Lb fisika (1)

INFORME LABORATORIOS DE FISICA MECANICA
1
UNIVERSIDAD
FRANCISCO
DE PAULA
SANTANDER
LABORATORIO DE FISICA
MECANICA
CUCUTA
PRIMER SEMESTRE
2012

2
MECANICA
PRESENTADO POR:
ROBINSON JULIAN MORENO SANABRIA cód.: 1920427
RAFEL EDUARDO MARTINEZ CALDERON cód.: 1920410
ORLANDO FIGUEROA GONZALES cód: 1920409
UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER
DEPARTAMENTO DE FISICA
FACULTAD DE INGENIERIA
“TEC EN OBRAS CIVILES”
PRIMER SEMESTRE
2012

3
MECANICA
PRESENTADO POR:
ROBINSON JULIAN MORENO SANABRIA cod: 1920427
RAFAEL EDUARDO MARTINEZ CALDERON cod: 1920410
ORLANDO FIGUEROA GONZALES cod: 1920409
PRESENTADO A:
ING ERIKSON ESTUPIÑAN
UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER
DEPARTAMENTO DE FISICA
FACULTAD DE INGENIERIA
“TEC EN OBRAS CIVILES”
PRIMER SEMESTRE
2012

4
INTRODUCCION
La física es una ciencia lógicamente estructurada, sobre un conjunto amplio de
fenómenos íntimamente relacionados. Como tal requiere de definiciones,
postulados y leyes, los cuales enmarcados en una teoría, procuran describir la
estructura de una parte de la naturaleza, por tanto, su objetividad debe estar
regulada por la verificación experimental y la predicción de nuevos fenómenos.
La experimentación en física permite:
Promover el interés por la física mediante la observación de fenómenos.
Motivar la búsqueda de explicaciones a través de la discusión de lo
observado
Presentar fenómenos que solo han tratado teóricamente.
Mostrar como el conocimiento de la física es útil en la vida diaria a partir
de las aplicaciones de los fenómenos físicos mostrados
Discutir concepciones erróneas sobre temas de física
Ayudar al entendimiento de conceptos abstractos
Aplicar los conceptos de modelación en situaciones reales.
Ayudar a la interpretación de situaciones de problemas
Medir algunos parámetros involucrados en los fenómenos
El propósito de este curso es introducir al estudiante el método experimental,
llevando a cabo un conjunto de prácticas o experimentos que desarrollen
habilidades e ilustren los conceptos que se estudian en el curso teórico y
corroboren algunas de las leyes físicas estableadas.

5
1. INCERTIDUMBRE EN MEDICIONES
1.1 RESUMEN
En el siguiente informe se darán a conocer los resultantes obtenidos partir de la
experimentación en el laboratorio de física donde partiendo de una base teórica y
unos datos ya dados en las guías del mismo laboratorio se logra conocer no solo
la magnitud de algunos objetos , sino además los errores o incertidumbres que
están presentes en las diferentes mediciones.
1.2 OBJETIVOS
Objetivo General:
Analizar los factores, a tener en cuenta, para determinar el valor experimental de
una magnitud física.
Objetivos específicos
Determinar el número adecuado de cifras significativas en diferentes
mediciones.
Calcular el error experimental en las medidas realizadas
Lograr conocer las diferentes unidades de medición.
Realizar los cálculos necesarios aplicando cada una de las diferentes
formas de determinar la propagación de errores para así lograr encontrar
cada una de los resultados de cada pregunta, y además aprender sus
diferentes aplicaciones.
1.3 DESARROLLO TEORICO
Las magnitudes son atributos con los que medimos determinadas propiedades
físicas, por ejemplo una temperatura, una longitud, la masa, la velocidad etc. El
resultado de una medición no está completo si no posee una declaración de la
incertidumbre de la medición con un nivel de confianza determinado. La
incertidumbre de la medición es una forma de expresar el hecho de que para un
mensurado y su resultado de medición dados, no hay un solo valor, sino un
número infinito de valores dispersos alrededor del resultado que son consistentes
con todas las observaciones, datos y conocimientos que se tengan del mundo
físico. Para establecer los valores de magnitud se utilizan instrumentos de
medición y un método de medición.

6
1.4 EJERCICIOS
1.Con un calibrador, se ha medido 10 veces la longitud de una pieza obteniendo
los siguientes valores:12,60 mm; 12,20 mm; 12,75 mm; 12,85 mm; 12,45 mm;
12,70 mm; 12,60 mm; 12,85 mm y 12,65 mm.
Expresar el resultado de la medición con su correspondiente incertidumbre.
SOLUCION
Medidas del calibrador:
12,60 + 12,75 + 12,85 + 12,55 + 12,45 + 12,60 + 12,85 + 12,65 + 12,20 + 17,70
= 126,2
Margen de error para cada uno:

7
Margen de error:
Incertidumbre
2. Dadas las siguientes magnitudes:
t1 = 12,5 ± 0,2 s
t2 = 7,3 ± 0,1 s
t3= 3,4 ± 0,1 s
Determinar: x =
SOLUCION


3. si el lado de un cuadrado es de 7,2 ± 0,1 mm, encontrar:
a. su perímetro
b.su área
SOLUCION
Perímetro :

8
Perímetro:
 mm
Area:
Area:

4. 10 objetos idénticos tienen una masa M= 730 ± 5 g.
¿Cuál es la masa m de uno de los objetos?
SOLUCION
La masa m de uno de los objetos es: g.
5.El volumen de un cubo viene dado por v = . Si a = 185,0 ± 0,5 mm, calcular el
volumen del cubo y el error porcentual.
SOLUCION
a = 185,0 ± 0,5 mm
volumen

9
El volumen del cubo es:
valor porcentual
6. Los siguientes valores corresponden a una serie de medidas del volumen de un
cubo:
12,3 ; 12,8 ; 12,5 ; 12,0 ; 12,4 ; 12,0 ; 12,0 ; 12,6 ;
11,9 ; 12,9 y 12,6 . Determine el volumen del cubo con su
correspondiente incertidumbre.
SOLUCION
12,3 12,8 12,5 12,0 12,4 12,0
12,0 12,6 11,9 12,9 12,6
124

