Informe de Laboratorio Fisica 4,5,6

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA  – UNAD

FISICA GENERAL

Escuela de ciencias básicas tecnologías e ingeniería

Informe componente práctico 4,5,6.

PRÁCTICA 4. Conservación de la energía.

Objetivos:   



Observar los diferentes tipos de energía a través de experimentos sencillos. Determinar si se conserva o no la energía total de algunos elementos. Comprender las relaciones que existen en los problemas de conservación de la energía con la dinámica. Clasificar los diferentes tipos de energía que existen.

Marco Teórico: 









Energía: es la capacidad que tienen los cuerpos para realizar un determinado trabajo, se utiliza una unidad de medida específica para poder cuantificarla y es el J(Joule). Conservación de la energía: esta ley dice que la energía no se puede crear y tampoco destruir, pero si tiene la capacidad de transformarse de una forma a otra sin que cambie la energía total. Movimiento circular: es donde la trayectoria en una circunferencia, y se puede describir a  partir de tres magnitudes las cuales son posición angular (θ), aceleración angular (α) y velocidad angular (ω). Aceleración centrípeta: es un componente en dirección radial que va dirigida al centro de una trayectoria de un movimiento circular, específicamente es un cambio de dirección y sentido de velocidad. Movimiento pendular: es un movimiento de desplazamiento donde un objeto colgado de una base fija oscila por acción de la gravedad, es parte del movimiento armónico simple.

Procedimiento:

1. Realizar montaje del péndulo con el soporte universal.

2. Medir la altura a la que se suelta el cuerpo para que éste realice un movimiento circular.

3. Cambiar el valor del radio 5 veces y hacer las respectivas mediciones.

ANALISIS DE DATOS PRACTICA # 4 CONSERVACION DE LA ENERGIA

TABLA ALTURA-RADIO H R

68cm 54cm 80cm 57cm 22cm 26cm

49cm 30cm

48cm 33cm

Resultados Y Valoración Del Error Los anteriores datos de H nos muestran las diferentes alturas en las que el cuerpo fue soltado atado a la cuerda, R la medida del radio según cada altura H y movimiento circular que este ejecuto: haciendo la comparación de los cm de la altura y cm del radio, se establecen diferencias notables esto se puede ver en los radios de posición 2 y 3 con respecto a la altura. Es una condición que ayuda determinar que en el movimiento circular depende mucho de la altura, fuerza, energía y velocidad, en la que un cuerpo se suelta , produciendo una aceleraci ón dirigida hacia el centro, o lo que se conoce como fuerza centrípeta, en esta experiencia no se  puede asegurar con certeza cuanta fuerza se aplicó, porque no se tomó la velocidad ni la masa del cuerpo. Además en el experimento se tomó la altura tomado como referencia la cuerda atada al extremo del soporte hasta donde está atado el cuerpo, ya que la altura con el cuerpo en movimiento era muy difícil determinar, por otro lado los cm de cada radio, se logró medir fue con el espacio obtenido entre el cuerpo y la varilla del soporte al principio cuando se impulsó el cuerpo. Estos factores hacen que no se pueda establecer un movimiento circular uniforme,  pues aunque el cuerpo sigue una cierta trayectoria circular, con una cantidad no estimada de energía y fuerza , las medidas de radio varían afectando los ángulos donde se da el movimiento, esto es lo que se ve reflejado en los datos que arrojo cada medida en cada movimiento que se ejecutó, es probable estimar que el error se dio en esta parte, es decir un error de apreciación , ya que la altura debía tomarse era con el objeto en movimiento, pero fue complejo ya que durante el movimiento circular solo se puede observar la trayectoria , y esta conserva la energía necesaria para continuar el movimiento.

CONCLUSIONES 





En el movimiento circular depende mucho de la altura, en el momento en que se suelta un cuerpo en para su movimiento, este permite determinar la medida del radio según la  posición en que este. Se da una aplicación de fuerza y energía no especifica en dato, pero aun así permite el movimiento circular del cuerpo, y varia las medidas de radio. Se presentan cambios en el movimiento circular uniforme que ejecuta el cuerpo, al aplicarle fuerza, energía, velocidad.

