Informe de Laboratorio-fisica General

FISICA GENERAL INFORME DE LABORATORIO

ANGGY MARCELLA ROJAS ACEVEDO - 1094272241 LORENA CAICEDO VALBUENA – 1090382429 JESUS DAVID CASTRO BONILLA -86086410 JESSICA PAOLA SANTOS RIVERO - 1094248948 YESID ALVEIRO VERA CARVAJAL - 88034776

Tutor: Carlos Arturo Vides Herrera

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA “UNAD” NOVIEMBRE 2015

INTRODUCCION La física es una de las ciencias más importantes en los estudios superiores, y nos brinda la herramientas necesarias, para resolver problemas cotidianos de una manera práctica, por medio de la cual, respondemos incógnitas, y en especial, a través de la práctica, y la experimentación, se logran, despejar con mayor claridad, estos interrogantes. En este informe de laboratorio, se plasmas las ideas principales, la fundamentación teórica, y los resultados obtenidos, en cada una de las practicas, que se realizaron en el laboratorio, y entre las cuales, aplicamos conocimientos obtenidos en medición, temperatura, movimiento armónico, movimiento circular, densidades, cinemática, entre otras, además de conocer los implementos utilizados en el laboratorio de física, y la función que cumple cada uno de ellos.

PRACTICA # 1 – PROPORCIONALIDAD DIRECTA Y MEDICION OBJETIVOS:  

Comprobar la relación de proporcionalidad entre diferentes magnitudes. Aprender a manejar los instrumentos de medición que se utilizan en el laboratorio y en algunas empresas para la medida de longitudes. MARCO TEORICO

Proporcionalidad Directa: La proporcionalidad directa sucede al tener dos magnitudes y al aumentar una, aumenta la otra en la misma proporción. Existe la regla de tres para la proporcionalidad directa; Dadas dos magnitudes, se conocen con la equivalencia entre una y el valor de la otra. Entonces para cada nuevo valor que se da a una magnitud calculamos el valor proporcional de la segunda magnitud. Proporcionalidad Inversa: Cuando tenemos dos magnitudes y cuando al aumentar una, disminuye la otra en la misma proporción. La regla de tres simple inversa, dadas dos magnitudes se conoce la equivalencia entre el valor de una y el valor de la otra. Entonces para cada nuevo valor que se dé a una magnitud calculamos el valor proporcional inverso de la segunda magnitud Causas ambientales que pueden influir en la densidad de un líquido: En general, la densidad de una sustancia varía cuando cambia la presión o la temperatura; cuando aumenta la presión, la densidad de cualquier material estable también aumenta. Como regla general, al aumentar la temperatura, la densidad disminuye (si la presión permanece constante). Sin embargo, existen notables excepciones a esta regla. Por ejemplo, la densidad del agua crece entre el punto de fusión (a 0 °C) y los 4 °C; algo similar ocurre con el silicio a bajas temperaturas. La Ley de Charles y Gay-Lussac: también llamada Ley de Charles explica las leyes de los gases ideales. Relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas ideal, mantenido a una presión constante, mediante una constante de proporcionalidad directa. En esta ley, Charles dice que a una presión constante, al aumentar la temperatura, el volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura el volumen del gas disminuye. Esto se debe a que "temperatura" significa movimiento de las partículas.

La Ley de Ohm: la cual establece que "La intensidad de la corriente eléctrica que circula por un conductor es directamente proporcional a la diferencia de potencial aplicada e inversamente proporcional a la resistencia del mismo. Un líquido a presión atmosférica normal, aumenta su densidad según va disminuyendo la temperatura. El agua sigue esta misma ley, pero al llegar a los 4ºC invierte esta tendencia y baja su densidad según disminuye más la temperatura. Esto permite que el hielo sea menos denso que el agua, y por tanto, flote en vez de hundirse. Y esta propiedad impide que los mares se congelen. La densidad de los líquidos suele ser algo menor que la densidad de la misma sustancia en estado sólido. Algunas sustancias, como el agua, son más densas en estado líquido. La presión también puede influir, ya que la masa de un líquido no es igual si se miden en ambientes con diferente presión. PREGUNTAS 1. 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? 2. En todos los laboratorios de física se utilizan instrumentos para realizar mediciones. ¿En qué consiste la medición de longitudes?, ¿Qué grado de precisión tienen estos instrumentos? ¿En qué área se utilizan? MATERIALES:        