10
Margen de error:
Volumen del cubo:
El volumen del cubo es:

11
Incertidumbre:
7. La posición de un móvil en función del tiempo viene dada por la expresión x (t)=
x0 + vt. Si para t = 0 se tiene que x0 = 0, encontrar x y el error porcentual para
t=15,0 ± 0,2 s, sabiendo que v = 25,6 ± 0,5 m s-1
.
SOLUCION.
X (t) = x0 vt
X (t) = v.t
V= 25,6 ± 0,5 m/s
t = 15,0 ± 0,2 s
El valor de x es:
Incertidumbre
Error porcentual = 3,28 %

12
8. Calcular la densidad de un cuerpo y el error porcentual, sabiendo que su
masa M= 423 ± 2 g y su volumen v = 210 ± 4 cm3.
Solución
Densidad
Masa M = 423 ± 2g
Volumen V= 210 ± 4 cm 4 cm3
La densidad del cuerpo es:
Error porcentual
El error porcentual es:

13
9. Una galleta tiene la forma de un disco, con un diámetro de 8,50 ± 0,02 cm y
espesor de 0,050cm ±0,005cm. Calcule el volumen promedio de la galleta y la
incertidumbre del volumen.
Volumen promedio

14
El volumen promedio de la galleta es:
Incertidumbre del volumen
10. El área de un rectángulo se reporta como 45,8±0,1 cm2
y una de sus
dimensiones se reporta como 10,0 ±0,1cm. Cuál será el valor y la incertidumbre de
la otra dimensión del rectángulo?
Área del rectángulo=45,8±0,1 cm2
1 dimensión=10,0 ± 0,1 cm
Área = b.h
El valor de la otra dimensión es:
h=
Incertidumbre

15
CONCLUSIONES
Al realizar el anterior laboratorio se logra concluir que Los errores de
resultado con pequeñas diferencias en las medidas de longitud están
aceptados por ser una experiencia de aprendizaje, considerando los errores
del medio y de los instrumentos de trabajo.
Se logro aprender los diferentes tipos de incertidumbre de medición como
por ejemplo incertidumbre relativa , incertidumbre porcentual, y además
otros agentes presentes en la medición misma como por ejemplo las cifras
significativas.

16
2. INTERPRETACION DE GRAFICAS
2.1 RESUMEN
En el laboratorio de interpretación de graficas se buscara mediante la práctica
ubicar en el plano cartesiano una serie de puntos o datos ya dados para luego
interpolar o extrapolar según sea necesario y así conocer qué tipo de curva se
forma y además calcular siempre y cuando sea necesario ciertos valores como
por ejemplo la pendiente, el error relativo, posición de objetos etc.
2.2 OBJETIVOS
Objetivo General
Construir gráficos, usando los pasos correspondientes, además rectificar si es
necesario y encontrar la relación (ecuación) que lo representa.
Objetivos específicos
Analizar tablas de datos experimentales
Inferir la importancia de análisis de graficas obtenidas en papel milimetrado,
encontrar pendientes, linealizar y calcular errores de medición.
Utilizar las graficas para la obtención de las relaciones funcionales entre
dos magnitudes físicas.
En la elaboración de graficas se deben tener algunos aspectos importantes,
primero debe iniciarse con la elaboración de una tabla de los datos, los cuales
pueden disponerse en columnas o en filas. Toda tabla debe llevar un titulo
explicativo que indique el significado de los datos y la forma como fueron
obtenidos.
Uno de los requisitos más importantes de un gráfico, es la elección de escalas
para los dos ejes de coordenadas. Debe tenerse presente que un gráfico de datos
de laboratorio carece de significado si no se identifica cada eje con la cantidad
medida y las unidades utilizadas para medir. Algunas sugerencias para la
elaboración de gráficas se presentan a continuación:
• Poner un título al gráfico que sea conciso y claro.
• Seleccionar una escala que facilite la representación y la lectura. Se deben elegir

17
escalas que puedan subdividirse fácilmente. Valores recomendables son 1, 2, 5 y
10 unidades por escala de división. No se recomiendan escalas como 3, 7, 6, 9
debido a que hacen difícil la localización y la lectura de los valores en el gráfico.
Procurar que el gráfico ocupe la mayor parte de hoja de papel.
• No es necesario representar ambas cantidades en la misma escala, ni que
comience en cero.
• Representar todos los datos observados. Demarcar claramente los puntos
experimentales con un punto dentro de un pequeño círculo, o dentro de un
triángulo, o algún otro símbolo semejante. Unir el mayor número de puntos con
una curva suave, de modo que aquellos que queden por fuera de la curva queden
igualmente repartidos por encima y por debajo. Si el gráfico no es una recta,
puede utilizarse para el trazado una plantilla especial llamada curvígrafo.
2.4 EJERCICIOS
1. En el laboratorio de física se realizo el montaje de un movimiento rectilíneo
uniforme y se obtuvo la tabla de datos N°1
Tabla1.movimiento rectilíneo uniforme
x(cm) 10.0 30.0 50.0 60.0 90.0 110.0 130.0 140.0 170.0 200.0
t(s) 0.0 4.1 8.0 10.5 16.2 20.0 24.2 26.5 32.0 38.6
Con esta información:
Grafique x vs t (utilice el método de interpolación)
SOLUCION
0
50
100
150
200
250
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Tiempoens
Distancia en cm
GRAFICO 1 DISTANCIA VS TIEMPO

18
Qué forma tiene la curva?
SOLUCION
Al trazar la grafica de distancia vs tiempo se obtiene una línea recta
Encuentre la pendiente y su error relativo
SOLUCION
P1 (41,30) p2 (20,110)
P3 (38.6, 200) p4 (24.2, 130)
De acuerdo con la grafica obtenida ¿Qué relación existe entre la posición y
el tiempo?
SOLUCION
La relación entre la posición y el tiempo es constante
Encuentre la ecuación de la grafica obtenida. No tome puntos que estén por
fuera de la línea que dibujo
SOLUCION