Bibliografía Anonimo. (s.f.).  google/html . Obtenido de las fuerzas circulares y degravedad: http://www.pps.k12.or.us/district/depts/edmedia/videoteca/curso2/htmlb/SEC_126.HTM Guadalupe, E. G. (s.f.). Google. Obtenido de Analisis de error en la medicion: https://sites.google.com/site/fisicacbtis162/in-the-news/2-9-analisis-de-errores-en-lamedicion ENDESA EDUCA. Conceptos básicos. La energía. Disponible en: http://www.endesaeduca.com/Endesa_educa/recursos-interactivos/conceptos-basicos/i.la-energia-y-los-recursos-energeticos FISICA EN LÍNEA. Energía. Ley de la conservación de energía. Disponible en: http://www.fisicaenlinea.com/11energia/energia05-leydeenergia.html

PRÁCTICA 5. Densidades.

Objetivos:    

Medir las densidades de diferentes líquidos. Medir las densidades de diferentes cuerpos aplicando el principio de Arquímedes. Conocer los diferentes métodos de medidas de densidad. Clasificar los diferentes tipos de líquidos y sólidos según el valor de la densidad de los mismos.

Marco Teórico: 









Densidad: Se considera como la relación que existe entre la masa y el volumen de un líquido , se expresa bajo la siguiente formula:   . Masa: Magnitud de carácter físico que permite indicar la cantidad de materia contenida en un cuerpo. Volumen: Se establece como el espacio que ocupa un cuerpo, en dimensiones, alto, largo y ancho, además no solo aplica a líquidos sino que el trabaja 3 formas, (capacidad, estado sólido, estado líquido.) Fluidos: conjunto de sustancias donde existe entre sus moléculas poca fuerza de atracción,  cambiando su forma, lo que ocasiona que la posición que toman sus moléculas varía, ante una fuerza aplicada sobre ellos, pues justamente fluyen. Presión: Se define presión como el cociente entre la componente normal de la fuerza sobre una superficie y el área de dicha superficie.

Procedimiento 1: Densidades de líquidos.

1. Llenar un picnómetro de 50 ml con agua y registrar su masa.

2. Llenar un picnómetro de 50 ml con leche y registrar su masa.

3. Llenar un picnómetro de 50 ml con alcohol y registrar su masa.

Procedimiento 2: Densidades de sólidos irregulares.

1. En un vaso de precipitado agregar agua y registrar su masa.

2. Sumergir el cuerpo irregular completamente pero sin que toque el fondo del vaso de precipitado, registrar su masa.

3. Medir la mas del cuerpo irregular.

4. Calcular la densidad del cuerpo irregular.

ANALISIS DE DATOS PRACTICA # 5 DENSIDADES

Cálcul os Determinaci ón De Densidad De En L íqui dos Alcohol:  Peso picnómetro vacío: 25gr  Peso picnómetro lleno: 45gr

Leche

Agua

  

  

  

  

Densidad de soli dos ir regular es Vaso precipitado con agua aprox 300ml

    

  

      

Análi sis De Datos Y Valor ación D el E rr or

Realizada cada una de las determinaciones, se identifica que sustancias como el agua y leche,  poseen datos casi similares, mientras que el alcohol, presenta un dato menor respecto a los 2 líquidos (agua-leche). La pregunta es si utilizamos un mismo elemento para determinar el peso como valor para hallar la densidad, porque existen diferencias entre el agua, la leche y el alcohol?

