LABORATORIO DE FISICA GENERAL

PRIMER SEMESTRE - 2014

RODRIGO ALBERTO SANABRIA CORTES COD 7702768

GRUPO 100413-435

ADRIANA MARÍA FERNÁNDEZ MONTEALEGRE COD. 265939369

GRUPO 100413_202

LINA PAOLA BARREIRO HERRERA COD 1081153009

SISITEMA TRADICIONAL

BIBIANA BARRERA ( bbiana.barrerre@hotmail)Faltan datos.

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTACIA - CEAD NEIVA

INGENIERIA ELECTRONICA

FISICA GENERA

NEIVA

2014

LABORATORIO DE FISICA GENERAL

PRIMER SEMESTRE - 2014

TRABAJO PRESENTADO A: GILMA PAOLA ANDRADE TRUJILLO

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTACIA - CEAD NEIVA

INGENIERIA ELECTRONICA

FISICA GENERAL

NEIVA

2014

INTRODUCCIÓN

La física es la ciencia que estudia las propiedades y el comportamiento de la

energía y la materia, el tiempo, el espacio y las interacciones entre estas.

Es considerada una de las más antiguas disciplinas, es significativa e influyente, no

sólo debido a que los avances en la comprensión de la fisca se han traducido en

nuevas tecnologías, sino también a que las nuevas ideas en la física se

complementan con las demás ciencias, las matemáticas y la filosofía.

La física no es sólo una ciencia teórica; es también una ciencia experimental, Como

toda ciencia, busca que sus conclusiones puedan ser verificables mediante

experimentos y que la teoría pueda realizar predicciones de experimentos futuros.

En el presente informe se describen de forma clara las actividades realizadas en

el laboratorio de física el día 04 de Mayo, las cuáles nos permitieron comprobar en

forma experimental, las diferentes temáticas expuestas en forma teórica en el curso

de física general.

LABORATORIOS FISICA GENERAL

PRIMER SEMESTRE – 2014

PRACTICA 1. Proporcionalidad directa y medición; Vectores

Materiales:

Balanza

Becker o probeta

Flexómetro

Calibrador

Brújula

Procedimiento:

a. Implementando la balanza digital mida la masa de 3 objetos diferentes.

Objeto Masa (Kg)

Esfera Metálica 0,0165

Borrador 0,0149

Lamina Cobre 0,024

b. El Volumen es la cantidad de espacio que ocupa un cuerpo. Su unidad de medida

es el m3. Para medir el volumen de los líquidos y los gases también podemos

fijarnos en la capacidad del recipiente que los contiene, utilizando las unidades de

capacidad, especialmente el litro (l) y el mililitro (ml). Existe una equivalencia entre

las unidades de volumen y las de capacidad:

1 l = 1 dm3 1 ml= 1 cm3

Las probetas son recipientes de vidrio graduados que sirven para medir el volumen

de líquidos (leyendo la división correspondiente al nivel alcanzado por el líquido) y

sólidos (midiendo el volumen del líquido desplazado por el sólido, es decir la

diferencia entre el nivel alcanzado por el líquido solo y con el sólido sumergido)

Apoyados en lo anterior, y utilizando la probeta, mida el volumen de 3 objetos

diferentes.

Objeto Volumen

Puntillas 6 cm3

Esfera Metálica 4 cm3

Anillo 1 cm3

b. En los estudios que usted ha tenido sobre proporcionalidad, se encuentra

con una variable dependiente y otras independientes. En la medición de un

líquido ¿Cuáles serían éstas? ¿Cuál sería la constante de proporcionalidad?

Recuerde que La Constante de proporcionalidad, o sea "k", se obtiene

dividiendo cuando las variables son DIRECTAMENTE proporcional. Si es

INDIRECTAMENTE proporcional se multiplican las magnitudes.

Variable independiente es la impuesta externamente al sistema y su valor no es

afectado por los cambios del sistema ni por el de otras variables. Influencia al

sistema, pero no es influenciada por él.

Variable dependiente es la que forma parte interna del sistema y su valor se afecta

por los cambios del sistema y por el de otras variables independientes.