19
La ecuación de una recta es: y=mx +b
La ecuación de la grafica es: y=4.95t+10
Determine la posición del móvil cuando t=15 segundos
SOLUCION
Y=mt +b
Y=4.95 (15)+10
Y=83.65 cm
2. En un montaje de laboratorio de caída libre se obtuvo la tabla N°2
Y(cm) 0 2 4 5 8 10 12 13 16 19
T(s) 0 0,063 0,09 0,101 0,127 0,142 0,156 0,162 0,180 0,196
T2
(s) 0 0,0039 0,081 0,0102 0,0161 0,0210 0,0243 0,0262 0,0324 0,0384
Con esta información:
Grafique y vs t (utilice el método de interpolación)
SOLUCION
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0 5 10 15 20
GRAFICO 2 ALTURA VS TIEMPO

20
Qué forma tiene la curva
SOLUCION
Al trazar la grafica altura vs tiempo se obtiene una línea recta
Compare su resultado con la ecuación
Complete la tabla 2. calcule los valores t2
. Linealice la curva graficando y vs
t2
y encuentre la pendiente de esta grafica
SOLUCION
P1 (0,0) P3 (0,0243, 12)
P2 (0,0102, 5) P4 (0,0384, 19)
=

21
=
=
=
GRAFICO Y VS TIEMPO CUADRADO
Con el valor de la pendiente encontrada es posible encontrar el valor de g
en esta práctica, como.
SOLUCION
Y=mx + b p1 (0,0)
Y=mt2
m= g
Y= gt2
g=2m
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

22
CONCLUSIONES
A partir de la realización del anterior laboratorio se logro aprender los pasos
o las pautas más necesarias a la hora de realizar e interpretar un grafico.
Se obtuvieron algunos resultados como por ejemplo la pendiente y el error
relativo de algunas graficas a partir de la extracción de datos de la misma.
En medio de la práctica se comprendió la utilización del método de
extrapolación e interpolación en las graficas ya que cumplen un papel
importante a la hora de definir el tipo de curva que se busca.
Se logro obtener la posición del móvil en un tiempo de 15 segundos (t=15
seg)

23
3. MOVIMIENTO RECTILINEO
3.1 RESUMEN
En el laboratorio de movimiento rectilíneo se tomo nota de la velocidad inicial y
final utilizando unos sensores los cuales nos permitían conocer tanto su velocidad
inicial y final y el tiempo que se demoraba en recorrer un deslizador en
determinadas distancias, lo anterior se realizo para la experimentación de
movimiento rectilíneo uniformemente variado. Mientras para el de movimiento
rectilíneo uniforme solo se estimo tres tiempos para cada una de distancias. A
partir de los datos recopilados se calcularon datos como tiempo promedio,
velocidad promedio, aceleración y otras preguntas que aparecerán en el siguiente
laboratorio.
3.2 OBJETIVOS
Objetivo general
Analizar el movimiento de un móvil que se desliza en una trayectoria rectilínea,
sin rozamiento, a lo largo de un riel.
Objetivos Específicos
Identificar las características del movimiento rectilíneo uniforme.
Mediante las graficas, deducir características entre las variables y
comprender las ecuaciones del movimiento rectilíneo uniforme y del
movimiento rectilíneo uniformemente variado
Movimiento rectilíneo uniforme
Un movimiento es rectilíneo cuando el cuerpo describe una trayectoria recta, y es
uniforme cuando su velocidad es constante en el tiempo, dado que su aceleración
es nula. Nos referimos a él mediante el acrónimo MRU.
El MRU (movimiento rectilíneo uniforme) se caracteriza por:

24
 Movimiento que se realiza sobre una línea recta.
 Velocidad constante; implica magnitud y dirección constantes.
 La magnitud de la velocidad recibe el nombre de celeridad o rapidez.
 Aceleración nula.
Sabemos que la velocidad es constante; esto significa que no existe
aceleración.
La posición en cualquier instante viene dada por:
Movimiento rectilíneo uniformemente variado
El movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA), también conocido
como movimiento rectilíneo uniformemente variado (MRUV), es aquel en el que un
móvil se desplaza sobre una trayectoria recta estando sometido a una aceleración
constante.
Un ejemplo de este tipo de movimiento es el de caída libre vertical, en el cual la
aceleración interviniente, y considerada constante, es la que corresponde a la
gravedad.
También puede definirse el movimiento como el que realiza una partícula que
partiendo del reposo es acelerada por una fuerza constante.
3.4 EJERCICIOS
Datos obtenidos
Tabla1 movimiento rectilíneo uniforme.
1. Calcule el valor de tprom para cada una de las distancias en la tabla1.
SOLUCION
x T1 T2 T3 tprom
20 cm 0,247 0,252 0,247 0,2486
30 cm 0,361 0,350 0,352 0,3543
40 cm 0,477 0,492 0,489 0,486
50 cm 0,604 0,604 0,607 0,605

25
2. Construya una tabla de x vs tprom
SOLUCION
3. Calcule la pendiente de esta grafica
SOLUCION
4. Que significado físico tiene está pendiente
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0 1 2 3 4 5
GRAFICO X VS TIEMPO PROMEDIO

26
SOLUCION
Que la pendiente es la velocidad
5. Hay aceleración en este movimiento
SOLUCION
No porque la velocidad se mantiene constante
Tabla 2 movimiento rectilíneo uniformemente variado
1. Calcule los valores promedio de v0 y v para cada una de las distancias dela
tabla2
X V0 V0 promedio
1 2 3
20 cm 0,786 0,718 0,722 0,742
30 cm 0,724 0,725 0,725 0,724
40 cm 0,721 0,725 0,723 0,723
50 cm 0,725 0,724 0,725 0,724
X V V
promedio
A
1 2 3
20 cm 0,914 0,909 0,912 0,9116 0,007011
30 cm 0,998 0,999 0,998 0,9983 0,007859
40 cm 0,060 1,064 1,063 1,0623 0,007519
50 cm 1,130 1,129 1,130 1,1296 0,007509
X T T2
20 cm 24,1905 585,1802
30 cm 34,8263 1212,8711
40 cm 45,1256 2036,3197
50 cm 53,9352 2909,0057
2-3. Con la ecuación , calcule la aceleración para cada distancia en
la tabla2.Encuentre el valor promedio de la aceleración (aprom) con su respectiva
incertidumbre
SOLUCION

