GUÍA EXPERIMENTAL

GUÍA PARA APLICACIÓN DE CONOCIMIENTOS

APLICACIONES DEL MOVIMIENTO UNIFORME

1. Objetivos: Determinar la relación entre el espacio que recorre un cuerpo y el tiempo que emplea en hacerlo.

2.      Materiales: una mesa, una tableta en forma de canal de 1 m o 1,5 m de largo (puede usar un tubo cortado verticalmente por la mitad), un trozo de madera, una canica, un cronómetro y un metro.

3.      Dibujos y Montaje

1.      Procedimiento:

a) Marca las medidas 10cm, 20cm, 30cm…, hasta 100 o 150 cm según el caso. b) Ubica la tableta- canal sobre el trozo de madera, formando un plano inclinado como la figura. c) Deja deslizar la canica a través del canal las distancias determinadas (20 cm, 40cm, 60 cm, etc, por ejemplo); en cada caso utiliza el cronómetro para medir el tiempo que tarda la canica en recorrer el espacio indicado, medido desde 0 cm (repetir las veces necesarias para tomar datos más certeros).

2.      Marco teórico: (Cinemática del Movimiento).

3.      Cálculos matemáticos:

a.      Completa la tabla

x (cm)	t (sg)

b. Calcula los cocientes x/t en cada uno de los intervalos de la tabla.

c. Qué  representan los cocientes encontrados, cómo son estos cocientes entre sí y cómo lo interpretas.

d. Graficar x Vs t

7. Análisis y conclusiones

8. Fuentes de error

CÁCULO DE LA GRAVEDAD

1. Objetivo: Determinar el valor de la gravedad del lugar donde te encuentres.

2.  Materiales:

-Un cuerpo (piedra,  bloque de madera u otro)

- Cronómetro

-Decámetro

3. Dibujo y montaje

4.  Procedimiento:

Con el decámetro vas a medir tres alturas diferentes; uno de los integrantes del grupo deja caer el cuerpo libremente desde cada una de las alturas previamente determinadas. En cada caso cronometrar el tiempo que tarda el cuerpo en llegar al suelo. (Repetir el procedimiento para hacerlo lo más preciso posible). Calcular el valor de la gravedad y el promedio entre los tres valores encontrados.

5.  Marco Teórico (aceleración y caída libre de los cuerpos)

6. Cálculos Matemáticos

Completa los siguientes datos.

ALTURA (m)	TIEMPO (sg)	GRAVEDAD (m/sg²)	VELOCIDAD FINAL(m/sg)
y1=	t1=	g1=	v1=
y2=	t2=	g2=	v2=
y3=	t3=	g3=	v3=

Calcula el error porcentual del experimento mediante la fórmula:

E = [(VR  -VEX  )/(VR)]×100%               VR - valor real=9,8m/s²;      VEX  - valor experimental.

7.  Conclusiones

8.  Fuentes de error y bibliografía

APLICACIONES DE MOVIMIENTOS EN EL PLANO

MOVIMIENTO SEMIPARABÓLICO

1. Objetivos:

- Observar la trayectoria de un cuerpo cuando es lanzado horizontalmente desde cierta altura.

-Determinar la velocidad de inicial con la que es lanzado un cuerpo con trayectoria parabólica

2. Materiales:

 Una esfera (pelota);    Un decámetro

3. Procedimiento: con el decámetro medirán una altura (y) que puede ser una mesa, mesón etc; desde donde será lanzada la pelota con dirección horizontal con determinada velocidad, se debe marcar el lugar donde cae la pelota, con el decámetro medirán la distancia horizontal comprendida desde donde fue lanzada la pelota hasta donde ésta cae.

4. Marco teórico. (Consultar)

5. Cálculos: Con los datos medidos calcular:

I.     El tiempo de vuelo del cuerpo

II.    la velocidad inicial con que fue lanzada la pelota

III.   la velocidad de la pelota al llegar al suelo

6. conclusiones y fuentes de error: (elaboradas por los estudiantes según lo observado)

MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME

1. Objetivo: Observar las características de un cuerpo con movimiento circular

2. Materiales:

Una cuerda de longitud (L);  un objeto de masa (m);  un cronómetro; un metro.