El agua es tomada como un patrón de medida, la mayoría de sustancias pueden poseer una densidad similar a ella, la leche en su composición es un80% agua, así que la leche adopta los cocientes de masa y volumen del agua, siendo similares a la hora de medir si se trabaja a una temperatura similar ( T° ambiente) ,las muestras se trabajaron en esa condición, haciendo que los  pesos estuvieran en cierta forma nivelados, pero con cierta  dif er encia,  ya que no se estableció que la leche tenía un poco más menos de Temperatura, respecto al agua, esto pudo influir a la hora de determinar el peso, por otra parte hay que establecer la presencia de un error todas las observaciones experimentales se realizan con errores, aun cuando se realicen en las mismas condiciones y/o usando el mismo procedimiento, debido a la incertidumbre absoluta de los instrumentos de medición,  presentándose un error de determinación, es decir que para el caso del agua y la leche , es probable que no se observó detalladamente si el picnómetro estaba seco y limpio a la hora de hacer cada montaje , no se secó en su totalidad el líquido que salió por las  paredes del picnómetro, dando un dato de peso con un grado erróneo, para el caso del alcohol es  probable que no se tuvo en cuenta el grado de concentración, el cual es importante para determinar su peso, si este estaba en baja concentración, el dato de densidad será menos y viceversa. En cuanto a la densidad que se estimó del solido o cuerpo irregular, piedra caliza, para establecer la presencia de un tipo de error en el experimento tengamos presentes los siguientes datos:

Masa  Volumen inicial  Volumen final  Densidad practica  Densidad teórica 

23g  397ml 406ml

 0,002g/ml

A partir de ello podemos determinar si la densidad de la piedra caliza, tiene un rango igual o no al que se halla en la teoría de las densidades para este tipo de sólidos. Calcul o de err or absoluto porcentual

Si llamamos valor teórico al valor de un manual, de referencia obtenido por un método oficial y valor práctico al hallado en la experiencia, se puede definir: 1- Error absoluto = Valor teórico  –   Valor práctico

 El Error absoluto puede ser positivo o negativo dependiendo esto del tipo de desviación (en exceso o defecto). Entonces:

0,002g/ml- 0,076g/ml = -0,074 g/ml de err or absoluto

2. Er ror por centual:

    * 100% =  * 100= 3,70%   

 Esto quiere decir que siguiendo los 2 métodos de error, el sólido irregular presenta tanto un rango de error absoluto y porcentual, por este método de determinación de densidades, en un  porcentaje aceptable .es decir que no supera los parámetros teóricos establecidos en ensayos hechos y expuestos. Lo cual hace que el método de determinación sea efectivo con algunas imprecisiones e inexactitudes.

CONCLUSIONES  







Existen diferencias de densidades entre los diferentes líquidos utilizados en la práctica La temperatura es un factor importante en la determinación de la densidad, de ella depende el estado en que la sustancia tiene menor o mayor masa. La valoración de los diferentes tipos de error, nos permiten identificar las técnicas utilizadas están expuestas a causas de exactitud y precisión, positivas o negativas según como se haya seguido el procedimiento. Instrumentos de medición como el picnómetro , son más exactos a la hora de establecer mejor una densidad en líquidos, El agua se identifica como un vehículo estándar para llevar a cabo la medición de cuerpos irregulares. BIBLIOGRAFIAS

Industrial, A. U. (s.f.). Obtenido de Mecanica procedimientos de medicion determinacion de volumenes y densidad: http://www.udistrital.edu.co:8080/documents/138568/12193a89cede-4a91-a862-3b2c23b3f8fb Ingenieria, U. d. (julio 3ra edicion de 2010). Google/pdf . Obtenido de maunal practicas quimica analitica: file:///D:/Downloads/practicas%20de%20laboratorio%20de%20quimica%20analitica.pdf LItoral,

u. N. (2010). Google/pdf . Obtenido http://infofich.unl.edu.ar/upload/46becc5a7a52c3d3d0262f358b997e102095042d.pdf

de

PRÁCTICA 6. Calor.

Objetivos:    

Determinar el valor del calor específico de un objeto metálico por el método de mezclas. Reconocer los métodos de medición de calor. Comprender el uso adecuado del calorímetro. Clasificar los diferentes tipos de materiales según el calor específico, en este caso del aluminio.

Marco Teórico: 









Capacidad calorífica: se presenta como el coeficiente entre la cantidad de energía en forma de calor transferida a un cuerpo, o sistema en un proceso cualquiera y el cambio de temperatura que experimenta. Calor: Energía que se manifiesta por un aumento de temperatura y procede de la transformación de otras energías; es originada por los movimientos vibratorios de los átomos y las moléculas que forman los cuerpos. Transferencia de calor: paso de energía térmica desde un cuerpo de mayor temperatura a otro de menor temperatura. Calor específico: Se define como la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de la unidad de masa de un elemento o compuesto en un grado Calorímetro: instrumento que sirve para medir las cantidades de calor suministradas o recibidas por los cuerpos. Es decir, sirve para determinar el calor.