27
4. Con la ecuación , calcule el tiempo para cada una de estas
distancias. Lleve estos valores a la tabla.
SOLUCION
5. Grafique x vs t con los valores de la tabla2.
SOLUCION

28
6. Linealice la grafica anterior (grafique x vs t2
).que información puede obtener de
la pendiente de esta grafica.
SOLUCION
0
10
20
30
40
50
60
0 10 20 30 40 50 60
x
t
GRAFICA X vs t
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
0 1 2 3 4 5
GRAFICO ESPACIO VS TIEMPO CUADRADO

29
La información que se puede obtener es que hubo un cambio en la
velocidad de la partícula es decir se experimento una aceleración
7. Grafique v vs t con los valores de la tabla2.que representa la pendiente de esta
curva
SOLUCION
Representa la aceleración
0
10
20
30
40
50
60
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2
GRAFICO VELOCIDAD VS TIEMPO

30
CONCLUSIONES
El movimiento hecho por el carro es MRU, pues el gráfico X en función de T
dio una recta, con una pendiente que es la velocidad V=X/T. La ecuación
horaria es esta: X=V*T+Q. Esta ecuación sirve para saber en qué posición
estará un móvil a determinado momento o viceversa.
Se logro aprender las aplicaciones y características de cada uno de los
movimientos tanto rectilíneo uniforme como rectilíneo uniformemente
variado.
Se complemento lo aprendido en el aula de clase ya que mediante la
práctica se calcularon datos como tiempo promedio, pendiente,
aceleración y además realizar graficas en algunos puntos del laboratorio
donde se requería.

31
4. MOVIMIENTO DE PROYECTILES
4.1 RESUMEN
En el siguiente laboratorio a partir de una unidad balística la cual nos permitía
realizar disparos con diferentes ángulos (15°,30°,45°,60°,75°) primero se
registraron 3 alcances y 3 velocidades leídas por ángulo, (esto con la velocidad
menor de la unidad balística). Para la velocidad media solo se tomaron estos
datos para el ángulo de 15°. Por último colocando la unidad a 180° se realizó un
disparo con las tres velocidades y se registro la altura la velocidad y el alcance.
Esto para realizar la práctica de movimiento parabólico. Después de la
recopilación de datos se mostrara a continuación los respetivos cálculos de
velocidad, distancia promedio, error relativo y otras comprobaciones de
movimiento.
4.2 OBJETIVOS
Objetivo General
Analizar las relaciones entre el alcance, el ángulo de tiro y la velocidad de disparo
de un proyectil
Objetivo Específicos
Lograr conocer cada una de las características del movimiento de un
proyectil para así conocer el tipo de movimiento que se realiza sea
parabólico o semiparabolico
Determinar el alcance del proyectil en función del ángulo de tiro y el alcance
Determinar el tiempo de caída de un proyectil que se lanza horizontalmente.
Movimiento parabólico
Cuando un objeto es lanzado con cierta inclinación respecto a la horizontal y bajo
la acción solamente de la fuerza gravitatoria su trayectoria se mantiene en el plano
vertical y es parabólica.
Para facilitar el estudio del movimiento, frecuentemente se descompones en las
direcciones horizontal y vertical en la dirección horizontal el movimiento del
proyectil es rectilíneo y uniforme ya que en esa dirección la acción de la gravedad
es nula y consecuente, la aceleración también lo es. En la dirección vertical, sobre

32
el proyectil actúa la fuerza d gravedad que hace que el movimiento se a rectilíneo
uniforme acelerado, con la aceleración constante.
Movimiento semiparabolico
Se le da el nombre de movimiento semiparabólico (lanzamiento horizontal) al
movimiento que describe un proyectil cuando se dispara horizontalmente desde
cierta altura con una velocidad inicial vo
4.4 EJERCICIOS
1. Halle el valor promedio del alcance en la tabla 1.
SOLUCIÓN
Angulo
Alcance
d1
Alcance
d2
Alcance
d3
dprom
Velocidad
calculada
Velocidad
leída
Error
relativo
de v
15° 6,1 5 5,9 5,66 4,0694 2,35 0,129
30° 30,6 31,2 31,4 31,06 4,9346 2,33 0,130
45° 39,2 38,5 39,8 39,16 3,9179 2,32 0,1316
60° 30 29,8 29,9 29,9 2,7953 2,33 0,1310
75° 5,3 5,4 5,8 5,5 1,0748 2,35 0,129
Promedio del alcance
=5,66
2. elabore una gráfica de grados de disparo del proyectil vs alcance (dprom) que
puede concluir.
SULUCIÓN

33
Conclusión
Que por ser un movimiento uniformemente variado se forma una parábola. y
debido a que el Angulo de 15° es complementario al ángulo de 75° el alcance
vertical va ser aproximadamente cercano, e igualmente con los ángulos de 30° y
60°
3. Teniendo en cuenta solamente los datos de Angulo y alcance promedio de la
tabla 1, calcule para cada uno de los ángulos de tiro, la velocidad de salida de
proyectil y lleve estos valores a la tabla 1(velocidad calculada).
SOLUCIÓN
Angulo 15°
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
0 10 20 30 40 50 60 70 80
ALCANCE
GRADOS DE DISPARO DEL PROYECTIL
GRAFICA DE GRADOS DE DISPARO DEL PROYECTIL
VS ALCANCE

34
Angulo 30°
Angulo 45°
Angulo 60°
Angulo 75°
107,48
4. Con el valor calculado de la velocidad de salida del proyectil y el valor leído
directamente en cada caso, calcule el error relativo de la velocidad y llévelo a la
tabla 1.