3. procedimiento: medir la longitud de la cuerda, adherir uno de los extremos de la cuerda al objeto de masa (m). Tome el extremo libre de la cuerda  y gírela n= 1, 2, 3 o 4 vueltas, mida el tiempo (t)  que tarda en dar dichas vueltas (con el cronómetro).

4. Marco teórico. (Consultar)

5. Cálculos: Con los datos medidos calcular:

I.   el período y la frecuencia del movimiento del cuerpo

II.   Las velocidades lineal y angular  del movimiento

III. La aceleración centrípeta

6. Conclusiones: (elaboradas por los estudiantes según lo observado).

APLICACIONES DE FUERZA

1. Objetivo: Determinar la constante de elasticidad de un resorte cuando sobre él actúa una fuerza.

2.  Materiales: 

I. Un cuerpo de masa m

II. un resorte

III. dinamómetro

IV. reglilla

*DibujoS y montaje

3.  Procedimiento: Medir la longitud del resorte (x₁). Ubicar el resorte en el dinamómetro y suspender el cuerpo del resorte; en esta posición medir la fuerza que marca el dinamómetro y la nueva longitud del resorte (x₂).

4. Marco teórico (fuerzas que actúan sobre el cuerpo).

5. Cálculos:

I. calcular la constante de elasticidad del resorte

II. Calcular la masa del cuerpo

III. Que fuerzas actúan sobre el cuerpo, escribir su valor

6. Conclusiones y fuentes de error

CONTRUCCIÓN DE UN DINAMÓMETRO

1.      OBJETIVO GENERAL: aplicar los conocimientos estudiados en clases a través de la observación y experimentación.

2.      MATERIALES NECESARIOS:

Jeringa

Cinta adhesiva

Gancho de alambre de acero

Dos tornillos de acero pequeños 1 cm

Una placa para asegurar la Jeringa

Un resorte

Un tornillo de cabeza más amplia que el resorte

Alambre o cable flexible

Gancho para colgar, otros.

3.      DIBUJOS Y MONTAJE

4.      PROCEDIMIENTO

Quitar la aguja de la jeringa y el émbolo de la misma. Adherir el alambre al tornillo grande, utilizar cinta adhesiva para asegurar el alambre al tornillo. Pasar el cable por el resorte y se introduce dentro de la jeringa. Realizar agujeros en las aletas de sujeción de la jeringa y  asegurar con la placa y los tornillos de un centímetro. Se asegura el gancho en la parte libre del alambre.

En la parte superior enroscamos el gancho para colgar, obteniendo algo así:

Finalmente buscamos objetos de diferentes masas: 0,5kg; 1kg; 1,5kg; 2kg; 2,5 kg etc., (o medidas deseadas), y se suspenden del dinamómetro con el fin de observar la deformación del resorte y de milimetrar el dinamómetro con medidas específicas.

1.      BASES CONCEPTUALES O MARCO TEÓRICO: (en este paso los estudiantes deberá buscar todos los conceptos relacionados con el tema, para este caso, que es un dinamómetro debe consultar qué es, para qué sirve, con qué conceptos físicos se relaciona cuáles son esos conceptos, etc).

2.      ANÁLISIS, CONCLUSIONES Y FUENTES DE ERROR

3.      BIBLIOGRAFIA

APLICACIÓN DE ESTÁTICA

1. Objetivo. Verificar las condiciones de equilibrio.

2. Materiales.

10 masas, 1 soporte universal, 1 nuez, 1 dinamómetro, 1 varilla de rotación

Dibujos y montaje

3. Procedimiento

Realice el montaje que se muestra

a) Ubique las masas en diferentes posiciones de modo que la varilla permanezca en equilibrio horizontal; luego sumes las masas utilizadas con la varilla y compare este valor con el valor marcado en el dinamómetro.

b) Coloque una masa de 50 g por ejemplo, en el brazo izquierdo de la varilla y busque el equilibrio de la varilla colocando en el brazo derecho 1masa, 2 masa, 4masas, 8 masas…; en cada caso mida la distancia entre el punto de suspensión y las masas correspondiente y tome nota de los datos obtenidos.

