Sesión número 1
Practica 1 Determinación de la densidad de cuerpos sólidos
Tutor componente práctico
Estudiantes ¿???????
Universidad nacional abierta y a distancia UNAD
TABLA DE CONTENIDO
Contenido Práctica 1: Determinación de la densidad de cuerpos sólidos ............................... ............................... 4 1.1 OBJETIVOS .................................................................... ............................................................................................. .................................. ......... 4 1.2 INTRODUCCIÓN ............................................... ........................................................................ ............................................... ...................... 4 1.3 MARCO TEÓRICO................................................. .......................................................................... ........................................... .................. 4 1.3 PROCEDIMIENTO ..................................................... ............................................................................... ....................................... ............. 5 1.4 INFORME ...................................... ............................................................... .................................................. ........................................... .................. 6 Tabla 1 valores de las dimensiones y volumen de las piezas Error! Bookmark not defined. 1.4.1 Responda Respon da las siguientes preguntas ........................................................... ............................................................. 6 1.5 CONCLUSIONES .......................... ................................................... .................................................. ........................................... .................. 6 1.6 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................... ............................................................. .............................. ..... 6 Práctica 2: Lanzamiento de proyectiles ................................................. ................................................................... .................. 8 2.1OBJETIVOS ................................................ .......................................................................... .................................................... .......................... 8 2.2 INTRODUCCIÓN ............................................... ........................................................................ ............................................... ...................... 8 2.3 MARCO TEÓRICO................................................. .......................................................................... ........................................... .................. 8 2.3.1 Movimiento parabólico. ............................................................. ............................................................................... .................. 8 2.4 PROCEDIMIENTO ..................................................... ............................................................................... ....................................... ............. 8 2.5 INFORME ...................................... ............................................................... .................................................. ........................................... .................. 9 2.6 CONCLUSIONES .......................... ................................................... .................................................. ......................................... ................ 11 2.7 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................... ............................................................. ............................ ... 11 Practica 3: segunda s egunda ley de Newman (con cobra 4) ............................................... ............................................... 12 3.1 OBJETIVOS .................................................................... ............................................................................................. ................................ ....... 13 3.2 INTRODUCCIÓN ............................................... ........................................................................ ............................................. .................... 13 3.3 MARCO TEÓRICO................................................. .......................................................................... ......................................... ................ 13 3.4 PROCEDIMIENTO ................................................. .......................................................................... ......................................... ................ 15 3.5 INFORME ...................................... ............................................................... .................................................. ......................................... ................ 16
TABLA DE CONTENIDO
Contenido Práctica 1: Determinación de la densidad de cuerpos sólidos ............................... ............................... 4 1.1 OBJETIVOS .................................................................... ............................................................................................. .................................. ......... 4 1.2 INTRODUCCIÓN ............................................... ........................................................................ ............................................... ...................... 4 1.3 MARCO TEÓRICO................................................. .......................................................................... ........................................... .................. 4 1.3 PROCEDIMIENTO ..................................................... ............................................................................... ....................................... ............. 5 1.4 INFORME ...................................... ............................................................... .................................................. ........................................... .................. 6 Tabla 1 valores de las dimensiones y volumen de las piezas Error! Bookmark not defined. 1.4.1 Responda Respon da las siguientes preguntas ........................................................... ............................................................. 6 1.5 CONCLUSIONES .......................... ................................................... .................................................. ........................................... .................. 6 1.6 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................... ............................................................. .............................. ..... 6 Práctica 2: Lanzamiento de proyectiles ................................................. ................................................................... .................. 8 2.1OBJETIVOS ................................................ .......................................................................... .................................................... .......................... 8 2.2 INTRODUCCIÓN ............................................... ........................................................................ ............................................... ...................... 8 2.3 MARCO TEÓRICO................................................. .......................................................................... ........................................... .................. 8 2.3.1 Movimiento parabólico. ............................................................. ............................................................................... .................. 8 2.4 PROCEDIMIENTO ..................................................... ............................................................................... ....................................... ............. 8 2.5 INFORME ...................................... ............................................................... .................................................. ........................................... .................. 9 2.6 CONCLUSIONES .......................... ................................................... .................................................. ......................................... ................ 11 2.7 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................... ............................................................. ............................ ... 11 Practica 3: segunda s egunda ley de Newman (con cobra 4) ............................................... ............................................... 12 3.1 OBJETIVOS .................................................................... ............................................................................................. ................................ ....... 13 3.2 INTRODUCCIÓN ............................................... ........................................................................ ............................................. .................... 13 3.3 MARCO TEÓRICO................................................. .......................................................................... ......................................... ................ 13 3.4 PROCEDIMIENTO ................................................. .......................................................................... ......................................... ................ 15 3.5 INFORME ...................................... ............................................................... .................................................. ......................................... ................ 16