35
5. Calcule el tiempo de caída del proyectil para cada lanzamiento del tiro
semiparabolico, teniendo en cuenta solamente los datos de altura y alcance de la
tabla 3. Que se puede concluir?
SOLUCIÓN
Medida
N°
altura
Velocidad
leida
Alcance
t
calculado
Velocidad
calculada
Error
relativo
de v
1 0,276 m 2,33 m/s 34,6 cm 0,056 s 6,59 m/s 0,26
2 O,569 m 3,34 m/s 64,5 cm 0,3407 s 3,82 m/s 0,45
3 0,947 m 4,31 m/s 93,1 cm 0,4396 s 4,78 m/s 0,36

36
Se puede concluir que la distancia es proporcional al tiempo (a mayor
distancia mayor tiempo)
6. Teniendo en cuenta solamente los datos de altura y alcance de la tabla 2,
calcule para cada uno de los disparos, la velocidad de salida del proyectil y lleve
estos valores a la tabla 3(velocidad calculada)
SOLUCIÓN
ay

37
Error relativo de v

38
7. Con el valor calculado de la velocidad de salida del proyectil y el valor leído
directamente en cada caso, calcule el error relativo de la velocidad y llévelo a la
tabla 2.
SOLUCIÓN
Angulo
Alcanc
d1
Alcanc
d 2
Alcanc
d 3
dprom
Velcidad
Calculada
Velocidad
leída
Error
relativo
de v
15° 48 cm 46,9 cm 46,5 cm 47,1 5,39 3,30 0,38
ay

39
Error relativo de v
8. Si se mantiene constante el ángulo de tiro y se cambia la velocidad de salida del
proyectil, cambie el alcance? Revise su respuesta comparando la tabla 1 y 2.
SOLUCIÓN
si ya que puede ver que a mayor velocidad hay un mayor alcance
horizontal.

40
CONCLUSIONES
El estudio del movimiento de proyectiles es importante en la vida práctica y
la ciencia para determinar las características del movimiento parabólico, sus
ecuaciones del movimiento y la predicción en cada momento de tiempo de la
posición velocidad, aceleración, alcance vertical u horizontal máximo, o el
tiempo de vuelo de los proyectiles.
Se conocieron cada una de las características de movimiento de proyectiles
para así conocer las cualidades de un movimiento parabólico y
semiparabolico y además se interpretaron sus aplicaciones y formulas.

41
5. MOVIMIENTO CIRCULAR
5.1 RESUMEN
En el laboratorio de movimiento circular a partir de la colocación de masas
diferentes (10,60,) gramos sobre un disco de inercia para luego tomar apunte de
un ángulo, una velocidad angular y un tiempo arrojado por el programa, luego se
realizo el mismo procedimiento pero sin colocar masas sobre el porta pesas si no
aplicando un impulso menor y mayor al disco de inercia. Los datos recopilados
fueron utilizados para el desarrollo de la siguiente práctica.
5.2 OBJETIVOS
Objetivo general
Realizar el análisis experimental del movimiento circular
Determinar la aceleración angular de una partícula con movimiento de
rotación uniformemente acelerado y determinar sus características.
Analizar gráficos de ángulo, velocidad angular con respecto al tiempo
para un movimiento de rotación uniforme y determinar sus
características.
Comprobar que el ángulo de rotación es proporcional al tiempo
requerido para la rotación.
5.3DESARROLLO TEORICO
Movimiento circular uniforme
Un cuerpo describe un movimiento circular uniforme cuando su trayectoria es una
circunferencia y el modelo de su velocidad constante.
En física, el movimiento circular uniforme describe el movimiento de un cuerpo
atravesando, con rapidez constante, una trayectoria circular.

42
Aunque la rapidez del objeto es constante, su velocidad no lo es: La velocidad,
una magnitud vectorial, tangente a la trayectoria, en cada instante cambia de
dirección. Esta circunstancia implica la existencia de una aceleración que, si bien
en este caso no varía al módulo de la velocidad, sí varía su dirección.
Movimiento circular uniforme acelerado
Este movimiento se presenta cuando un móvil con trayectoria circular aumenta o
disminuye en cada unidad de tiempo su velocidad angular en forma constante, por
lo que su aceleración angular permanece constante.
Velocidad angular instantánea
La velocidad angular instantánea representa el desplazamiento angular efectuado
por un móvil en un tiempo muy pequeño que tiende a cero.
Aceleración angular
La aceleración angular se define como la variación de la velocidad angular con
respecto al tiempo.
5.4 EJERCICIOS
MOVIENTO CIRCULAR UNIFORMEMENTE ACELERADO
1. Con los datos de las tablas 1, 2,3 y 4, elabore un grafico de velocidad angular w
vs tiempo, las cuatro curvas que se obtienen cuando variamos las masas y cuando
variamos el diámetro de la polea.
SOLUCION
TABLA1
0,7 0,406 0,58 0,49
2,8 1,728 0,61 7,84
4,9 3,338 0,68 24,0
7 5,157 0,73 49
TABLA2

43
0,7 0,602 0,86
2,1 2,081 0,99
3,5 4,11 1,17
4,9 6,768 1,38
TABLA3
0,7 0,347 0,49
2,8 1,571 0,56
4,9 3,181 0,64
7 5,236 0,748
TABLA4
0,0 0,0 1,384
0,7 1,028 1,468
1,4 2,206 1,575
2,1 3,593 1,71
TABLA5
2,705 2,32
4,487 2,80
6,288 2,99
8,108 3,09
12,023 0,831
TABLA6

44
0,338 18,58
1,69 7,435
3,05 6,180
4,42 5,686
9,985 3,146
GRAFICO TABLA 1
GRAFICO TABLA2
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0 1 2 3 4 5 6 7 8

45
GRAFICO TABLA3
GRAFICO TABLA4
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
0 1 2 3 4 5 6
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0 1 2 3 4 5 6 7 8

46
1. Calcule el valor de la pendiente de cada una de las curvas del grafico
elaborado.
SOLUCION
GRAFICO1
GRAFICO2
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
1,8
0 0,5 1 1,5 2 2,5