Una probeta graduada de 100 ml Un vaso plástico Balanza Agua Papel milimetrado. Calibrador Tornillo micrométrico Materiales para medir su espesor: láminas, lentes, esferas, etc.

PROCEDIMIENTO: PRIMERA PARTE: 1. Identifique los objetos que usará en la práctica. Defina que es una balanza.

La balanza Instrumento para pesar mediante la comparación del objeto que se quiere pesar con otro de peso conocido; en su forma más sencilla consiste en dos platos que cuelgan de una barra horizontal que está sujeta en su centro y permanece nivelada cuando alcanza el equilibrio; el objeto que se desea pesar se coloca en uno de los platos, y en el otro se van colocando pesas hasta nivelar horizontalmente la barra. Los objetos que usamos en la práctica son los siguientes:

Probeta: es un recipiente graduado que se usa en los laboratorios de química para medir el volumen de los líquidos.

Un vaso: Recipiente para líquidos que sirve para beber; forma parte del servicio de mesa y generalmente es de vidrio, de forma cilíndrica o ligeramente cónica y sin pie; suele ser pequeño y ligero, para poder asirlo con una sola mano y llevar el líquido que contiene a la boca.

2. Calibre el cero de la balanza.

Calibramos la balanza colocándola en cero mediante el tornillo. Observamos además las partes de la balanza como: el platillo, los brazos, escala, puntero o fiel, cruz, pesas, tornillos de ajustes, base. 3. Determine la masa de la probeta y tome este valor como m0. Se determinó que la masa de la probeta graduada de 100ml es de m0 =42,04g 4. Vierta 10 ml, 20 ml, 30 ml, hasta llegar a 100 ml, de líquido en la probeta y determine en cada caso la masa de la probeta más el líquido MT Después de determinar la masa de la probeta sin líquido y se realizaron 10 mediciones, se inició desde 10 ml hasta llegar a 100 ml con un aumento constante de 10 ml. a. Determine correctamente cuál es la variable independiente. b. Determine la variable dependiente. Variable independiente: En la medición de un líquido la variable que se manipula es el volumen y se denomina variable independiente. Variable dependiente: La variación en la masa del líquido depende de la cantidad de volumen que se maneje en la probeta. A esta variable se le llama variable dependiente. 5. Calcule la masa del líquido ML sin la probeta para cada medición.

Volumen(ML)

Masa(gr)

10

9.21

20

18.9

30

30.04

40

39.29

50

49.37

60

59

70

69.22

80

79.31

90

88.87

100

98.69

6. Registre los resultados en la siguiente tabla.

REGISTRO DE DATOS DE LA EXPERIENCIA TABLA 1 VOLUMEN DE AGUA 10 ML

MASA (g) 51.25

TOTAL MASA (g) 9.21

20 ML

60.94

18.9

30 ML

72.08

30.04

40 ML

81.33

39.29

50 ML

91.41

49.37

60 ML

101.04

59

70 ML

111.26

69.22

80 ML

121.35

79.31

90 ML

130.91

88.87

100 ML

140.73

98.69

7. Trace una gráfica masa-líquido Vs Volumen.

AGUA

8. Calcule la constante de proporcionalidad. En este caso la variación de la masa es directamente proporcional al volumen del líquido, ya que si el volumen aumenta la masa también aumenta. Cuando dos variables esta relacionadas en forma directa su cociente es constante y a esta se le conoce como constante de proporcionalidad. Entonces, m/v= K, donde m= masa; V= volumen; K= constante de proporcionalidad.