Constante de proporcionalidad

1. Cociente de las razones de una proporción.

2. Si dos magnitudes son directamente proporcionales, el cociente o razón de dos

cantidades correspondientes es constante.

Constante de proporcionalidad

Llamamos constante de proporcionalidad de una proporción al cociente de

cualquiera de sus razones.

d. La densidad de una sustancia es el cociente entre la masa y el volumen:

Densidad = Masa/Volumen (kg/m3) o (gr/cm3) ρ = m/V

Calcule la densidad de 3 objetos diferentes.

Objeto Densidad

Puntillas 0,41 gr/ cm3

Esfera Metálica 0,51 gr/ cm3

Anillo 0,051 gr/ cm3

d) El calibre, también denominado calibrador, cartabón de corredera, pie de

rey, pie de metro, forcípula (para medir árboles) o Vernier, es un instrumento

utilizado para medir dimensiones de objetos relativamente pequeños, desde

centímetros hasta fracciones de milímetros.

Mida con el calibrador el diámetro o profundidad de 3 objetos diferentes.

Objeto Diámetro (m o cm )

Esfera Icopor 32.80 mm

Borrador Largo 35.60 mm

Altura Tarro 84.50 mm

e) Conociendo que el área y el perímetro de un cuadrado y un rectángulo se

calcula de la siguiente manera, Calcule el área del piso del laboratorio o de la

zona externa al mismo.

El Cuadrado.

Ancho: 27 cm

Largo: 27 cm

Área Perímetro

279 cm2 108 cm

Rectángulo

Ancho: 286 cm

Largo: 60 cm

Área Perímetro

1360 cm2 572 cm

f) Apoyados en los conceptos de vectores, e implementando la brújula y el

Flexómetro, realizar la siguiente experiencia:

Ubicando el origen en x=0 y=0, y tomando el plano de coordenadas x, y con ayuda

de la brújula (eje y apuntando hacia el norte), realice el siguiente desplazamiento

(todas las distancias en m):

Hacia el oriente 7i

A partir de ese punto, 4i + 3j

Luego -2i + 8j

Finalmente -3,5j

PRACTICA 2. Cinemática y Dinámica

Materiales:

a) Para reconocer un movimiento rectilíneo realice la siguiente experiencia:

teniendo en cuenta la distancia recorrida y el

tiempo cronometrado.

Realice el procedimiento para 3 distancias diferentes

Distancias Rapidez (m/sg)

0,6 m 0,38 m/sg

0,8 m 0,46 m/sg

1 m 2,18 m/sg

PRACTICA 3. Movimientos Armónicos Simples y Pendulares

Materiales:

a) Para representar y analizar un sistema masa-resorte, realice la siguiente

práctica:

quede colgando. Tenga en cuenta con la regla

la posición cero.

sorte de acuerdo a la ecuación: Fuerza = constante x

elongación Recuerde también que (Fuerza = masa x gravedad)

Materiales

Resorte

Masas (50g, 100g, 200, 400g), Regla con precisión de ± 0.1, Pesa de laboratorio

con precisión ± 0.01, Cronometro con precisión ± 0.01

Procedimiento

En esta práctica lo primero que hicimos fue calcular la masa del resorte con ayuda

de la balanza

Luego se le dejo colgado de un pivote y se le coloco una masa de 50g

Sé midió la longitud de deformación

Después se procedió a tomar el tiempo que tarda en dar 20 oscilaciones para así

calcular el periodo (T) para cada una de las masas

Posteriormente calculamos la constante de elasticidad k.

Datos

Masa del resorte 124.7 ± 0.005 g

Longitud del resorte 22.8 ± 0.05cm

Gravedad 980 cm/s ± 10

Cálculo de la constante k del resorte el análisis de un movimiento armónico

simple:

De la gráfica tenemos que:

Por lo que podemos decir que:

b) Para analizar el movimiento pendular realice la siguiente experiencia.