3.6 CONCLUSIONES .......................... ................................................... .................................................. ......................................... ................ 22 3.7 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................... ............................................................. ............................ ... 22 Práctica 4: Energía cinética y potencial................................................. ................................................................. ................ 23 4.1OBJETIVOS ................................................... ............................................................................. .................................................. ........................ 23 4.2 INTRODUCCIÓN ............................................... ........................................................................ ............................................. .................... 24 4.3 MARCO TEÓRICO................................................. .......................................................................... ......................................... ................ 24 4.4 PROCEDIMIENTO ................................................. .......................................................................... ......................................... ................ 24 4.5 INFORME ...................................... ............................................................... .................................................. ......................................... ................ 25 4.6 CONCLUSIONES .......................... ................................................... .................................................. ......................................... ................ 26 4.7 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................... ............................................................. ............................ ... 26 Practica 5: Péndulo balístico ........................................ .................................................................. ......................................... ............... 27 5.1 OBJETIVOS .................................................................... ............................................................................................. ................................ ....... 27 5.2 INTRODUCCIÓN ............................................... ........................................................................ ............................................. .................... 28 5.3 MARCO TEÓRICO................................................. .......................................................................... ......................................... ................ 28 5.4 PROCEDIMIENTO ................................................. .......................................................................... ......................................... ................ 28 5.5 INFORME ...................................... ............................................................... .................................................. ......................................... ................ 29 5.6 CONCLUSIONES .......................... ................................................... .................................................. ......................................... ................ 30 5.7 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................... ............................................................. ............................ ... 31 Práctica 6: Presión hidrostática en el agua ................................................ ........................................................... ........... 32 6.1 OBJETIVOS .................................................................... ............................................................................................. ................................ ....... 32 6.2 INTRODUCCIÓN ............................................... ........................................................................ ............................................. .................... 33 6.3 MARCO TEÓRICO................................................. .......................................................................... ......................................... ................ 33 6.4 PROCEDIMIENTO ................................................. .......................................................................... ......................................... ................ 33 6.4.1 DEPENDENCIA DIRECCIONAL DE LA PRESIÓN HIDROSTÁTICA. ...... 34 6.4.2 DEPENDENCIA DE LA PRESIÓN HIDROSTÁTICA CON RESPECTO A LA PROFUNDIDAD DE IMERSIÓN................................................... .................................................................. ................ 34 6.5 INFORME ...................................... ............................................................... .................................................. ......................................... ................ 34 6.6 CONCLUSIONES .......................... ................................................... .................................................. ......................................... ................ 35 6.7 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS .................................... ............................................................. ............................ ... 35
Práctica 1: Determinación de la densidad de cuerpos sólidos
1.1 OBJETIVOS Determinar la masa, el volumen y el peso de una columna de madera, de una columna de acero y de una columna de aluminio a partir de un set de masas. Determinar la densidad de algunos sólidos utilizando los diferentes métodos. Discutir y comparar las densidades a partir de los resultados experimentales,
1.2 INTRODUCCIÓN Físicamente hablando existe una proporcionalidad entre los volúmenes y masas correspondientes a un sólido, esta contante de proporcionalidad se le conoce con el nombre de densidad, esta afirmación es única y exclusiva de los cuerpos físicamente homogéneos, por lo cual para cuerpos heterogéneos se debe determinar la densidad medida. Esta propiedad de los cuerpos o de la materia es muy sencilla de determinar en una práctica de laboratorio con es este caso.
1.3 MARCO TEÓRICO La densidad es una propiedad intensiva de la materia. Cada sustancia presenta una densidad que no depende de la cantidad de materia que la constituya, La densidad de un cuerpo D resulta del cociente entre su masa m y su volumen V: D = m / V. Utilizando el método de Arquímedes se puede determinar la densidad ya que afirma 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” Esta
fuerza recibe el nombre de empuje hidrostático o de Arquímedes. El principio de Arquímedes se formula así:
(2)Donde Es el empuje, Es la densidad del fluido, V El «volumen de fluido desplazado» por algún cuerpo sumergido parcial o totalmente en el mismo La aceleración de la gravedad, de este modo, el empuje depende de la densidad del fluido, del volumen del cuerpo y de la gravedad existente en ese lugar. https://es.scribd.com/doc/92514144/Informe-Practica-1-Densidad-de-Solidos-yLiquidos
1.3 PROCEDIMIENTO 1. Arme el soporte universal con la barra del soporte corta y la base. 2. Ubique la placa con escala en la mitad de la palanca; ubique el ping asegurador en el agujero del puntero y simultáneamente en el agujero de la palanca. 3. Ensamble el plato de balanza y cuelgue cada uno de ellos en los extremos de la palanca. 4. Ubique el puntero de tal manera que apunte exactamente en la marca cero. 5. 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. 6. Repita el proceso anterior para determinar las masas de las columnas de acero y aluminio. 7. Con el calibrador Vernier, mida la longitud (l), ancho(a) y alto (e) de los tres cuerpos regulares (Columnas) y calcule su volumen (V=l*a*e) usando los valores medidos; regístrelos en la tabla No 1. 8. Determine el volumen de una de las masas de las piezas del set de masas, utilizando el método de inmersión. Llene el cilindro graduado con 30 ml de agua (V0) y lea el nivel de agua en el cilindro.
Una un pedazo de hilo de pescar al peso y sumérjalo en el cilindro graduado hasta que este se encuentre completamente cubierto por el agua. Lea el nuevo nivel de agua como V1.
Calcule el volumen de agua desplazado y regístrelo en la tabla No 1 para los tres cuerpos.
1.4 INFORME objetivo m(g) columna de madera 49 columna de aluminio 16 columna de acero 46 pieza de masa del sed
I (cm) 6 6 6
a (cm) 1 1 1
e (cm) 1 1 1
V (cm³) 6 6 6
ƿ (g/cm³)
m(g)
V0 (cm³)
V1 (cm³)
V (cm³)
ƿ (g/cm³)
0,66 2,66 7,66
1.4.1 Responda las siguientes preguntas A. ¿Qué puede afirmar acerca de la densidad de la columna de madera? B. ¿Es posible determinar la densidad de otros materiales? C. ¿Hay sustancias cuya densidad sea mayor que la del acero? D. ¿Qué método podría utilizarse para determinar la densidad de un gas? E. ¿Cuál es el material del que está hecha la pieza del set de masa?
1.5 CONCLUSIONES De la partica podemos concluir:
La densidad es una propiedad física que nos permite identificar ciertas características de los sólidos como: la ligereza o pesadez.