47
GRAFICO3
GRAFICO4
3. Que representa la pendiente de cada una de estas curvas
SOLUCION
Representa el ángulo aproximado cuya medida se da en radianes
4. Al cambiar la masa colgante, sin cambiar el diámetro de la polea, cambia la
aceleración angular. Porqué
SOLUCION
Si porque al tener mayor peso aumenta la velocidad
5.Qué relación tiene la aceleración tangencial del borde de la polea con la
aceleración angular.
SOLUCION
Es una relación directa ya que al aumentar la velocidad aumenta la aceleración
6. Halle los valores para t2
en la tabla1 y elabore un grafico de ángulo vs t2
SOLUCION
GRAFICO DE ANGULO VS TIEMPO CUADRADO

48
7. Que información obtenemos de la pendiente de esta recta
SOLUCION
Que es la aceleración angular o centrípeta ya que es un movimiento
uniformemente acelerado
MOVIMIENTO CIRCULAR UNIFORME
1. Con los datos de las tablas 5 y 6, elabore en un grafico de ángulo vs tiempo,
las curvas que se obtienen cuando variamos el impulso inicial
SOLUCION
GRAFICO DE LA TABLA 5
0
1
2
3
4
5
6
0,49 7,84 24 49

49
GRAFICO DE LA TABLA 6
2. Calcule el valor de la pendiente de cada curva
SOLUCION
Pendiente del grafico 5
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12 14
0
2
4
6
8
10
12
0 2 4 6 8 10 12

50
Pendiente del grafico 6
3. Que representa la pendiente de cada una de estas curvas.
SOLUCION
Representa la velocidad angular que es el ángulo barrido en la unidad de
tiempo
4. La velocidad tangencial de este movimiento es constante. Como podemos
calcularla
SOLUCION
Si.se puede calcular a través de la razón del número de vueltas sobre el
tiempo y sus formulas son:
5. Es posible que un automóvil se mueva en una trayectoria circular de tal manera
que este tenga una aceleración tangencial, pero no aceleración centrípeta
SOLUCION
Cuando el movimiento es circular uniforme este se caracteriza por tener
una velocidad angular constante por lo que la aceleración angular es nula.
La velocidad lineal no varía pero si la dirección presentándose aceleración
centrípeta

51
6. ANALISIS DE UN EXPERIMENTO
6.1 OBJETIVOS:
Reconocer la importancia del análisis grafico en el estudio de los
fenómenos físicos.
Distinguir con claridad los diferentes tipos de relación existentes entre las
variables que interviene en cada fenómeno físico.
Desarrollar habilidad para interpretar graficas.
Seleccionar las escalas más adecuadas para que los gráficos se puedan
interpretar fácilmente.
6.2 BASE TEORICA
Todo experimento físico exige necesariamente la toma de datos como resultado
de las mediciones que deben ser ejecutadas. Las cifras así obtenidas deben
ordenarse, mediante una tabla de datos; tabla que va a facilitar la construcción de
graficas o curvas, las cuales nos permiten visualizar y analizar las características
de un fenómeno.
6.3 MATERIALES
Papel milimetrado y útil para dibujo
6.4 DESARROLLLO DE LA PRÁCTICA
En el presente experimento se investigara el tiempo requerido para vaciar el agua
de un recipiente, por un agujero en el fondo. Este tiempo depende del tamaño del
agujero y de la cantidad de agua del recipiente.
La tabla que se presenta a continuación contiene los datos que se tomaron
cuando 4 recipientes iguales se llenaron de agua y se vaciaron por orificios en el
fondo, de diferentes diámetros.
La tabla también contiene información de cuando los recipientes se llenaron a
diferentes alturas y se desocuparon por los orificios y se tomaron los tiempos.

52
h en cm
d en cm 30 cm 10 cm 4 cm 1 cm
1.5 73 sg 43.5 sg 26.7 sg 13.5 sg 0.44
2 41.2 sg 23.7 sg 15.0 sg 7.2 sg 0.25
3 18.4 sg 10.5 sg 5.8 sg 3.7 sg 0.11
5 6.8 sg 3.9 sg 2.2 sg 1.5 sg 0.04
5. INTERPRETACION DE RESULTADOS
Con la información que aparece en la tabla realice:
5.1 Un grafico de tiempo vs diámetro de los orificios cuando se llena el recipiente
hasta una altura de 30 cm.
SOLUCION
1. GRAFICO PARA ALTURA DE 30 CM

53
4. GRAFICO PARA UNA ALTURA DE 1 CM

54
5.2 Agregue a la tabla de datos una columna de valores . Para la misma altura
de 30 cm, haga la grafica de t vs
SOLUCION
GRAFICO DE TIEMPO VS

55
5.3 Repita los numerales 5.1 y 5.2 para las demás alturas sobre los mismos
sistemas coordenados
SOLUCION
GRAFICO PARA ALTURA DE 10 CM

56
5.4 Represente gráficamente t vs h para d=1.5 cm. coloque h en el eje horizontal y
extrapole la curva hasta el origen
SOLUCION
GRAFICO DE t vs h

57
6. ANALISIS Y CONCLUSIONES
6.1 Teniendo como base la grafica del punto 5.1 ¿Cómo encontraría el tiempo de
vaciado para un diámetro de 4 cm y 8 cm para h=30 cm?
SOLUCION
Se realizaría una regla de tres simple y se despejaría el tiempo de vaciado
para 4 cm y se haría lo mismo con 8.
6.2 ¿La interpolación y extrapolación en las graficas es siempre confiable?
Explique
SOLUCION
No es confiable ya que cuando se interpola y extrapola en ocasiones no se
toman puntos que pueden ser considerables y eficaces a la hora de definir
la grafica
6.3 Observe la grafica del punto 5.1 ¿El tiempo de salida está relacionado con el
área del orificio? Cómo?
SOLUCION
Si ya que entre mayor área del orificio el tiempo de salida va ser menor
6.4 Escriba una relación algebraica entre t y d cuando h=30 cm
SOLUCION
6.5 ¿Se cumple la misma relación para las demás alturas?
SOLUCION
6.6 Cuando extrapola la grafica del punto 5.2 esta pasa por el origen?Explique
SOLUCION

58
6.7 Como podría utilizar sus graficas de t vs , y , de t vs h para encontrar t
cuando h=10 cm y d=4 cm
SOLUCION

59
CONCLUSIONES
Al término del experimento se pudo comprobar lo siguiente
1.- La velocidad que experimenta un cuerpo está dada por una función lineal
(describe una recta)
2.- La acción que ejerce la fuerza de gravedad sobre un cuerpo en movimiento
que recorre un plano nivelado es mínima, y si se pudiera compensar por completo
la fuerza de rozamiento, el objeto seguiría su desplazamiento de manera
indefinida.
3.- La aceleración que experimenta un cuerpo está dada por una función
cuadrática (describe una parábola).
4.- La fuerza de gravedad que actúa sobre un cuerpo en movimiento que recorre
un plano inclinado obliga al objeto a seguir desplazándose a una mayor velocidad
en cada instante de tiempo hasta alcanzar su velocidad límite.

