Fisica General Sesion 3

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS, TECNOLOGIA E INGENIERIA

PRACTICAS DE LABORATORIO PARA EL CURSO DE FÍSICA GENERAL

SESION 3

Desarrollado por: Wilmer Ismael Ángel Benavides1 Miguel Andrés Heredia Ramos2 Mónica Marcela Peña Cárdenas3 Juan Carlos González Sanchez4

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA - UNAD FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGIA E INGENIERÍA 2012

 ________________________ _____________   _____________________________________  1 Tutor Curso de Física General. Universidad Nacional Abierta y a Distancia. 2 Tutor Curso de Física General. Universidad Nacional Abierta y a D istancia 3 Tutor Curso de Física General. Universidad Nacional Abierta y a D istancia 4 Coordinador de Laboratorio de Física JCM. Universidad Nacional Nacional Abierta y a Distancia. Distancia. Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD Sede José Celestino Mutis Calle 14 Sur No. 14‐23 Piso 2, Bogotá, Colombia.

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PRACTICA Nº 11: ONDAS TITULO: Reflexión de Ondas OBJETIVO : Analizar Cuantitativamente la reflexión de ondas. TEORIA: El concepto de onda es muy abstracto. Cuando se observa el fenómeno ondulatorio en el agua, lo que en realidad se contempla es una nueva disposición de la superficie del agua. Sin la presencia del agua no existiría onda alguna. Una onda que viaja por una cuerda no existe sin la cuerda. Las ondas sonoras viajan por el aire como resultado de las variaciones de presión de punto a punto. En todos los casos, lo que se interpreta como una onda corresponde a la perturbación de un cuerpo o de un medio. En consecuencia, una onda puede considerarse como la representación del movimiento de una perturbación. Siempre que una onda viajera alcanza una frontera, parte de la onda se refleja, otra parte de la onda puede, en algunos casos, continuar su camino en el otro medio, cambiando su velocidad (refracción).

MATERIALES 1. Cubeta de Ondas

PROCEDIMIENTO: 1. Agregue agua a la cubeta hasta alcanzar una profundidad en la que pueda observar el fenómeno ondulatorio. 2. Encienda la bombilla que se halla en la parte superior de la cubeta. 3. Coloque una cartulina blanca sobre la superficie de la mesa para observar sobre ella el reflejo de las ondas. 4. Conecte el motorcito vibrador de tal forma que al sujetar de él, el generador de ondas planas perturbe la superficie del agua a intervalos regulares de tiempo. 5. Ajuste la frecuencia del motorcito hasta obtener una longitud de onda

λ

adecuada para una

buena observación. 6. Determine la dirección de propagación de la perturbación. Coloque una barrera en el otro extremo de la cubeta de tal forma que se pueda identificar el frente de onda incidente y el frente de onda reflejado. Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD Sede José Celestino Mutis Calle 14 Sur No. 14‐23 Piso 2, Bogotá, Colombia.

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En la gráfica registre los frentes de onda de incidencia y los de reflexión. Utilice color rojo para señalar la fuente generadora, color negro para los frentes de onda incidentes, color azul para los frentes de onda reflejados y color verde para los obstáculos.

GRAFICO REFLEXION 1

GRAFICO REFLEXION 2

GRAFICO REFLEXION 3

TABLA 1 Reflexión de Ondas.

INFORME 1. Escriba las observaciones obtenidas al realizar los pasos 6 y 7. 2. Realice sus observaciones detalladamente para los tres tipos de obstáculos utilizados. 3. Construya su concepto de reflexión de ondas. 4. Realice un análisis de la prueba y sus resultados. 5. Conclusiones.

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PRACTICA Nº 12. Ondas eléctricas TITULO: Ondas Eléctricas OBJETIVO : Identificar las características de una señal de corriente alterna como son periodo, frecuencia y amplitud. TEORIA MANEJO DEL OSCILOSCOPIO

Figura 1 En la Figura 1 se muestra el panel frontal de un osciloscopio, a continuación se relacionan los diferentes bloques funcionales y su descripción.  Ajustes de Visualización 1. Intensity: Potenciómetro para ajustar el contraste de la intensidad Focus: Potenciómetro para el ajuste del enfoque.

Conectores Para la entrada de señales 2. Entradas tipo BNC para el canal 1 y 2

 Ajustes para la representación en el eje vertical (Amplitudes, Voltajes) 3. VOLT/DIV: Perilla giratoria, permite la selección de la escala de amplitudes, está expresado en voltios, y cada cuadro representa una división en la pantalla. 4. POSITION: Potenciómetro de desplazamiento en el eje vertical. Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD Sede José Celestino Mutis Calle 14 Sur No. 14‐23 Piso 2, Bogotá, Colombia.