1.6 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Sesión número 1
Practica 2 Lanzamiento de proyectiles
Tutor componente práctico Ángel Alejandro Rodríguez aya
Estudiantes
Universidad nacional abierta y a distancia UNAD
29 de octubre de 2016 Acacias META
Práctica 2: Lanzamiento de proyectiles 2.1OBJETIVOS Analizar en comportamiento del movimiento de un proyectil. Identificar las diferentes características del movimiento que efectúa un proyectil. Verificar la ley de caída libre para la relación distancia-tiempo. Verificar la ley de caída libre para la relación velocidad-tiempo. Determinar el valor de la aceleración de la gravedad en tu laboratorio. 2.2 INTRODUCCIÓN Cuando un objeto es lanzado al aire, éste sufre una aceleración debida al efecto del campo gravitacional. El movimiento más sencillo de éste tipo es la caida libre; pero cuando un cuerpo, además de desplazarse verticalmente, se desplaza horizontalmente, se dice que tiene un movimiento de proyectil, también conocido como movimiento parabólico. 2.3 MARCO TEÓRICO 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 éste forma un ángulo de inclinación con la horizontal diferente de cero grados, su trayectoria parabólica se puede describir como la composición de dos movimientos, uno en el eje horizontal: Movimiento Rectilíneo Uniforme (M.R.U.) y un Movimiento Uniformemente Acelerado (M.U.A.) 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? 2.3.1 Movimiento parabólico. Se denomina movimiento parabólico al realizado por un objeto cuya trayectoria describe una parábola. Se corresponde con la trayectoria ideal de un proyectil que se mueve en un medio que no ofrece resistencia al avance y que está sujeto a un campo gravitatorio uniforme. 2.4 PROCEDIMIENTO 1. Cubra con papel blanco sobre la mesa y déjelo fijo en la misma haciendo uso de la cinta adhesiva y sobre éste coloque papel carbón para registrar cada impacto de la esfera sobre la mesa.
2. Ajuste la unidad balística como indica la figura 4 del montaje y realice cada uno de los siguientes pasos, para tres ángulos diferentes (sugerencia: ubicar los tres ángulos entre 300 y 600 y regístrelos en la tabla 2). 3. Ajuste los tornillos de la base y gire hasta obtener una proyección vertical. 4. Dispare el balín (observará que se ha realizado una medición de velocidad inicial en el display del dispositivo, dicha medición debe registrarla en la tabla 2 como la velocidad inicial “Vo” para cada ángulo)
5. Con una regla mida el alcance horizontal máximo ( ) del balín para cada uno de los ángulos (registrar los valores de las distancias en la Tabla 2).
2.5 INFORME 1. Utilice las ecuaciones 3 y 4 para calcular los valores de la altura máxima y alcance máximo (ymax y xmax); registre los valores obtenidos en la tabla 1 (Debe repetir el mismo procedimiento para los tres ángulos).
θ (grados) θ1= 60° θ2= 45° θ3= 30°
Vo (m/s) Vox (m/s) sensor fórmula 2.33 1.165 2.36 1.66 2.37 2.052
Voy (m/s) fórmula 2.017 1.66 1.185
Xmax (m) regla 57 cm 63.5 cm 53.5 cm
Xmax (m) fórmula 0.479 0.568 0.496
Ymax (m) fórmula tv (s) 0.207 0.411 0.142 0.34 0.071 0.241
2. A partir de la ecuación de la componente vertical de la velocidad (Ecuación 2) deduzca la expresión para el tiempo de vuelo (tv), teniendo en cuenta los siguientes principios del lanzamiento de proyectiles: Exactamente en la mitad de la trayectoria, el proyectil alcanza su punto más alto (ymax).
En el punto más alto la componente vertical de la velocidad (vy) 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 so bre la misma horizontal)
tiempo de vuelo (s) 0tv=0s componentes Vx Vy θ1= de 60° velocidad(m/s) 0 0 modulo de la velocidad (m/s) |v|1=0
Vx
= 0.068
Vy
Vx
= 0.102
Vy
= 0.205
Vx
Vy
= 0.308
Vx
Vy
= 0.342
Vx
Vy
t Vx
1.165 1.346 1.165 1.018 1.165 0.008 1.165 1.709 1.165 1.675 1.1 |v|2=2.976
tiempo de = 0.068 θ1 vuelo (s) 0tv=0s = Distancia Vx Vy Vx Vy 60° horizontal y vertical
|v|3=2.201
|v|4=1.079
|v|5=4.085
Vx
= 0.102
Vy
= 0.205
Vx
Vy
Vx
=
0.308
Vy
|v|6=2.528
=
0.342
Vx
Vy
t2=0.411 Vx Vy
= = tiempo de = 2.04 = 0.08 = 0.17 0tv=0s t2=0.340 0.225 0.283 6 Θ2 vuelo (s) Vx Vy Vx Vy Vx Vy Vx Vy Vx Vy Vx Vy Vx Vy = 45° Distancia horizontal y 18.3 0.03 0.0 0.08 1.6 vertical 0 0 1.66 0 5 02 3 1.104 6 = = tiempo de = 0.068 = 0.102 = 0.205 0.308 0.342 0tv=0s θ1 vuelo (s) Vx Vy Vx Vy Vx Vy Vx Vy Vx Vy Vx Vy = 30° Distancia horizontal y 0.79 2.0 0.59 2.02 2.02 0.59 2.02 0.77 vertical 0 0 2.025 3 25 7 5 5 7 5 5
3. Calcule los valores de las componentes de la velocidad (Vx y Vy) de uno de los tres ángulo (Seleccione entre θ1, θ2 y θ3), para los tiempos 0 tv, tv/6, tv/4, tv/2,
3tv/4, 5tv/6 y tv (donde tv es el tiempo de vuelo del balín) y escríbalos en la tabla 3.
t2=0.411 Vx Vy 2.0 1.1 25 76
|
4. Realice una gráfica del Módulo de la Velocidad contra tiempo y represente las componentes de la velocidad (Vx y Vy) en los tiempo 0 tv, tv/6, tv/4, tv/2, 3tv/4, 5tv/6 y tv (donde tv es el tiempo de vuelo del balín). 5. Determine el valor de las componentes horizontal (Vox) y vertical (Voy) de la velocidad inicial para cada uno de los tres ángulos y regístrelos en la tabla 2 (Especifique el procedimiento utilizado para realizar dichos cálculos). 6. Compare el resultado obtenido del medido con la regla co n el obtenido por medio de la aplicación de la fórmula (4) ¿Qué puede concluirse? 7. Calcule los valores de “y” e “x”, para los tiempos 0 tv, tv/6, tv/4, tv/2, 3tv/4, 5tv/6
y tv (donde tv es el tiempo de vuelo del balín) y escríbalos en la tabla 4 (Utilice las ecuaciones 5). Trace en una sola gráfica los valores de y Vs x, para los tres ángulos y realice su respectivo análisis.
