). El multímetro digital es un instrumento electrónico de medición que generalmente calcula voltaje, resistencia y corriente, aunque dependiendo del modelo de multímetro
L as partes de un cir cui to elé ctr ico:
Fuente de energía: (pila, batería, enchufe)
Conductor: (cable)
Fuente de consumo o dispositivo: (bombillo, aparato eléctrico)
Interruptor o switch: (apagador, enchufe).
M ontaj es y esquemas elé ctr icos:
Para representar en el papel los circuitos eléctricos se utilizan una serie de símbolos que simplifican mucho el trabajo. De esta forma cualquier persona puede entender y reproducir un circuito si entiende los símbolos. Los más usados se resumen en la siguiente tabla:
Hasta ahora hemos considerado los circuitos con un solo receptor, pero lo cierto es que es más común encontrar varios receptores en el mismo circuito. Cuando se instalan varios receptores, éstos pueden ser montados de diferentes maneras:
En serie
En paralelo
Mixtos
Circuitos en serie: En un circuito en serie los receptores están instalados uno a continuación de otro en la línea eléctrica, de tal forma que la corriente que atraviesa el primero de ellos será la misma que la que atraviesa el último. Para instalar un nuevo elemento en serie en un circuito tendremos que cortar el cable y cada uno de los terminales generados conectarlos al receptor.
Caída de tensión en un receptor: Aparece un concepto nuevo ligado a la tensión. Cuando tenemos más de un receptor conectado en serie en un circuito, si medimos los voltios en los extremos de cada uno de los receptores
2 Resistencias de 1kΩ
2 Resistencias de 1,5kΩ
4 Bombillos para linternas
4 Portalámparas Fusibles
Procedimiento:
1. Construya el circuito mostrado en la figura 1.
4. Usando la resistencia total medida en el circuito, calcule la corriente que habrá de aparecer en el amperímetro cuando SW esté cerrado. 5. Compare la corriente medida en el paso 3 con la calculada en la pregunta anterior. Si hay alguna diferencia, explique. 6. Calcule las tensiones entre los puntos A-B, B-C y C-D usando la corriente medida en el circuito. 7. Compare las tensiones medidas en el paso 4, con las calculadas en la pregunta anterior y explique las diferencias si es que las hay ACTIVIDAD II :
Actividad II: Determinar la resistencia de un alambre conductor. Ley de Ohm Materiales:
1 metro de cable nº 16
1 metro de alambre de cobre n° 14
1 regla de 1m o tablita
2 pilas de 1,5v
terminales de la asociación al amperímetro y la otra terminal de las pilas con un cable al punto B 7. Lee el valor del voltaje (V) y la corriente (I) en los aparatos de medida y escribe los resultados obtenidos en la tabla de registro. 8. Modifica el montaje de la posición B a una posición C marcándola a 45cm de la regla. 9. Lee el valor del voltaje (V) y la corriente (I) en los aparatos de medida y escribe los resultados obtenidos en la tabla de registro. 10. Repite los procedimientos 8 y 9 para las posiciones D= 55 cm E= 65cm y F= 75cm. 11. Realiza la gráfica del voltaje en función de la corriente y calcula la pendiente.
5) ACTIVIDAD POST – PRÁCTICA. Elaborar un informe de acuerdo a las normas establecidos por la UNEFA. POSTLABORATORIO
Responda lo siguiente: 1. ¿Cuál es el voltaje a través de 6 baterias de 1,5V cuando están conectadas a)en serie b)en paralelo. 2. ¿Cuánta corriente se extrae de una batería de 12v cuando un resistor de 15Ω se conecta a través de sus terminales. 3. ¿Cuál debe ser el diámetro de un alambre de cobre para que sus resistencia sea la misma que la de un tramo de igual longitud de alambre de aluminio de 3,26mm de diámetro.
6) BIBLIOGRAFÍA. 1.Tipler P. (1986) Física. Tomo I. Segunda Edición. Editorial Revertè. Barcelona. 2. Sears F.,Zemansky M. (2004) Física Universitaria. Volumen I. Undécima
ORDEN DE ENTREGA DEL INFORME DE CADA PRÁCTICA
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDADACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA COMANDANTE SUPREMO “HUGO RAFAEL CHAVEZ FRIAS” UNEFA NUCLEO LARA UNIDAD ACADEMICA EAD PREGRADO
LABORATORIO DE FÍSICA II
GUIA Nº: _____ (NOMBRE DE LA PRÁCTICA)
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDADACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA COMANDANTE SUPREMO “HUGO RAFAEL CHAVEZ FRIAS” UNEFA NUCLEO LARA UNIDAD ACADEMICA EAD PREGRADO
Estructura del informe 1. Principios Teóricos
2. PARA CADA MONTAJE: 2.1 Procedimiento y Montaje
2.2 Datos Obtenidos
LINEAMIENTOS PARA LA ELABORACIÓN DEL PROYECTO DE FÍSICA
REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA MINISTERIO DEL PODER POPULAR PARA LA DEFENSA UNIVERSIDADACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA DE LA FUERZA ARMADA COMANDANTE SUPREMO “HUGO RAFAEL CHAVEZ FRIAS” UNEFA NUCLEO LARA UNIDAD ACADEMICA EAD PREGRADO
LINEAMIENTOS PARA LA ELABORACIÓN DEL PROYECTO DE FÍSICA PROGRAMA INGENIERA EN SISTEMA Debe seleccionar un proyecto que este dentro de los temas que están planteados en la planificación, luego realice lo siguiente: 1. 2. 3. 4.
Portada Índice Introducción Planteamiento del problema (Breve y conciso; atendiendo el macro, meso y el micro de la situación planteada) 5. Objetivos (Objetivo general y objetivos específicos; que es lo que se quiere lograr a través del prototipo)