V(ml)

10

20

30

40

ML(g)

9.21

18.9

30.04 39.29 49.37

m/v= k

0.92

0.94

1.00

0.98

50

0.98

60

59 0.98

70

80

90

100

69.22 79.31 88.87 98.69 0.98

0.99

0.98

0.98

Luego sumamos los valores resultantes y los dividimos entre 10 para obtener la constante de proporcionalidad: Quedaría así: suma total 9.73/10 = 0,97 que es la Constante de proporcionalidad entre los valores obtenido ANALISIS: En este primera parte del laboratorio sobre medición se observó cómo se presenta la proporcionalidad directa e inversa en la naturaleza. Se realizó un ejercicio sencillo. En él se vieron implicadas medidas de longitud, masa, y

volumen. Tales mediciones y la utilización correcta de las magnitudes y unidades de medida logrando el resultado esperado. Se pretendió lograr probar la aplicación práctica de dicho conocimiento y además aprender a medir los efectos físicos en los elementos de la naturaleza. Los cuales son afectados por las leyes físicas como la fuerza de gravedad y otras leyes fijas que están presentes en todo el universo.

Es muy importante poner toda la atención posible en cada instrucción y hacer específicamente lo que dicta el procedimiento para que las mediciones sean correctas.

CONCLUSIONES 

La masa es la variable dependiente



El volumen es la variable independiente.



La masa es directamente proporcional al volumen del líquido.



La pendiente de la recta da el valor de la constante de proporcionalidad.



Para realizar mediciones se debe tener el menor margen de error, para que los resultados sean confiables.

SEGUNDA PARTE: PROCEDIMIENTO CON EL CALIBRADOR: 1. Identifique los objetos que usará en la práctica. En el procedimiento con el calibrador, vamos a utilizar un cubo y una esfera.

El calibrador: Es un instrumento de precisión usado para medir pequeñas longitudes, medidas de diámetros externos e internos y profundidades. Consiste en una escala base graduada en milímetros y en un dispositivo llamado nonio que sirve para aumentar la precisión de la escala base. El nonio es una reglilla que puede deslizarse sobre la escala base.

2. Determine y registre cual es la precisión del aparato. 

El calibrador PIE DE REY tiene una precisión de 0.005 mm

3. Haga un dibujo de la pieza problema (prisma, lámina, etc.) e indique sobre el dibujo los resultados de las medidas de sus dimensiones (cada medida debe realizarse al menos tres veces y se tomará el valor medio de todas ellas).

Las medidas de estos dos objetos son el promedio luego de realizar tres mediciones de cada uno.

4. Calcule el volumen de la pieza, con todas sus cifras. El volumen de este cubo es igual a: V =l ×l ×l

V =4.7 cm× 5 cm×5.8 cm V =136.3 cm3

El volumen de la esfera es: 4 V = π r3 3 4 3 V = π 2.4 cm 3 V =57.88 cm3

5. Complete la siguiente tabla:

TABLA 2 MEDIDAS CUBO

ESFERA

1 4.98cm 4.65cm 5.84cm 4.78cm

2 5.03cm 4.69cm 5.79cm 4.81cm

3 4.99cm 476cm 5.77cm 4.81cm

PROCEDIMIENTO CON EL MICRÓMETRO O PALMER: Repita los pasos anteriores con el tornillo micrométrico o de Palmer:

PROMEDIO 5cm 4.7cm 5.8cm 4.80cm

1. Identifique los objetos que usará en la práctica. Para el procedimiento con el micrómetro utilizaremos una moneda y una lámina circular.

El micrómetro, que también es denominado tornillo de Palmer, calibre Palmer o simplemente palmer, es un instrumento de medición cuyo nombre deriva etimológicamente de las palabras griegas "μικρο" (micros, que significa pequeño) y μετρoν (metron, que significa medición). Su funcionamiento se basa en un tornillo micrométrico que sirve para valorar el tamaño de un objeto con gran precisión, en un rango del orden de centésimas o de milésimas de milímetro (0,01 mm y 0,001 mm respectivamente).