2.6 CONCLUSIONES o La altura y el alcance de un proyectil dependen de su velocidad inicial y su ángulo de proyección.
2.7 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Sesión número 1
Practica 3 Segunda ley de Newman (con cobra 4)
Tutor componente práctico
Estudiantes
Universidad nacional abierta y a distancia UNAD
29 de octubre de 2016 Acacias META
Practica 3: segunda ley de Newman (con cobra 4)
3.1 OBJETIVOS Determinar la relación entre la masa y la aceleración en el sistema carromasa colgante, dejando fija la masa del carro. Verificar la segunda ley de Newton en el experimento a realizar. Identificar y analizar esta ley de Newton de acuerdo a los datos experimentales.
3.2 INTRODUCCIÓN La Segunda Ley de Newton, se apoya en un conjunto de instrumentos (carro, trial, polea, cronometro, masa, etc.), para demostrar con resultados el cumplimiento o no de esta Ley, además de establecer la relación entre fuerza y aceleración cuando la masa permanece constante, de igual forma comprobaremos la relación entre masa y aceleración cuando la fuerza permanece constante. 3.3 MARCO TEÓRICO Segunda ley de Newton o ley de fuerza La segunda ley del movimiento de Newton dice que: el cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime. 1 Esta ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento (cuya masa no tiene por qué ser constante) actúa una fuerza neta: la fuerza modificará el estado de movimiento, cambiando la velocidad en módulo o dirección. En concreto, los cambios experimentados en la cantidad de movimiento de un cuerpo son proporcionales a la fuerza motriz y se desarrollan en la dirección de esta; esto es, las fuerzas son causas que producen aceleraciones en los cuerpos. Consecuentemente, hay relación entre la causa y el efecto, esto es, la fuerza y la aceleración están relacionadas. Dicho sintéticamente, la fuerza se define simplemente en función del momento en que se aplica a un objeto, con lo que dos fuerzas serán iguales si causan la misma tasa de cambio en el momento del objeto.
En términos matemáticos esta ley se expresa mediante la relación:
1
http://html.rincondelvago.com/segunda-ley-de-newton_3.html
Donde
Es la cantidad de movimiento y 'Segunda Ley de Newton' La fuerza total. Bajo la hipótesis de constancia de la masa y pequeñas velocidades, puede reescribirse más sencillamente como:
Que es la ecuación fundamental de la dinámica, donde la constante de proporcionalidad distinta para cada cuerpo es su masa de inercia, pues las fuerzas ejercidas sobre un cuerpo sirven para vencer su inercia, con lo que masa e inercia se identifican. Es por esta razón por la que la masa se define como una medida de la inercia del cuerpo. Por tanto, si la fuerza resultante que actúa sobre una partícula no es cero, esta partícula tendrá una aceleración proporcional a la magnitud de la resultante y en dirección de ésta. La expresión anterior así establecida es válida tanto para la mecánica clásica como para la mecánica relativista, a pesar de que la definición de momento lineal es diferente en las dos teorías: mientras que la dinámica clásica afirma que la masa de un cuerpo es siempre la misma, con independencia de la velocidad con la que se mueve, la mecánica relativista establece que la masa de un cuerpo aumenta al crecer la velocidad con la que se mueve dicho cuerpo. De la ecuación fundamental se deriva también la definición de la unidad de fuerza o newton (N). Si la masa y la aceleración valen 1, la fuerza también valdrá 1; así, pues, el newton es la fuerza que aplicada a una masa de un kilogramo le produce una aceleración de 1 m/s². Se entiende que la aceleración y la fuerza han de tener la misma dirección y sentido. La importancia de esa ecuación estriba sobre todo en que resuelve el problema de la dinámica de determinar la clase de fuerza que se necesita para producir los diferentes tipos de movimiento: rectilíneo uniforme (m.r.u), cir cular uniforme (m.c.u) y uniformemente acelerado (m.r.u.a). Si sobre el cuerpo actúan muchas fuerzas, habría que determinar primero el vector suma de todas esas fuerzas. Por último, si se tratase de un objeto que cayese hacia
la tierra con una resistencia del aire igual a cero, la fuerza sería su peso, que provocaría una aceleración descendente igual a la de la gravedad. http://html.rincondelvago.com/segunda-ley-de-newton_3.html
3.4 PROCEDIMIENTO 1. Realice el montaje presentado en la figura 5. 2. Utilice la balanza compacta para medir la masa del carro m c con la barra adjunta sobre la que se colocaran las masas adicionales, imán de retención y la aguja con el enchufe (Como se muestra en la figura 6). Registre este valor en la tabla 5. 3. Sobre el carro coloque una masa de 10g con las masas ranuradas; registre esta masa en la tabla 5, como m r . 4. Determine el valor de m 2, el cual es la suma entre m c y mr registre el valor en la tabla 5. 5. Coloque en la masa colgante m 1, de tal manera que se cumpla la relación m 1= mr . 6. Iniciar el PC y Windows. 7. Conectar Cobra4 Wireless Manager en el puerto USB de la PC. 8. Iniciar la medida del software del paquete PC (Software instalado previamente) 9. Encienda el Cobra4 Wireless-Link con conexión en temporizador-Contador SensorUnidad. El sensor se reconoce automáticamente y se asigna el ID número 01(Como lo muestra la figura 7) que se muestra en la Cobra4 Wire-less-Link monitor. La comunicación entre Cobra4 Wireless Manager y Cobra4 Wireless-Link se muestra a través del dato de la LED. 10. En el momento en que es detectado el contador, aparece un pantallazo como el de la figura 8, donde debe seleccionar “Traslación con rueda incremental”
11.Aparecen entonces tres graficas (X vs t, V vs t y a vs t). Presione el émbolo de metal en el dispositivo de arranque de manera que el émbolo está al ras con la abertura cilíndrica en la que se extraerá. Esta posición asegura la liberación del carro sin un impacto.