Observe el movimiento y dibuje el movimiento que se observa.

ncuentra la mayor velocidad del movimiento.

rda, el Angulo de oscilación, y la longitud

de arco.

tiempo que tarda el movimiento ondulatorio desde que inicia hasta

que queda en reposo y la frecuencia.

Realice los cálculos numéricos de: frecuencia angular o cíclica, periodo de

movimiento y longitud de arco y compruebe con lo experimentado.

Para empezar, el PERIODO de un Péndulo es el tiempo que tarda en dar una

oscilación completa.

Se calcula con la expresión:

..................______

................./....L

T = 2 π.... /...------......... (1)

.............√.......g

1º) Vamos a calcular la longitud del péndulo cuando el Período es 0.5 segundos

Despejando L en la expresión (1):

..........T*2. g

L = ------------

..........4 π*2

Colocando valores:

........(0.5)*2 (9.8)

L = ----------------------

............4 (3.14)*2

L = 0.0621 m = 6.21 cm

2º) Ahora, cuando la longitud del péndulo es 1 cm mayor, calcularemos el nuevo

período.

L = 6.21 + 1 = 7.21 cm = 0.0721m

Aplicando la expresión (1):

..................______

................./....L

T = 2 π.... /...------......... (1)

.............√.......g

.......................______

....................../..0.0721

T = 2 ·.14).... /...----------

...................√......9.8

T = 0.5385 segundos

3º) La diferencia del Período de oscilación cuando la longitud ha crecido 1 cm es :

Diferencia = 0.5385 -- 0.5 = 0.0385 s

4º) En 60 segundos tendremos el atraso en 1 minuto:

Atraso = 0.0385 x 60 = 2.31 segundos

PRACTICA 4. Calor

Materiales:

a) El calorímetro es un instrumento que sirve para medir las cantidades de

calor suministradas o recibidas por los cuerpos. Es decir, sirve para

determinar el calor específico de un cuerpo, así como para medir las

cantidades de calor que liberan o absorben los cuerpos.

introduzca el termómetro y tome medidos.

290 Ambiente y 350 ml

330

340

340

medida de la temperatura.

290

¿Qué observó? ¿Qué función cumple el calorímetro? ¿Qué tipo de proceso

térmico ocurre en el calorímetro?

La energía mecánica es la que se intercambia cuando se realiza trabajo. Sin

embargo, existen otros intercambios de energía que no se pueden cuantificar por

medio del trabajo.

El intercambio de energía térmica o calorífica se cuantifica por el calor, y este, por

las variaciones de temperatura.

Los calorímetros se utilizan para aislar del ambiente las sustancias y realizar, de

esta forma, experimentos en los que se produce una variación de temperatura. Un

calorímetro consta de un recipiente que contiene agua y que está provisto de una

tapadera con dos orificios, a través de los cuales se introduce un agitador y un

termómetro. El recipiente está envuelto por un aislante térmico que reduce al

mínimo las pérdidas de energía al exterior.

Los calorímetros se utilizan para determinar la capacidad calorífica específica de las

sustancias.

Como acabamos de ver, cuando se produce una transferencia de energía térmica

entre dos cuerpos, ambos experimentan una variación de temperatura que depende

de la capacidad calorífica específica de cada uno de ellos. Sin embargo, esto no

sucede cuando tiene lugar un cambio de estado en uno o en ambos cuerpos. La

experiencia nos dice que, mientras tiene lugar un cambio de estado, la temperatura

permanece constante.

La cantidad de energía calorífica suministrada por et hornillo dependerá del tiempo

durante el que se hayan estado calentando los cuerpos. Si et tiempo es el mismo,

podemos concluir que:

La variación de temperatura depende de la masa del cuerpo.

La variación de temperatura depende de la sustancia.

La cantidad de calor transferida es proporcional a la variación de temperatura.

PRACTICA 5. Refracción y Reflexión

Materiales:

a) Un prisma es un objeto capaz de refractar, reflejar y descomponer la luz en

los colores del arco iris. Para la siguiente experiencia coloque el prisma contra

la luz directa del sol, de manera que una de sus aristas quede apuntando hacia

la luz solar. Observe lo que sucede cuando la luz pasa del aire al vidrio (se

refleja y/o se refracta).