4. Marco teórico (equilibrio de los cuerpos)

5. Cálculos y Análisis de datos

a) En el numeral a del procedimiento al comparar la masa total medida con la marcada por  el dinamómetro qué puedes concluir?  ¿Se  cumple la primera condición de Equilibrio?

b) Con los datos obtenidos en el numeral b del procedimiento completar la tabla

Masa (g)	Fuerza (d)	Distancia  (cm)	Torque (d.cm)

De acuerdo con los datos obtenidos, sume los torque de las fuerzas cuyo efecto es producir rotación contraria a las manecillas del reloj. De igual forma sume los torques de las fuerzas cuyo efecto es producir rotación en el mismo sentido de las manecillas del reloj. Compare los resultados extraiga conclusiones al respecto y verifique si se cumple la segunda condición de equilibrio.

6. Conclusiones

7. Bibliografía

 APLICACIONES DE LA HIDROSTÁTICA

I. GATO HIDRÁULICO

1.      OBJETIVO. aplicar y verificar el principio de Pascal.

2.      MATERIALES NECESARIOS:

Jeringas de diferente diámetro

Soporte de madera

Trozo de madera con agujeros según diámetro de las jeringas.

Manguera de acuario

Agua y/o jugo

Cuerpos de diferentes masas, otros.

3.      DIBUJOS Y MONTAJE

                     

                                      
             

                         

1.      PROCEDIMIENTO

Una vez se cuente con los materiales, los estudiantes construirán un soporte, y una placa de madera que encaje con el soporte; esta placa debe contener varios orificios (dos o cuatro dependiendo de los estudiantes), en los cuales puedan encajarlas y sostenerse las jeringas perfectamente.

Se ubican jeringas de diferentes diámetros en los orificios, se llena la manguera de acuario y las jeringas  con agua o con jugo, si desea comparar los resultados.  (ver figura); se ubica una de las masas e uno de los émbolos de la jeringa, lo cual ocasionará el ascenso del otro, con diferentes tipos de sustancias podrá ve más resultados. Ver montajes.

6. BASES CONCEPTUALES O MARCO TEÓRICO: (en este paso los estudiantes deberá buscar todos los conceptos relacionados con el tema, para este caso, lo relacionado con la Hidrostática, como se aplica en la construcción del elevador, debe consultar qué es, para qué sirve, con qué conceptos físicos se relaciona cuáles son esos conceptos, etc).

2.      ANÁLISIS Y CONCLUSIONES RESPECTO A LO ESTUDIADO

3.      FUENTES DE ERROR: que errores se pudieron presentar en el proceso

4.      BIBLIOGRAFIA

II. Principio de Arquímedes

Necesitarás: una lata o envase con un orificio en la parte lateral superior, una piedra u objeto, hilo de coser, envase recolector y una jeringa.

Procedimiento: llenar la lata completamente de agua y ubicarla encima del colector de agua, suspender la piedra del hilo e introducirla en la lata; retirar la lata del colector y medir el agua del colector en la jeringa. Responder ¿cuál es el volumen y la masa de la piedra?, ¿cuál sería su densidad?

                            

HIDRODINÁMICA

OBJETIVO. Verificar y aplicar los conceptos y principio sobre la hidrodinámica

I Hojas de papel

Necesitarás: Dos hojas de papel completamente lisas.

PROCEDIMIENTO: Sujetar con los dedos las dos hojas de papel en paralelo, dejar entre ellas un espacio aproximado de 2 centímetros, soplar entre las hojas; observar con cuidado lo que sucede y responda:

a) ¿Las hojas se acercan o alejan?, b) ¿por qué ocurre?