12. Iniciar el registro de los valores medidos en el “Measure”
.
13. Disparar el dispositivo de arranque para liberar el carro de manera que ruede a lo largo de la pista. 14. Detener la medición con la ( ) caja antes de que la masa m1 alcanza el piso. Transferir los datos medidos al “Measure”. 15. Transferir los datos medidos al “Measure” (Ver figura 9)
16. Exporte los datos a una hoja Excel. 17. Repita los procedimientos del 4 al 16, para los casos en que m 1 > mr y m1 < y mr registre los datos en la tabla 5.
3.5 INFORME 1. con el peso igual en el carro tenía 10 gramos y en la masa de la polea 10 gr t/s s1/m 1.6 1.4 1.2
y = 0.0531x - 0.1324
1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.2
5 8 5 9 5 2 5 1 5 2 5 5 6 5 7 3 5 1 5 2 5 3 5 4 5 5 5 6 5 . . . . . . . . . . . . . 7 8 9 1 0 1 5 6 1 0 1 2 3 4 5 6 . 1 . 1 . . 2 . 2 2 . 2 . 2 . 3 . 3 . 3 . 3 . 3 . 3 . 1 1 1 1 1 2 1 2 1 1 2 1 2 1 3 1 3 1 3 1 3 1 3 1 3 1 3 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Series2
Linear (Series2)
t/s v1/m/s 1.8 1.6 y = -0.0126x + 0.8855
1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0
t/s a1/m/s² 4 3 2 1
y = -0.1066x + 2.0778
0 -1 -2 -3 -4 -5 -6
2. Con el peso menor el carro tenia 10 gr y la masa en la polea tenia 20 gramos
t/s s1/m 1.4 1.2
y = 0.0415x - 0.0791
1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.2
3 5 4 5 5 5 6 5 7 5 8 5 9 5 . . . . . . . 3 4 5 6 7 8 9 5 . 5 . 5 . 5 . 5 . 5 . 5 . 5 5 5 5 5 5 5
Series2
6 5 1 5 2 5 3 5 4 5 5 3 5 4 5 . . . . . . 0 1 2 3 4 2 3 4 . 6 . 6 . 6 . 6 . . 8 . 8 . 6 6 6 6 6 8 8 8
Linear (Series2)
t/s v1/m/s 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0
y = 0.0125x + 0.4151
t/s a1/m/s² 4 y = -0.0945x + 1.9349
2 0 -2 -4 -6 -8
3. Con el peso mayor el carro tenia 20 gr y la masa en la polea tenia 10 gramos t/s s1/m 1.4
y = 0.1349x - 0.178
1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 -0.2
6.25
6.3
6.35
6.4 Series2
6.45
8.25
8.3
Linear (Series2)
8.35
8.4
8.45
t/s v1/m/s 4
y = 0.3658x - 0.194
3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 6.25
6.3
6.35
6.4
6.45
8.25
8.3
8.35
8.4
8.45
0,25 0,53 0,84 1,19 1,56 2,04 2,46 2,83 3,12 3,36 Linear (0,25 0,53 0,84 1,19 1,56 2,04 2,46 2,83 3,12 3,36)
t/s a1/m/s² y = 0.7743x + 1.2673
10 8 6 4 2 0 6.25
6.3
6.35
6.4
6.45
8.25
8.3
8.35
8.4
8.45
1 2,13 3,37 4,74 6,24 7,18 7,73 7,93 7,75 7,19 Linear (1 2,13 3,37 4,74 6,24 7,18 7,73 7,93 7,75 7,19)
Valor de la aceleración:
Masas(Kg) No Tiempo(s) 1 0 2 0.05 3 0.10 4 0.15
m1(Kg)= 0.011 Velocidad(m/s) 0 0.08 0.12 0.18
m2(Kg)=0.381 No Tiempo(s) Velocidad(m/s) 5 0.2 0.22 6 0.25 0.37 7 0.3 0.52 8 0.35 0.60
No Tiempo(s) Velocidad(m/s) 9 0.4 0.69 10 0.45 0.76 11 12
Aplique la segunda Ley de Newton a cada una de las dos ma sas, y resuelva el sistema de ecuaciones para determinar la magnitud de la aceleración del sistema en función de los parámetros de construcción del mismo (m1, m2 y g).
∑ = + = = ∑ = = . = 1 = . + . + =
. = ( ) = g F
=
− − −
=
(−K∗. )−N .−.
= 2.99
3.6 CONCLUSIONES El objeto que se utilizo debe seguir esta trayectoria vertical que es dada por la ecuación. Al realizar el experimento se puede deducir que la masa por aceleración es igual a la fuerza que realiza el carro. Las fuerzas siempre aparecen de la interacción de dos o más cuerpos.
3.7 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Sesión número 1
Practica 4 Energía cinética y potencial
Tutor componente práctico Ángel Alejandro Rodríguez aya
Estudiantes Sergio Eder González mesa Jefferson Emilio Benavides Yury yohana romero Castañeda Yorman
Universidad nacional abierta y a distancia UNAD
29 de octubre de 2016 Acacias META
Práctica 4: Energía cinética y potencial
4.1OBJETIVOS Observar un evento de movimiento de proyectiles y de conservación de la energía.