2. Determine y registre cual es la precisión del aparato. 

El Tornillo micrométrico tiene una precisión de 0.01 mm

3. Haga un dibujo de la pieza problema (prisma, lámina, etc.) e indique sobre el dibujo los resultados de las medidas de sus dimensiones (cada medida debe realizarse al menos tres veces y se tomará el valor medio de todas ellas).

MONEDA

LAMINA CIRCULAR

Las medidas de estos dos objetos son el promedio luego de realizar tres mediciones de cada uno.

4. Calcule el volumen de la pieza, con todas sus cifras. Para los dos casos utilizaremos la misma fórmula para hallar el volumen, dado que los dos objetos tienen una estructura de cilindro.

Volumen de la moneda: V =π r 2 h 2

V =3.1416 × 8.7 mm× 1.47 mm

2

V =3.1416 ×75.69 mm ×1.47 mm V =349.54 mm2 Volumen de la lámina circular: V =π r 2 h V =3.1416 ×11.51 2 mm × 1.89mm V =3.1416 ×132.48 mm 2 ×1.89 mm V =786.61 mm2

5. Complete la siguiente tabla:

TABLA 3 MEDIDAS MONEDA LAMINA

1 17.41 mm 1.46 mm 23.03 mm 1.89 mm

2 17.39 mm 1,48 mm 23.04 mm 1.88 mm

3 17.40 mm 1.47 mm 23.02 mm 1.90 mm

PROMEDIO 17.40 mm 1.47 mm 23.05 mm 1.89 mm

Los instrumentos de medición son importantes en cualquier medio, con ellos podemos realizar mediciones casi exactas y además de permitir el cálculo de los volúmenes de las cosas y de acuerdo a las formulas correspondientes. Exactitud: la capacidad de un instrumento de medir un valor cercano al valor de la magnitud real. Precisión: la capacidad de un instrumento de dar el mismo resultado en mediciones diferentes realizadas en las mismas condiciones.

ANALISIS: La medición es una área de la física, cuya exactitud se puede precisar en base al instrumento que utilizamos, existen diversos instrumentos para medir, y cada uno de

ellos nos dan en mayor o menor grado, exactitud, sobre la medida que estamos realizando, y además es importante realizar cada medida varias veces, pues esto nos da una mejor perspectiva de la medida y valor real del objeto.

CONCLUSIONES 

El tornillo micrométrico es mejor para medir objetos pequeños.



El calibrador, permite tomar medidas internas de algunos objetos.



La medición es una variable, y depende de muchos factores su exactitud.



Cuando realizamos varias veces la misma medida, por lo general los valores que observamos a nuestra vista, tienden a ser diferentes.

PRACTICA # 2 – CINEMATICA Y FUERZAS OBJETIVOS:  

Reconozca las gráficas de los movimientos rectilíneos acelerados. Aplicar los conceptos de descomposición de un vector y sumatoria de fuerzas. MARCO TEORICO

