Laboratorio de Fisica 2 n4

Mida la temperatura ambiente.


Calentar la varilla con el vapor de agua .


Medir el angulo de desfase.


Apuntar los datos obtenidos.


Medir la longitud de la varilla y el diametro de la aguja .








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UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERIA
FIEE-UNI

Medir la longitud de la varilla y el diametro de la aguja .
Mida la temperatura ambiente.
Calentar la varilla con el vapor de agua .
Medir el angulo de desfase.
Apuntar los datos obtenidos.
Rojas Ibañez Eberth 20140421CVarillas Cierto Luis 20142064CPeña Flores Gustavo Valentino 20142120KRojas Ibañez Eberth 20140421CVarillas Cierto Luis 20142064CPeña Flores Gustavo Valentino 20142120KUNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA"FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA" 2015DILATACIÓN TERMICALABORATORIO DE FÍSICA II4° Laboratorio UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA"FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA" 2015DILATACIÓN TERMICALABORATORIO DE FÍSICA II4° Laboratorio
Rojas Ibañez Eberth 20140421C
Varillas Cierto Luis 20142064C
Peña Flores Gustavo Valentino 20142120K
Rojas Ibañez Eberth 20140421C
Varillas Cierto Luis 20142064C
Peña Flores Gustavo Valentino 20142120K
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
"FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA"
2015
DILATACIÓN TERMICA
LABORATORIO DE FÍSICA II




4° Laboratorio
UNIVERSIDAD NACIONAL DE INGENIERÍA
"FACULTAD DE INGENIERÍA ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA"
2015
DILATACIÓN TERMICA
LABORATORIO DE FÍSICA II




4° Laboratorio










Dilatación Termica
1. OBJETIVOS:
Estudiar la variación de las dimensiones de un cuerpo debido a variación de la Temperatura.
Comprobar experimentalmente las formulas de la dilatación lineal.
Hallar el coeficiente de Dilatación Lineal en este caso del Cobre.
2. EQUIPOS Y MATERIALES:
Un kit de dilatación térmica lineal.
Una regla de un metro graduada en milímetros.
Tres Tubos: Cobre, Aluminio y vidrio.
Un transportador.
Un vernier.
Termómetro.



3. FUNDAMENTO TEORICO
Se denomina dilatación térmica al aumento de longitud, volumen o alguna otra dimensión métrica que sufre un cuerpo físico debido al aumento de temperatura que se provoca en él por cualquier medio. La contracción térmica es la disminución de propiedades métricas por disminución de la misma.

Dilatación lineal
La dilatación lineal es aquella en la cual predomina la variación en una única dimensión, o sea en el ancho, largo o altura del cuerpo .
Para estudiar este tipo de dilatación, imaginemos una barra metálica de longitud inicial Lo y temperatura θo

Temperatura: θo

Lo ΔL Calentamiento

Temperatura: θ




L
Matemáticamente se expresa:
ΔL=L-LoΔL=L-Lo
ΔL=L-Lo
ΔL=L-Lo



Pero si aumentamos el calentamiento, de forma de doblar la variación de temperatura, 2Δθ, entonces observaremos que la dilatación será el doble ( 2ΔL).
Podemos concluir que la dilatación es directamente proporcional a la variación de temperatura.
Se observa que cuándo se tiene dos barras del mismo material, pero de diferentes longitudes; cuándo se calienta estas barras , se nota que la de mayor longitud se dilata más que la menor , entonces podemos concluir que la dilatación es directamente proporcional al largo inicial de las barras.
Se sabe que la dilatación es dependiente del material de la barra.
De aquí se tiene que:

ΔL=Lo+αΔθ

Dónde:
Lo=Longitud inicial.
ΔL =Dilatación
Δθ=Variación de la temperatura (θo-θ)
α = coeficiente de dilatación lineal




4. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Disponer el equipo como en la figura dispuesta en la guía de laboratorio :


Colocamos nuestro dispositivo que nos dará la distancia que se elonga la varilla, el dispositivo usado en este experimento consiste en una cartulina cortada en forma circular con una aguja incrustada en el centro y Realizamos una pequeña marca en un borde para que sirva de referencia.