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ISTANCIA

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 Ajus es para la selección e las cara terísticas e las señales de entr da

5. Selección del tipo de señal entrada en ada canal Controles de selección y c mbinació de las se ales de en rada

6. CH1, CH2: P rmite la visualización de la señal del canal 1 o 2. UAL: Permi e visualizar las dos señales de entra a al mismo tiempo.  ADD: Repres nta una única señal con la amplitud igual a la suma de las amplitudes de Las s ñales 1 y 2. Controles de representaci n en el ej de los tie pos

7. TI E/DIV: Perilla giratoria, permite la selección de la escala e el eje hori ontal (Tiempo), cada cuad o represent una división en la pant lla. 8. Perilla que per mite que la eñal se estabilice para oder realiz r una medición correcta.. MANEJO DEL

ENERAD R DE FUN IONES

Figura

En l Figura 2 e muestra el panel fr ntal de un generador de funcion s, a contin ación se relacionan los dif  rentes bloq es funcionales y su des ripción 1. FR ECUENCY: Potenciómetros que per iten ajustar la frecuenci de salida. 2. RANGE: Selectores para l escala de la señal de alida. 3. TIPO DE SEÑ L: Selectores para el tip o de señal d e salida. 4. O TPUT LEVEL: Permite a justar la a plitud de salida de la se ñal. 5. O TPUT: Con ctor BNC que permite la conexión d la señal de salida. Universidad Nacional Abiert y a Distancia UNAD Sede José Celestino Mutis Calle 14 Sur No. 14‐23 Pis

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MATERIALES 1. Osciloscopio 2. Generador de Funciones 3. Terminales de conexión

PROCEDIMIENTO 1. Conecte la salida del generador de funciones al canal 1 del osciloscopio. 2. ajuste los controles del osciloscopio para poder visualizar la señal (VOLT/DIV y TIME/DIV) así  como el TRIG LEVEL para que la señal se estabilice. En este paso es necesario verificar que la perilla VAR SWEEP se encuentra ajustada totalmente a la derecha. 3. Identifique el periodo de la señal; Cuente cuantos cuadros que ocupa la señal (eje X) y el tiempo que transcurre en ese periodo es la cantidad de cuadros multiplicado por la escala en la que se encuentre TIME/DIV 4. Para hallar la frecuencia simplemente recurrimos a la ecuación

   1 Esta frecuencia debe ser la misma que se encuentra en el generador de funciones; tenga en cuenta las unidades (Hz, KHz, MHz). 5. Por último identificamos la amplitud de la señal y para hallar su valor realizamos el mismo procedimiento utilizado en el punto 3. Contamos la cantidad de cuadros que ocupa la señal (eje Y) y lo multiplicamos por la escala VOLTS/DIV. Verifique que la perilla superior de VOL/DIV se encuentra ajustada en la posición máxima a la derecha.

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INFORME 1. Grafique la onda mostrada en el osciloscopio para tres frecuencias diferentes y complete la siguiente tabla:

GRAFICA SEÑAL OSCILOSCOPIO

PARAMETRO

 A

FRECUENCIA GENERADOR  SEÑALES: PERIODO CALCULADO:

Hz

FRECUENCIA CALCULADA:  AMPLITUD PICO A PICO:

B

FRECUENCIA GENERADOR  SEÑALES: PERIODO CALCULADO:

KHz

FRECUENCIA CALCULADA:  AMPLITUD PICO A PICO:

C

FRECUENCIA GENERADOR  SEÑALES: PERIODO CALCULADO:

MHz

FRECUENCIA CALCULADA:  AMPLITUD PICO A PICO:

TABLA 2

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DATOS

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2. Calcule el valor teórico de la frecuencia para cada caso y compárelo con el valor mostrado en el generador, especifique procedimiento utilizado. 3. Qué relación existe entre Periodo y Frecuencia, ¿Qué importancia tienen las unidades? 4. Realice un análisis de la prueba y sus resultados. 5. Conclusiones.

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PRACTICA Nº 13. CALOR  TITULO: Capacidad térmica en los metales OBJETIVO : Observar la conservación de la energía, transferencia de calor, y la capacidad calorífica de diferentes metales y su comportamiento TEORIA: Cuando varios cuerpos a diferentes temperaturas se encuentran en un recinto adiabático se producen intercambios caloríficos entre ellos alcanzándose la temperatura de equilibrio después de cierto tiempo. Cuando se ha alcanzado este equilibrio se debe cumplir que la suma de las cantidades de calor intercambiadas es cero. Calor específico c  es la cantidad de calor que hay que proporcionar a un gramo de sustancia para que eleve su temperatura en un grado centígrado. En el caso particular del agua c  vale 1 cal/(g ºC) ó 4186 J/(kg ºK). La unidad de calor específico que más se usa es cal/ (g ºC) sin embargo, el Sistema Internacional de Unidades de Medida, expresa el calor específico en J/ (kg ºK) La cantidad de calor recibido o cedido por un cuerpo se calcula mediante la ecuación:

          ) Donde m es la masa, c es el calor específico, T i  es la temperatura inicial y T f  la temperatura final •

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