La cinemática es el estudio del movimiento pero solamente se remite a la descripción del mismo sin tener en cuenta las causas, estas causas son las fuerzas que actúan sobre el sistema. Las Maquinas simples Cuando se refieres a la expresión “Maquinas simples”, será de absoluta importancia llegar a entender que se habla, en realidad, de cualquier tipo de dispositivo que, mediante el estricto cumplimiento de las leyes físicas de la transformación de la energía, transforma la magnitud o particularidades (en tanto dirección y sentido) de una determinada fuerza. O sea; para hacerlo más fácil: una determinada fuerza entra en contacto con una “Maquina simple”; la maquina ni crea ni reemplaza la fuerza que recibe, solo es capaz de alterar su magnitud, su dirección o su sentido, nada más. La energía entrante es igual a la energía saliente; nada se crea o se pierde, es solo una cuestión de transformación. Las maquinas simples son, en realidad, tal cual su nombre permite adivinarlo, las más pretéritas de todas las maquinas que conoce la civilización humana. Hablamos, por ejemplo, de sistemas de palancas o poleas. La polea constituye, asimismo, otro tipo paradigmático de maquina simple. Sujetamos una rueda a un plano elevado e instalamos sobre ella, luego, una cuerda que pueda hacerla girar. Con este dispositivo solo conseguimos que la aplicación de una fuerza descendente se transforme en fuerza ascendente. Se trata, simplemente, de un cambio en el sentido de la fuerza; la magnitud se mantiene igual. PREGUNTAS 1. ¿Qué tipo de función existe en el movimiento uniformemente variado entre las variables posición y tiempo, velocidad y tiempo? (Recuerden que esta pregunta se debe responder a partir de la experiencia del laboratorio) 2. En ciertas ocasiones necesitamos encontrar las condiciones de equilibrio para encontrar valores para determinados problemas, además de entender la descomposición de un vector en sus

componentes. ¿Cómo se puede hallar una fuerza necesaria para que el sistema esté en equilibrio?

MATERIALES:           

Cinta Registrador de tiempo Una polea Un carrito Una cuerda Un juego de pesas Dos soportes universales Dos poleas Juego de pesitas Dos cuerdas Un transportador Software a utilizar en

PROCEDIMIENTO: PRIMERA PARTE: 1. Pida al tutor instrucciones para utilizar la cinta registradora y el registrador de tiempo. 2. Corte un pedazo de cinta aproximadamente de 1 ,50 m de largo. 3. Conecte el registrador de tiempo a la pila y suelte el carrito para que éste se deslice libremente por la superficie de la mesa.

4. Tome como medida de tiempo el que transcurre entre 11 puntos es decir 10 intervalos, (se podría tomar otro valor pero éste es el más aconsejable).

Para este ejercicio se tomaron 11 puntos de 15 centímetros cada uno de separación, para un recorrido total de 1.50 metros, se tomaron los tiempos en cada punto, y nos arrojó la siguiente información:

PUNTO

DISTANCIA (x)

TIEMPO (t)

1

15 cm

0.575 s

2

30 cm

0.65 s

3

45 cm

0.89 s

4

60 cm

1.05 s

5

75 cm

1.205 s

6

90 cm

1.37 s

7

105 cm

1.53 s

8

120 cm

1.675 s

9

135 cm

1.745 s

10

150 cm

1.84 s

Con base en estos datos de distancia y tiempo, podemos hallar la velocidad media en cada punto del recorrido, mediante la fórmula: V=

d t

Aplicamos para cada punto de x: Para X1 (15 cm) d 15 cm cm V= = =26.08 t 0.575 s s Para X2 (30 cm) d 30 cm cm V= = =46.15 t 0.65 s s Para X3 (45 cm) d 45 cm cm V= = =50.56 t 0.89 s s

Para X4 (60 cm) d 60 cm cm V= = =57.14 t 1.05 s s Para X5 (75 cm) d 75 cm cm V= = =62.24 t 1.205 s s Para X6 (90 cm) d 90 cm cm V= = =65.69 t 1.37 s s Para X7 (105 cm) d 105 cm cm V= = =68.62 t 1.53 s s Para X8 (120 cm) d 120 cm cm V= = =71.64 t 1.675 s s Para X9 (135 cm) d 135 cm cm V= = =77.36 t 1.745 s s Para X10 (150 cm) d 150 cm cm V= = =81.52 t 1.84 s s

5. Complete la siguiente tabla TABLA 4 orden del intervalo de tiempo

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Velocidad 26.0 46.1 50.5 57.1 62.2 65.8 68.6 71.6 77.3 81.52 media(cm/s 8 5 6 4 4 9 2 4 6 ) 6. Con base en los datos de la anterior tabla, realicen un gráfico vX Y tY determine qué tipo de función es.