Identificar las variables que intervienen en un evento de conservación de la energía. Determinar un valor específico de la práctica.
4.2 INTRODUCCIÓN En esta investigación se presenta de manera detallada los resultados del experimento sobre conservación de la energía realizada en la práctica de laboratorio. El experimento realizado nos muestra de manera práctica la forma mediante la cual podemos encontrar la velocidad final de un cuerpo a través de las ecuaciones de conservación de la energía.
4.3 MARCO TEÓRICO
4.4 PROCEDIMIENTO 1. Una los segmentos 1 y 2 que forman el riel metálico de tal mane ra que forme uno solo de 100 mm de longitud. 2. Inserte el pin sobre el carro. 3. Sobre el pin introduzca la placa de sombra y dos masas ranuradas de 50 g. 4. Ajuste la inclinación de la pista de tal manera que el carro continúe rodando con una velocidad lo más continua posible, una vez ha sido empujado hacia el extremo con la polea. Para ajustar la inclinación, coloque el tornillo en el extremo opuesto a la polea y las masas ranuradas y gire el tornillo de ajuste (Una masa de 50 g junto con otra de 10g, deben ser las masas utilizadas). 5. Ajuste la barra metálica a la compuerta fotoeléctrica con el tornillo y conecte la compuerta al contador timer 2-1. 6. Mueva el interruptor rotativo a la segunda posición de izquierda a derecha. Ahora el dispositivo mostrará el haz de tiempo en el display. Ese tiempo es el tiempo durante el cual el haz de luz en la compuerta es interrumpido por la placa metálica. 7. Ponga un extremo del hilo a través del agujero en el perno de retención en la parte inferior del carro, extraiga el hilo y lo ata en la parte superior del perno de
retención; en la parte opuesta del hilo, ate un porta masa de 1 g y elija la longitud del hilo tal que cuando el peso alcance el piso, el carro alcance la cuarta parte final de la pista, aproximadamente. 8. Ubique una masa de 10 g en la porta masas de 1g, de tal manera que el peso colgante sea de 11g. 9. Fije la polea a la varilla y únala a la pista. Debe verificarse que el hilo se encuentre sobre los ejes del carro, paralelo a la superficie de la pista y sobre la polea. 10. Tome nota de la posición del carro, cuando la masa toca el suelo y ubique la compuerta de tal manera que su haz de luz sea interrumpido por la placa en el mismo instante en que la masa toca el suelo. 11. Empuje cuesta arriba el carro, una distancia s=10 cm desde la marca del numeral 11. Al hacer esto, la masa es levantada del suelo, la misma distancia s. Alcanzando una energía potencial, Epot=mg•g•h. En ese punto, la distancia “s” es igual a la altura “h” del peso (mg) sobre el piso en un campo gravitaci onal con la una
aceleración gravitatoria g=9.81m/s2=9.81N/kg. 12. Antes de cada medida, presione el botón “Reset ” en el contador timer 2 -1. Suelta
el carro y sujételo después de que haya pasado por la compuerta. Registre en la tabla No 1, el tiempo de interrupción “t” mostrado en el display. Este es el tiempo que necesita el carro para cubrir una distancia Δs=0.05 m , es decir, la anchura de
la placa. 13. Realice varias mediciones, en las cuales, la distancia s, que el carro es empujado hacia arriba se incrementa en 0.10 m.
4.5 INFORME h en m Δt en s 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.60
0.134 0.099 0.083 0.071 0.063 0.057
Vh= Δs/ Δt en m/s 0.746 2.020 3.614 5.633 7.936 10.526
0.70 0.80
0.053 0.050
13.207 16
Nm 0.010 0.021 0.032 0.043 0.053 0.064
Vh 2 en m2/s2 0.556 4.080 13.060 31.730 62.980 110.796
Mexp en kg 0.035 0.010 0.004 0.002 0.001 0.001
0.075 0.086
174.424 256
0.0008 0.0006
Epot=m•g•h en
La pista fue inclinada con el fin de compensar la fricción del coche. La energía potencial del carro, por lo tanto, ha sido aprovechada para superar la fuerza de rozamiento. Considere que sucede si la fuerza de fricción es dependiente de su velocidad. ( si la fuerza de fricción dependiera de su velocidad, lo que sucede es que al pasar por el contador tiner 2-1 su velocidad seria mucho menor ya que no hay inclinación.
4.6 CONCLUSIONES Como grupo se concluye que este trabajo ha sido de gran utilidad para poner en práctica y aplicar los conocimientos teóricos adquiridos sobre la conservación de la energía mecánica. Se he aprendido a determinar velocidades aplicando la conservación de la energía y con simples despejes de ecuaciones. También se ha podido valorar que la física tiene aplicaciones prácticas y cotidianas para cada uno de nosotros. Nos hemos dado cuenta de cómo a través de experimentos sencillos y al alcance de todos podemos llegar a conocer datos importantes como lo es la velocidad de los cuerpos a partir de la energía potencial y cinética que poseen en tiempos determinados.