Procedimiento:

1. Calentar vaso de precipitado, medir la masa e introducir la pesa atada a un hilo al vaso.

2. Medir la masa de un calorímetro.

3. Agregar un volumen conocido de agua a T  ambiente al calorímetro. °

4. Medir la T  del agua y del calorímetro; determinar el calor específico °

del material del calorímetro.

5. Determinar la T  de ebullición del agua en el vaso de precipitado y depsués de 1 minuto retirar la pesa y sumergirla en el agua del calorímetro y agitar. Tomar T  final del calorímetro. °

°

PRACTI CA# 6

CALOR

CALCUL OS DETERMI NACION DE CALOR

 Masa en gr Calor especifico Temperatura inicial Temperatura final

agua

calorímetro

Material(acero de la  pesa)en cal/gr°c

163,6gr 1,0 +/- 0,01 20° 23°

354 +/- 0,1 880+/- 0,1 20° 23°

100gr 0,114+/- 0,1 81°   23°  

Calor Específico (CP) para el aluminio



( ) =  



 =  

0,326 cal/gr ° c

Calor Específico (CP) para la pesita de acero



( ) =   

       

K=  

    =  = 0,035 cal /k g° c         =   

  =

2,096.9cal/kg°c

VAL ORACIÓN DE L ERROR

1. Calcul ar err or experi mental relativo( par a el alumini o- calor í metro) Valor r eal C  c) p. del alum ini o (0,22cal/g°

 

  



   

0,4818

        2. Calcul ar err or experimental r elativo ( para el acer o-pesita)

 

  



   

0,69

    69%

DISCUSION

En este experimento se realizó la prueba para determinar el calor especifico del aluminio material conductor térmico del calorímetro; se tomó la temperatura inicial del calorímetro y el agua a 20°c, manteniendo una temperatura de equilibrio y con datos teóricos se estableció su calor especifico, de 0,326 cal/gr ° c;  luego se hizo necesario hacer una segunda prueba, para establecer el calor especifico de una pesa de acero que está en un vaso precipitado con agua en ebullición 81°c x un minuto , luego pasar la pesa al ambiente del agua.- calorímetro. Que finalmente arrojo una temperatura de 23°c de equilibrio térmico. Con los anteriores datos se determinó el calor especifico del metal (pesita de acero) de 0,035cal/gr°c. Dados los anteriores resultados se obtuvo un error experimental del 48,18% para el caso de la determinación del calor específico del aluminio (calorímetro), y un 69% para el calor especifico de la pesita en acero, es decir que para el caso de la pesa el proceso experimental presento un porcentaje significativo de error. Para estos casos se podrían tener en probabilidad: La pérdida de calor durante el momento en que se traspasó la pesita al calorímetro ya que el material tiende a establecer equilibrio térmico con el ambiente cediendo parte del calor adquirido al vapor de agua al cual se somete. Esto hace que el dato de calor del material de la  pesita (acero), presente un índice de no conformidad sujeto a los principios de equilibrio y conservación de la energía. La elevación de la temperatura tanto del calorímetro como del agua aunque presenta magnitudes similares, no obtuvo un dato de calor específico igual al dado en la teoría.

CONCLUSIONES 







De la experiencia realizada se concluye que el calor específico de un cuerpo expresa la

cantidad de calor que debe absorber un gramo del cuerpo para variar su temperatura en un grado Celsius. Un cuerpo pierde o libera calor existe otro cuerpo que absorbe o gana esa cantidad de calor, a lo que se denomina balance de energía. El calorímetro es un instrumento muy útil para determinar calores específicos a determinados cuerpos, excluyendo al medio externo. El cálculo de error experimental, confirmo variaciones importantes que comparadas con la teoría, demuestran que no se cumple con ningún principio de equilibrio y conservación de energía.

Bi bliogr afía

fisicas, A. d. (2015). Calores especificos. Peru. Litoral, E. P. (2011). calor especifico. .