Explique el porqué del orden de los colores y la relación con la longitud de

onda.

Cuando una luz blanca pasa a través de un prisma, se puede ver una banda con los

colores del arco iris. Un prisma es un objeto de cristal transparente (o de plástico)

con dos caras opuestas en forma de triángulo u otra forma geométrica. Un prisma

descompone los colores al refractar cada uno de ellos en un ángulo diferente. La

banda de colores producida cuando la luz pasa a través de un prisma se llama

espectro.

Los colores rojo, azul y verde son los colores primarios de la luz. Al mezclar estos

colores se pueden producir todos los colores del espectro. La retina del ojo tiene

células sensibles a los colores de la luz. Algunas células responden sólo al rojo.

Otras responden al verde. Hay otras células que responden solamente al color azul.

Si sobre la retina inciden cantidades iguales de luz roja, azul y verde, vemos blanco.

Pero cuando sólo inciden el rojo y el verde, vemos amarillo.

Los colores que resultan de mezclar pigmentos son diferentes de los colores que

resultan de mezclar luces de colores. El magenta, el cian y el amarillo son llamados

pigmentos primarios. Un objeto que tenga cualquiera de estos colores absorbe un

color primario de la luz y refleja los otros dos. Cuando se mezclan apropiadamente

estos pigmentos se puede crear el color que se desee al reflejar una mezcla de los

colores primarios de la luz. La mayoría de los colores que vemos son combinaciones

de dos o más colores.

En dependencia del color o de la superficie, la luz se refleja de forma diferente. Esto

resulta muy interesante a la hora de elegir los colores con los que fabricar la ropa,

los autos, los techos y otros objetos de nuestra vida cotidiana. Si utilizamos, por

ejemplo, ropa de un color que refleje bastante la luz, no tendremos tanto calor en

verano como si fuese de un color que no la refleje tanto.

Escriba los colores que visualiza, en su orden respectivo.

Los colores principales en orden son:

Rojo, naranja, amarillo, verde, azul y violeta

Explique el fenómeno de acuerdo con la ley de Snell.

La ley de Snell es una fórmula simple utilizada para calcular el ángulo de refracción

de la luz al atravesar la superficie de separación entre dos medios de índice de

refracción distinto

La ley de Snell dice que el producto del índice de refracción por el seno del ángulo

de incidencia es constante para cualquier rayo de luz incidiendo sobre la superficie

de dos medios. Aunque la ley de Snell fue formulada para explicar los fenómenos

de refracción de la luz se puede aplicar a todo tipo de ondas atravesando una

superficie de separación entre dos medios en los que la velocidad de propagación

la onda varíe.

Con el sentido del tacto, identifique cada uno de los espejos (plano, cóncavo,

convexo).

Ubique un objeto frente al espejo convexo. Compruebe que la imagen siempre

es virtual y de menor tamaño. Describa lo que observa:

El convexo esta curvado hacia afuera y se ven las cosas pequeñas.

En un espejo convexo la imagen es siempre virtual, derecha y más pequeña que el

objeto, independientemente de la posición en que lo situemos.

Este tipo de espejos se suelen utilizar en los retrovisores de coches y motos, debido

a que proporcionan un mayor campo de visión, aunque debemos tener en cuenta

que nuestro cerebro interpreta que los objetos están más alejados de lo que

realmente están.

Ubique un objeto frente al espejo cóncavo. Compruebe cuando es de aumento

y que si el objeto está en el foco, la imagen no existe. Mida cual es el foco del

espejo. Describa lo que observa y Calcule el centro de curvatura: C = 2xF.

Según la distancia entre el objeto y el espejo la imagen es diferente. Consideremos

un observador que se sitúa en distintas posiciones:

El observador está detrás del centro de curvatura. La imagen es real, invertida y

más pequeña que él

Cuando el observador se encuentra justo en el centro de curvatura, ve su imagen a

tamaño real pero invertida.