Medimos la temperatura ambiente y medimos la longitud inicial de la varilla
Procedemos a Calentar la varilla en nuestro caso la de cobre utilizando vapor de agua ,esrando un tiempo necesario para asegurarnos que la varilla halla alcanzado su maxima elongacion .
Medimos la Longitud final de la varilla
Apuntamos nuestro datos obtenidos y sus errrores .












5. DIAGRAMA

















6. CALCULOS Y RESULTADOS
a). Deduzca la expresión que permita calcular la distancia ( L) que se ha dilatado la varilla en función del ángulo que giro la pantalla circular y el radio del eje giro.


LfL0 sθL0RRLfL0 sθL0RRSabemos:S=RxθEsta es la distancia que ha girado la aguja. Lo que también es la longitud en que ha aumentado la vara. O sea:Lf – Lo = ΔL = S = 2RxθSabemos:S=RxθEsta es la distancia que ha girado la aguja. Lo que también es la longitud en que ha aumentado la vara. O sea:Lf – Lo = ΔL = S = 2Rxθ
Lf
L0
s
θ
L0
R
R
Lf
L0
s
θ
L0
R
R
Sabemos:
S=Rxθ
Esta es la distancia que ha girado la aguja. Lo que también es la longitud en que ha aumentado la vara. O sea:
Lf – Lo = ΔL = S = 2Rxθ
Sabemos:
S=Rxθ
Esta es la distancia que ha girado la aguja. Lo que también es la longitud en que ha aumentado la vara. O sea:
Lf – Lo = ΔL = S = 2Rxθ









ΔL =2 Rxθ ΔL =2 Rxθ
ΔL =2 Rxθ
ΔL =2 Rxθ






b). Utilizando el resultado del paso anterior deduzca el coeficiente de dilatación lineal de la varilla de cobre.
Dela ecuación se tiene: ΔL=2Rθ
También se sabe: ΔL=L0αΔT
Igualando ambas ecuaciones se obtuvo:

α=2RθL0ΔT=DθL0ΔT=Dθπ180L0ΔT

α=Dθπ180L0ΔT ;

Donde θ está en grados sexagesimales y D es el diámetro de la aguja.
Datos
D=75 mm ; ΔT=69°C ; L0=74.7 cm ; θ=60°

α=1.522*10-5 °C-1


C) Compare sus resultados de a) con los valores que aparecen en las tablas.
Valor Tablas: αcu=1.7* 10-5 °C-1
Valor Obtenido: αcu=1.522* 10-5 °C-1
Notamos un error igual a 10.47%

7. CONCLUSIONES Y OBSERVACIONES
Observamos el movimiento de la placa circular cuando los tubos fueron expuestos al vapor de agua, que se encontraba a una temperatura de 100 °C, pudimos determinar de que efectivamente el tubo había sufrido una dilatación longitudinal al hacer girar la placa circular.

Es posible determinar el c lculo de la deformación causado por la dilatación, ya que al inicio de la clase se pidió calcular el diámetro de la aguja y con el giro de la placa circular, obtuvimos el ángulo barrido.


Del experimento se puede concluir que el fenómeno de dilatación lineal es natural de todos los cuerpos pero se manifiesta en diferente proporción según sea la naturaleza del material.

El experimento es una demostración de la relación lineal que existe entre la temperatura y la variación de la longitud






8. BIBLIOGRAFIA

SEARS – SEMANSKY: Física universitaria, tomo I - 12ava edición. Cap. 15
TIPLER, MOSCA: Física para la ciencia y la tecnología Vol. 1 5ta Edición.
SERWAY: Física para las ciencias y la ingeniería volumen I-5ta edición. Cap. 16
HUGO MEDINA GUZMAN: Física II.
HUMBERTO LEYVA: Física II – Tomo 2