4.7 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS http://www.monografias.com/trabajos36/conservacion-energiamecanica/conservacion-energia-mecanica2.shtml
Sesión número 1
Practica 5 Péndulo balístico
Tutor componente práctico Ángel Alejandro Rodríguez aya
Estudiantes Sergio Eder González mesa Jefferson Emilio Benavides Yury yohana romero Castañeda jorman Yeison elit
Universidad nacional abierta y a distancia UNAD
29 de octubre de 2016 Acacias META Practica 5: Péndulo balístico 5.1 OBJETIVOS Estudiar los conceptos de conservación del momento lineal, conservación de la energía, tipos de colisiones, cinemática del movimiento parabólico
• Describir las características del movimiento parabólico que realiza el balín al ser
disparado • Describir e l tipo de choque del balín disparado contra el péndulo • Analizar por medio de los datos el movimiento y determinar su comportamiento
5.2 INTRODUCCIÓN Con el siguiente informe describimos la experiencia adquirida en el laboratorio al poner en práctica lo estudiado teóricamente y mostramos de una forma clara y resumida los métodos utilizados en nuestro experimento. Mediante un análisis profundo de los conceptos de la conservación del momento lineal y la cinemática del movimiento parabólico se estudiara el proyectil al ser disparado hallando su respectiva velocidad inicial
5.3 MARCO TEÓRICO Un método clásico de determinación de la velocidad de un proyectil es disparar el proyectil sobre una masa en reposo la cual es grande en comparación con la masa del proyectil. Dicho proyectil se encuentra colgado como un péndulo. En el proceso, el proyectil permanece en la masa del péndulo y oscila con ella. Esta es una colisión inelástica en el que el impulso se mantiene sin cambios. Si se conocen los datos mecánicos del péndulo, uno puede inferir la velocidad de la masa del péndulo (incluyendo la masa del proyectil) en el punto más bajo de oscilación del péndulo a partir de la amplitud de oscilación del mismo. El impulso de las dos masas en esta fase de la oscilación debe ser por lo tanto igual al impulso del proyectil antes de que golpee el péndulo. Si se conocen las masas de péndulo y el proyectil, se puede calcular la velocidad del proyectil.
5.4 PROCEDIMIENTO Coloque el Lanzador de Proyectiles al montaje del Péndulo balístico al nivel del capturador de la bola. Asegúrese de que el péndulo cuelgue verticalmente con respecto al lanzador. 2. Sujete la base del péndulo a la mesa. 3. Ubique el péndulo a 90ocon respecto a la horizontal de la parte superior del dispositivo, luego cargue el lanzador de proyectiles. Permita al péndulo colgar libremente, y mueva el indicador del ángulo para ponerlo en cero grados.
4. Quite el péndulo de la base destornillando y quitando el eje del pivote. Encuentre la masa del péndulo y bola juntos. Realice este procedimiento con la bola de madera y regístrelo en la tabla 7, como Mm. Igualmente encuentre la masa de la bola de acero y regístrela en la tabla 7 como Ma. Imagen 5. Halle la masa de la bola de madera y regístrela en la tabla 7 como mm y de la bola de acero y regístrela en la tabla 7 como ma. 6. Encuentre el centro de masa del péndulo con la bola dentro. Para ello utilice una cuerda; cuelgue el péndulo de la cuerda hasta que se equilibre horizontalmente. Marque este punto sobre el péndulo. Este es el centro de masa. (Ver figura 13). 7. Mida la distancia del punto al pivote, y anótelo como RCMa con la bola de acero y como RCMm para la bola de madera. 8. Re ensamble el péndulo, y asegúrese que quede bien hecho (Solicite ayuda con el tutor de la práctica). Asegúrese de que el indicador del ángulo, esté a la derecha del péndulo. 9. Dispare el lanzador. Tome y registre el ángulo alcanzado. 10.Cargue el lanzador, luego coloque el indicador del ángulo para orientar 2 o 3º menos del alcanzado en el paso anterior (9), esto eliminará la fricción causada por el indicador en el arrastre del péndulo. Así, el péndulo moverá sólo el indicador para los últimos grados. Luego, dispare el lanzador, y anote el ángulo alcanzado por el péndulo en la tabla 7 al igual que la velocidad de salida de la esfera en cada uno de los lanzamientos registrada por el medidor digital del dispositivo “Péndulo balístico” (Apóyese con una grabación de vídeo para el registro
del ángulo, en caso que el medidor del ángulo no registre el valor del ángulo correctamente). 11.Repita el procedimiento anterior (Numeral 10) tres veces para la bola de acero () y otras tres veces para la bola de madera () y registre los datos en la tabla 7.
5.5 INFORME a) ¿Qué fuentes de error están presentes en este experimento y qué tanto afectan a sus resultados estos errores? La bola no es completamente madera, al sujetar la bola esta se sale y por tal motivo hay perdida de energía, hay fricción en el péndulo, y además hay errores humanos b) ¿Se simplificarían los cálculos si se conservara la energía cinética en la colisión entre la pelota y péndulo? No se podría simplificar ya que en la formula se tiene en cuenta c) ¿Qué porcentaje de energía cinética se ha perdido en la colisión entre la pelota y el péndulo? En la de acero es: 31.55 y la de madera: 46.98
d) ¿Hay más energía o menos energía transferida al péndulo cuando el péndulo es girado de tal manera que la bola golpee la parte de atrás de é ste? Si por que la energía cinética se pierde al rebotar la pelota.
= 15.5
ESFERA ACERO
= 14.5
ANGULOS
25.5
Velocidad (sensor) 3.44m/s
25.5 29
3.48m/s 3.48m/s
Choque inelástico ESFERA MADERA
= 128.5
Error porcentual de la velocidad ANGULOS Velocidad (sensor) 12 3.67m/s 12 3.66m/s 13.5 3.66m/s Error porcentual de la velocidad
= 112.5
= 27.6
V(sensor)
= 11.7 (formula
) 26.66°
3.46%
E%=
31.55% V(sensor)
12.5
3.66%
E%=
46.98%
TABLA NUMERO 07
5.6 CONCLUSIONES Por medio de los resultado de la velocidad inicial se puede concluir que para que un movimiento parabólico se pueda realizar exitosamente, se debe de mantener un ambiente estable para lograr los resultados que realmente se están buscando, por lo que la ubicación y el estado de los elementos que se están utilizando entran a jugar un papel muy importante, y así, de esta forma, podremos obtener el resultado esperado. Que la condiciones del ambiente no se toman en cuenta para lograr un resultado estándar, de lo contrario se dependería de un lugar y un tiempo específico para lograr "los mismos resultados", lo cual es prácticamente casi imposible. Aprendimos como hallar la velocidad inicial de un sistema por dos métodos diferentes y a demostrar la velocidad inicial de un sistema por medio de la conservación del momento lineal.