Cuando el observador se sitúa entre el centro de curvatura y el foco, su imagen, real

e invertida, es de mayor tamaño que él y seguirá agrandándose hasta que el

observador se sitúe en el foco. En el foco los rayos no convergen, siguen paralelos

hasta distancia infinita; el observador verá una imagen borrosa e irreconocible que

llena la totalidad del espejo.

La imagen pasa a ser virtual y aparece derecha y aumentada cuando el observador

se acerca al espejo, por lo tanto la figura aparece mas grande que la real.

Ubique un objeto frente al espejo plano. Comprobar que en un espejo plano,

la imagen siempre es del mismo tamaño que la del objeto.

Describa lo que observa.

Una imagen en un espejo se ve como si el objeto estuviera detrás y no frente a éste

ni en la superficie. (Ojo, es un error frecuente el pensar que la imagen la vemos en

la superficie del espejo).

El sistema óptico del ojo recoge los rayos que salen divergentes del objeto y los

hace converger en la retina.

c) Dibuje los rayos notables para cada uno de los espejos (plano, cóncavo,

convexo).

Rayos notables

Espejo Cóncavo

Espejo convexo

Espejo plano

PRACTICA 6. Circuitos Eléctricos

Materiales:

varios.

a) Identifique cada uno de los componentes electrónicos y su simbología

eléctrica respectiva.

Resistencias móviles o potenciómetros

Realice los siguientes circuitos siendo cuidadoso al graduar los niveles de

voltaje de la fuente. Hágalo lentamente y guíese por el indicador analógico que

tiene la fuente. Una vez haya hecho las conexiones, podrá energizar el circuito.

Realice los siguientes montajes:

A. Circuito eléctrico sencillo:

B. Circuito eléctrico Con interruptor:

C. Circuito eléctrico Con Pulsador:

D. Circuito con diodo LED y resistencia.

E. Circuito con Resistencias variables.

F. Circuito con Fotorresistencia.

PRACTICA 7. Electromagnetismo; Generador de Van de Graaff

Materiales:

.

Van de Graaff inventó el generador que lleva su nombre en 1931, con e

propósito de producir una diferencia de potencial muy alta. El generador de

Vande Graaff es un generador de corriente constante, mientas que la batería

es un generador de voltaje constante, lo que cambia es la intensidad

dependiendo que los aparatos que se conectan.

El generador de Van de Graaff es muy simple, consta de un motor, dos poleas,

una correa o cinta, dos peines o terminales hechos de finos hilos de cobre y

una esfera hueca donde se acumula la carga transportada por la cinta.

Respuesta:

"El motivo de esto es que el campo que tenemos en el generador es electrostático.

Esto que quiere decir? Pues bien, el hecho de estar en electrostática implica que no

hay una intensidad que recorra la esfera metálica. Sí que aparece una intensidad

cuando tocamos la esfera y nos convertirnos en un hilo conductor (recordad que el

cuerpo humano es en su mayor parte agua y además contamos con gran cantidad

de diferentes iones, de modo que somos relativamente buenos conductores), pero

no sentimos nada extraño salvo que la carga se va a repartir entre el generador y la

superficie de nuestro cuerpo (las cargas no se adentran en nuestro cuerpo por

tratarse de electricidad estática), y nos “abandonará” por aquellos lugares con

terminación más puntiaguda debido al conocido efecto punta, como pueden ser los

dedos o lo que es más habitual, los pelos de la cabeza.

Un generador de Van der Graaff es lo que se conoce como fuente de corriente o de

intensidad. Es decir, una fuente que provoca una intensidad determinada y que hace

que ésta no varíe con el tiempo. Es justamente lo contrario a una pila o cualquier

otro tipo de batería que son fuentes de tensión, y lo que hacen es proporcionar una

diferencia de potencial constante.

CONCLUSIONES

• Con la realización de este taller experimental logramos Reconocer la importancia

de la fiscal como herramienta válida para la construcción de conocimiento.

• Comprendimos el porqué de ciertos fenómenos físicos.

• Logramos identificar los diferentes elementos del laboratorio y comprender el

funcionamiento de cada uno de ellos.