60
7. LEY DE HOOKE
7.1 RESUMEN
En el laboratorio de la ley de hooke se busco comprobar la relación que
existe entre la fuerza que se aplica a un resorte y el alargamiento del
mismo, para ello se utilizo tres resortes de diferente longitud y a cada uno
se le aplico una fuerza para luego tomar del sistemas las fuerza (f) y los
alargamientos (X) correspondientes a cada resorte. Es importante tener en
cuenta que teniendo como base esta información obtenida se realizaron los
respetivos análisis y cálculos del siguiente laboratorio.
7.1 OBJETIVOS
Objetivo General
Verificar la relación existente entre la fuerza que se aplica a un resorte y el
alargamiento de este.
Verificar que la fuerza de tracción es directamente proporcional a la
distancia de estiramiento de un resorte
Comprobar la ley de hooke
Ley de Hooke:
La cantidad de estiramiento o de compresión (cambio de longitud), es
directamente proporcional a la fuerza aplicada.
F=KX2

61
Cuando un objeto se somete a fuerzas externas, sufre cambios de tamaño o de
forma, o de ambos. Esos cambios dependen del arreglo de los átomos y su enlace
en el material.
Cuando un peso jala y estira a otro y cuando se le quita este peso y regresa a su
tamaño normal decimos que es un cuerpo elástico.
Elasticidad: Propiedad de cambiar de forma cuando actúa una fuerza de
deformación sobre un objeto, y el objeto regresa a su forma original cuando cesa
la deformación.
Los materiales no deformables se les llama inelásticos (arcilla, plastilina y masa de
repostería). El plomo también es inelástico, porque se deforma con facilidad de
manera permanente.
Si se estira o se comprime más allá de cierta cantidad, ya no regresa a su estado
original, y permanece deformado, a esto se le llama límite elástico.
*Cuando se tira o se estira de lago se dice que está en tensión (largas y
delgadas).
*Cuando se aprieta o se comprime algo se dice que está en compresión (cortas y
gruesas).
1. Grafique en el mismo sistema de coordenadas los valores de f vs x para cada
uno de los resortes. Interpole.
SOLUCIÓN
Tabla 1. Resorte 1
F F/N XS/CM
0,00 0,05
0,14 5,01
0,31 10,48
0,35 11,58
0,35 11,63

62
Tabla 2. Resorte 2
F F/N XS/CM
0,09 0,53
0,58 1,91
0,80 2,55
0,98 3,00
0,98 3,01
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0 2 4 6 8 10 12 14
F
X
GRAFICA F VS X(Resorte 1)
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2
F
X
GRAFICA F VS X (Resorte 2)

63
Tabla 3. Resorte 3
F F/N XS/CM
0,12 0,00
0,59 0,21
0,66 0,30
0,68 0,32
0,75 0,36
2. Calcule las pendientes correspondientes a cada resorte
SOLUCIÓN
Tabla 1. Resorte 1
P1 (5,01, 0,14)
P2 (11,63, 0,35)
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8
F
X
GRAFICA F VS X (Resorte 3)

64
Tabla 2. Resorte 2
P1 (0,53 , 0,09)
P2 (3,01 , 0,98)
Tabla 3. Resorte 3
P1 (0,21 , 0,59)
P2 (0,56 , 0,75)
3. Explique porque las pendientes tienen diferente valor. Que representa
SOLUCIÓN
Porque las fuerzas variaban y a mayor fuerza mayor elongación o pendiente.
4. La fuerza aplicada sobre el resorte y la longitud de alargamiento, son
proporcionales? Explique
SOLUCIÓN
Si porque la fuerza recuperadora del resorte es proporcional a la elongación
y de signo contrario (la fuerza de deformación se ejerce hacia la derecha y la
recuperadora hacia la izquierda).
5. Los resortes se deterioran cuando se alargan?
SOLUCIÓN
Si siempre y cuando sean sometidos continuamente a pesos mayores a los que
puedan soportar.

65
6. Bajo qué condiciones se cumple la ley de Hooke?
SOLUCIÓN
Siempre y cuando la deformación elástica que sufre un cuerpo sea
proporcional a la fuerza que produce tal deformación, y teniendo en cuenta
que no sobrepase el límite de elasticidad.
CONCLUSIONES
Como se puede ver en la tabla los valores de K son muy parecidos entre
ellos, esto nos demuestra que la ley de Hooke si se cumple.
Las pequeñas diferencias se deben a los errores de medición.

66
8. SEGUNDA LEY DE NEWTON
8.1 RESUMEN
En el siguiente laboratorio se comprobara la segunda ley de newton en el
cual se buscara la relación existente entre la masa, la aceleración y la
fuerza de una masa en movimiento para ello se realizo el respetivo montaje
donde para la primera parte la fuerza será tomada como el peso de la masa
colgante, de esta manera con 4 fuerzas (5, 11, 15,21) gramos, se tomaran
del sistema ocho velocidades y ocho tiempos correspondientes para luego
calcular su respetiva aceleración. En la segunda parte se realizara el mismo
procedimiento pero tomando como fuerza la masa del carro (202 gr).
8.2 OBJETIVOS
Objetivo General
Comprobar con la segunda ley de newton, la relación entre la masa, la aceleración
y la fuerza de una en movimiento.
Determinar que la aceleración es directamente proporcional a la fuerza
neta aplicada.
Determinar que la aceleración es inversamente proporcional a la masa
Determinar la relación entre la distancia recorrida y el tiempo.
8.3DESARROLLO TEORICO
Segunda Ley de Newton
La Segunda Ley de Newton establece lo siguiente:
La aceleración de un objeto es directamente proporcional a la fuerza neta que
actúa sobre él e inversamente proporcional a su masa.