2.63m/s (formula )
2.49m/s
Analizamos detalladamente el comportamiento de los sistema s antes y después del choque con sus respectivas energías y lo que dichas puede decir de aquellas.
5.7 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS :http://www.monografias.com/trabajos35/pendulo-balistico/pendulobalistico.shtml#ixzz4PXptunh1
Sesión número 1
Practica 6 Presión hidrostática en el agua
Tutor componente práctico
Ángel Alejandro Rodríguez aya
Estudiantes Sergio Eder González mesa Jefferson Emilio Benavides Yury yohana romero Castañeda Yorman
Universidad nacional abierta y a distancia UNAD
29 de octubre de 2016 Acacias META Práctica 6: Presión hidrostática en el agua
6.1 OBJETIVOS Comprobar la existencia de la presión hidrostática en el agua y líquidos y determinar mediciones de la presión con el manómetro en el laboratorio. Determinar la densidad de una sustancia por método tablas y procedimiento presión hidrostática en el agua.
6.2 INTRODUCCIÓN Se elaboró un informe describimos la experiencia adquirida en el laboratorio al poner en práctica lo estudiado teóricamente y mostramos de una forma clara y resumida los métodos utilizados en nuestro experimento. Mediante un análisis profundo de los conceptos de la presión hidros tática en el agua que era determinar recipiente que los contiene y hacia los lados sobre las paredes del mismo. El volumen de un líquido está sometido a la acción de la gravedad, el peso del líquido que se encuentra en la parte superior ejerce una presión sobre el líquido que se encuentra en la parte inferior, es decir la presión bajo el agua aumenta con la profundidad , como la presión hidrostática es P=ρxgxh, entonces se observa que la presión es independiente del área de la vasija y de su forma pues solamente influye la densidad del líquido y su altura.
6.3 MARCO TEÓRICO Es muy conocido el hecho de que los líquidos presionan hacia abajo, sobre el fondo del recipiente que los contiene y hacia los lados sobre las paredes del mismo. El volumen de un líquido está sometido a la acción de la gravedad, el peso del líquido que se encuentra en la parte superior ejerce una presión sobre el líquido que se encuentra en la parte inferior, es decir la presión bajo el agua aumenta con la profundidad, como la presión hidrostática es P=ρxgxh, entonces se observa que la
presión es independiente del área de la vasija y de su forma pues solamente influye la densidad del líquido y su altura.
La densidad es una característica de cada sustancia y es el cociente entre la masa y el volumen y veremos que el valor de esta es independiente de la cantidad de sustancia que se escoja.
6.4 PROCEDIMIENTO 1. Fije sobre la varilla del soporte universal una de las nueces dobles. 2. Fije sobre la varilla del soporte universal el soporte de tubos de vidrio. 3. Sujete la varilla corta (10 cm) a la nuez que se encuentra en el soporte universal; en el otro extremo de la varilla corta, fije la segunda nuez doble. 4. Sujete la cinta métrica al soporte de tubos. 5. Sujete los dos tubos de vidrio al soporte de tubos; estos son los tubos manométricos. 6. Conecte los extremos inferiores de los tubos de vidrio con aproximadamente 40 cm de tubo de silicona. 7. Una 60 cm de tubo de silicona al extremo superior del tubo de vidrio derecho.
8. Una la sonda de presión hidrostática al extremo del tubo de silicona y monte éste a la segunda nuez doble. 9. Use la jeringa como un embudo y llene el manómetro con agua hasta que los dos tubos de vidrio se encuentren medio llenos. 10.Ubique el beaker bajo el tubo de presión hidrostática y llénelo con agua. 11. Finalmente se obtiene un montaje como el mostrado en la Figura 15. A continuación, se describen dos procedimientos que buscan que el estudiante encuentre la relación que existe entre la presión hidrostática, la profundidad y la dirección de ésta.
6.4.1 DEPENDENCIA DIRECCIONAL DE LA PRESIÓN HIDROSTÁTICA. Para medir la presión en el fondo utilice la sonda de presión en forma de gancho. Para medir la presión lateral utilice la sonda de presión en forma de ángulo recto. Para medir la presión en la parte superior utilice la sonda de presión recta. 1. Para cada medición, sumerja la sonda (¡Posición de apertura!) 5 cm en el agua y forcé la salida del agua que ha entrado en la sonda moviendo los tubos manométricos. 2. Asegúrese de que la interfaz aire-agua no sea curvo. 3. Cuando se mida la presión lateral, el agua sólo puede extenderse a media altura en el lado derecho del manómetro. 4. Repita cada medición tres veces y registre el valor de “” determinado por la
diferencia en los niveles de agua de los dos tubos manométricos, y que a su vez, es un indicador de la presión “p”. Introduzca los valores en la Tabla 8.
6.4.2 DEPENDENCIA DE LA PRESIÓN HIDROSTÁTICA CON RESPECTO A LA PROFUNDIDAD DE IMERSIÓN. Use la sonda de presión recta. 1. Hunda la sonda un centímetro a la vez desde 1 hasta 10 cm en el agua. 2. En cada profundidad, forzar el agua que se ha filtrado en la sonda hacia fuera elevando uno de los tubos manométricos – de tal manera que la interfase agua-aire en la parte abierta de la sonda sea lo más plana posible. 3. Registre en la Tabla 9, la profundidad de inmersión “h” de la sonda y la correspondiente diferencia en los niveles de agua “” en ambos lados del manómetro.
6.5 INFORME MANOMETRO Presión en el fondo Presión superior
∆()
5.4 5.1
5.5 5.1
∆()
5.1 4.8
5.3 5