II. Péndulos de pimpón

Materiales: dos bolas de pimpón, hilo de coser y una regla.

Procedimiento: Se pegan las bolas de pimpón del hilo y se suspenden de lan regla, dejando entre ellas una distancia de  4 cm a 5 cm. Soplar entre ellas. Qué sucede y explique por qué.

III Teorema de Torricelli

Necesitas: Una lata vacía, clavo (para hacer orificios) y agua.

Procedimiento: Medir una altura h desde la base de la lata y hacer un orificio a esta altura, medir esta misma longitud desde la parte superior de la lata y realizar otro orificio en la misma vertical (ver figura), colocar papel (cartulina si desea) debajo de la lata. Llenar de agua la lata y mantenerla llena. Observar que sucede y explicar.

CALOR Y TEMPERRATURA

1. Dilatación

Usarás: un trozo de alambre dulce, un mechero, una vela, hilo, un borrador.

Procedimiento: Fijar el alambre entre dos puntos, con el hilo suspender el borrador del alambre. Calentar el alambre por medio de una vela. ¿Qué se nota?

3. Conductividad del calor

a. usarás: dos bombas inflables, un mechero, una vela, agua.

Llena una bomba con aire y la otra con agua, encender la vela, ubicar la bomba con aire encima del fuego, luego ubica la bomba que contiene agua. Observar lo que sucede, anotar las diferencias y explicar porqué ocurre.

b. Necesitas: Una hoja de papel, un mechero, un soporte y agua.

Ubica el papel en forma de recipiente sobre el soporte (algo que sostenga el papel) y verter en él un poco de agua, encender la vela con el mechero y  ubicarla debajo del papel. Observar lo que sucede, anotar las diferencias entre éste fenómeno y dejar el papel sólo y explicar porqué ocurre. (NOTA: también se puede realizar dejando el papel sobre una lata)

Dilatación del agua.

Usarás: una lata y agua. Procede así: Tomar la lata vacía y llenarla totalmente  de agua, tapar presionando fuertemente. Dejar en el congelador y notar lo que sucede cuando se congela totalmente.

Producción de hielo

Materiales: lata, una cacerola, hielo picado, sal y agua.

Procedimiento: Verter agua en una lata vacía, colocarla dentro de la cacerola, entre las paredes de éstas depositar hielo y mucha sal. Describir lo que sucede.

PÉNDULO SIMPLE

1.      Objetivos: Determinar la relación entre T² Vs L y la influencia de la masa y la gravedad en el experimento.

2.      Materiales: Soporte, Dinamómetro, regla, 3 cuerdas de diferente longitud y 3 masas m₁,  m₂,  m₃.

3.      Dibujo y Montaje

4.      Procedimiento: Tomar los datos de medida de las masas y las longitudes de las cuerdas. Ahora tomarás la masa m₁ y suspenderla de la cuerda L₁, dejándola oscilar un número n veces, c la vez cronometrar el tiempo que gasta en realizar dichas oscilaciones. De nuevo con la masa m₁, dejar oscilar el mismo número n de veces pero con la cuerda L_2; cronometrando el tiempo de oscilación. Tomarás la masa m_1, pero con la cuerda L₃. Deberás repetir este procedimiento con las masas m₂ y  m₃ usando (L_1, L_2, L₃).

5.      Marco teórico: (M.A.S, péndulo simple).

6.      Cálculos matemáticos:

a.      completa la tabla

n	m	L	t	T	T2

b.     calcula el valor de la gravedad, con la misma longitud y el mismo período con las diferentes masas.

c.      Calcular el valor de la gravedad tomando longitudes diferentes e igual masa.

d. Del inciso b y c encontrar el error porcentual. Recuerde que:  

 E = [(VR  -VEX  )/(VR)]×100%      VR - valor real=9,8m/s²;      VEX  - valor experimental.

e.      Graficar T Vs L  y T² Vs L

f.       Graficar m Vs T

1.      Análisis y conclusiones

2.      Fuentes de error