67
De esta forma podemos relacionar la fuerza y la masa de un objeto con el
siguiente enunciado:
Una buena explicación para misma es que establece que siempre que un
cuerpo ejerce una fuerza sobre un segundo cuerpo, el segundo cuerpo ejerce
una fuerza sobre el primero cuya magnitud es igual, pero en dirección
contraria a la primera. También podemos decir que la segunda ley de
Newton responde la pregunta de lo que le sucede a un objeto que tiene una
fuerza resultante diferente de cero actuando sobre él.
8.4 EJERCICIOS
A.-Fuerza y Aceleración.
1. Calcule con los datos de la tabla 1, el valor de la aceleración para cada caso.
SOLUCIÓN
Tabla 1. Datos para analizar aceleración variando la fuerza
F1 =10 F2=20 F3=16 F4=
v t a v T a V T A v t a
0,035 0,2 0,175 0,165 0,4 0,412 0,059 0,2 0,295
0,086 0,6 0,143 0,389 0,8 0,486 0,53 1,4 0,378
0,295 1,6 0,184 0,632 1,2 0,526 0,699 1,8 0,388
aprom 1 0,167 aprom 2 0,474 aprom 3 0,353 aprom 4
IMPORATANTE: El valor de la fuerza F se determina así:
F=Peso del porta pesas + Pesos adicionales sobre el porta pesas.
SOLUCION
Fórmula para hallar aceleración
Fórmula para hallar fuerza
F=Peso del porta pesas + Pesos adicionales sobre el porta pesas.

68
2. halle el valor de la aprom para cada fuerza.
SOLUCION
3. con los datos de la tabla 1 realice una gráfica fuerza vs aprom
SOLUCION
4. Qué tipo de grafica obtiene
SOLUCION
Se obtiene una recta
5. Calcule, e interprete la pendiente de la gráfica obtenida. Que unidades tiene la
pendiente
SOLUCION
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
0,45
0,5
0 5 10 15 20 25

69
Tiene la unidad de gramos
6. Explique la relación de la proporcionalidad existente entre la fuerza y la
aceleración.
SOLUCION
La aceleración que experimenta un cuerpo cuando sobre el actúa una fuerza
resultante, es directamente proporcional a la masa y dirigida a lo largo de la
línea de acción de la fuerza. Al tener en cuenta la relación entre la
aceleración y la masa y la relación entre la aceleración y la fuerza se puede
concluir la segunda ley de newton
7. Escriba la ecuación que relaciona la fuerza con la aceleración. Que representa
la constante
SOLUCION
Representa que si un cuerpo de masa m sufre una aceleración cuando
sobre el actúa un cuerpo de masa 2m tendrá una aceleración a/2 cuando
actúa sobre él la misma fuerza
B. Masa y aceleración.
8. Calcule con los datos de la tabla 2, el valor de la aceleración para cada caso.
SOLUCIÓN
Tabla 2.Datos para analizar aceleración variando la masa
m1=223 m2=243 m3=263 m4=
V t a v T a v t A v t a
0,216 0,2 1,08 0,043 0,2 0,215 0,047 0,2 0,235

70
0,440 0,6 0,73 0,098 0,6 0,163 0,165 1 0,165
0,778 1 0,778 0,212 1,2 0,176 0,259 1,6 0,161
aprom 1 0,862 aprom 2 0,184 aprom 3 0,187 Aprom 4
IMPORTANTE: El valor de la masa m se determina así:
F=Peso del portapapeles + Pesos adicionales sobre el porta pesas.
M1= 203 gr + 20gr = 223 gr
M2= 203 gr + 40gr = 243 gr
M3= 203 gr + 60gr = 263 gr
9. Halle el valor de la aprom para cada masa.
SOLUCIÓN
10. con los datos de la tabla 2 elabore una gráfica de la aceleración para cada
caso.
m1=223

71
m2=243
m3=263
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2
Tíempot
velocidad v
Grafica de aceleracion
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4
Tíempot
Velocidad v

72
11. Qué tipo de grafica obtuvo?
SOLUCIÓN
Una línea recta
12. Qué relación existe en la aceleración y la masa.
SOLUCIÓN
Cuando sobre dos cuerpos de diferente masa actúa la misma fuerza, la
aceleración que experimentan es inversamente proporcional a la masa
13. Escriba la ecuación que relaciona la aceleración con la masa que
representa la constante en este caso?
SOLUCIÓN
Ecuación
Si se mantiene la fuerza constante, pero se aplica sobre cuerpos de diferente
masa, observamos que los cuerpos de mayor masa experimentan una aceleración
menor, y los cuerpos de menor masa sufren una aceleración mayor
14. Para mantener una misma aceleración si la masa de un objeto se triplica,
como debe cambiar la fuerza sobre el objeto?
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0 0,5 1 1,5 2
Tíempot
velocidad v

73
SOLUCIÓN
La fuerza debe ser incrementada a la tercera parte.
CONCLUSIONES
Yo creo por lo que he visto en el experimento realizado que el resorte que
utilizamos tiene el mismo valor de K siempre sin importar el peso o la fuerza
que le apliquemos a dicho resorte, como ya lo he explicado los diferentes
valores de la tabla se deben a los errores de medición.
Mi conclusión final sería que solo sabiendo el estiramiento del resorte y
sabiendo la constante de este podría calcular la fuerza que origino este
estiramiento

Lb fisika (1)

Recommandé

Recommandé

Contenu connexe

Tendances

Tendances (20)

En vedette

En vedette (13)

Similaire à Lb fisika (1)

Similaire à Lb fisika (1) (20)

Dernier

Dernier (20)

Lb fisika (1)