GRAFICA VELOCIDAD TIEMPO

TIEMPO

2 1.8 1.6 1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 20

30

40

50

60

70

80

90

VELOCIDAD

7. Con base en los datos de la tabla, calcule la aceleración en cada intervalo, así:

a1=

V 2−V 1 1

Realizamos para cada intervalo,

Aceleración en X1, a1=

26.08−0 =26.08 1

Aceleración en X2, a2=

46.15−26.08 =20.07 1

Aceleración en X3, a3 =

50.56−46.15 =4,41 1

Aceleración en X4, a 4=

57.14−50.56 =6.58 1

Aceleración en X5, a5 =

62.24−57.14 =5.1 1

Aceleración en X6, a6 =

65.69−62.24 =3.45 1

Aceleración en X7, a7 =

68.62−65.69 =2.93 1

Aceleración en X8, a8 =

71.64−68.62 =3,02 1

Aceleración en X9,

a9 =

77.36−71.64 =5.32 1

Aceleración en X10, a10=

81.52−77.36 =4.16 1

TABLA 5

Intervalo de tiempo Aceleració n

1 26.0 8

2

3

4

5

6

7

8

9

10

20.0 7

4.41

6.58

5.1

3.45

2.93

3.02

5.32

4.16

8. Complete la siguiente tabla tomando toda la distancia recorrida incluyendo la de anteriores intervalos de tiempo.

TABLA 6 Tiempo hasta el 0.57 enésimo 5 segundo Distanci a 15 recorrida (cm)

0.65

0.89

1.05

1.20 5

1.37

1.53

1.67 5

1.74 5

1.84

30

45

60

75

90

105

120

135

150

ANALISIS: En este experimento de cinemática evidenciamos el Movimiento Uniformemente Variado, el cual es aquel cuya rapidez varía (aumenta o disminuye) en una cantidad

constante en cada unidad de tiempo, la aceleración representa la variación (aumento o disminución) de la rapidez un cada unidad de tiempo. Se caracteriza porque su trayectoria es una línea recta y el módulo de la velocidad varia proporcionalmente al tiempo. Por consiguiente, la aceleración normal es nula porque la velocidad varía uniformemente con el tiempo.

CONCLUSIONES 

La aceleración es de un objeto es proporcional a la fuerza aplicada.



la velocidad tiende a aumentar, en cada intervalo de tiempo, siempre y cuando la fuerza aplicada sea constante.



En la medida, que trascurre el tiempo la aceleración de un objeto, se hace más leve, siendo la fuera constante.

SEGUNDA PARTE:

Monte los soportes y las poleas como se indica en la figura,

1. Tome varias pesitas y asígneles el valor M3

Tomamos 3 pesas con distinta masa, para asignarle a la variante M3

PESA M3 MASA gr

1 200

2 60

3 100

2. Como se indica en el dibujo, encuentre dos masas M1 y M2 que equilibren el sistema. El equilibrio del sistema está determinado por los ángulos de las cuerdas con la horizontal y la vertical. Tome tres posiciones diferentes para la misma masa M3 y dibuje los diagramas de fuerzas sobre papel milimetrado.

3. Repita los pasos 2 y 3 con diferentes valores para M1, M2 y M3

MASA 1 2 3

EXPERIMENTO 1 250 gr 210 gr 200 gr

EXPERIMENTO 2 70 gr 50 gr 60 gr

EXPERIMENTO 3 90 gr 95 gr 100 gr

ANALISIS: Luego de realizar la práctica se llegó a la conclusión que de acuerdo con la guía del laboratorio, si se quiere cambiar de posición a M3 a otro lugar de la cuerda, está siempre va a volver al lugar en que se debe ubicar para lograr que el sistema quede en equilibrio, siempre y cuando no se alteren los valores a las masas que se encuentran ubicadas en los extremos del sistema. Las dos condiciones necesarias para que un sistema físico se encuentre en equilibrio mecánico son: 

Un sistema está en equilibrio mecánico cuando la suma de fuerzas y momentos sobre cada partícula del sistema es cero.



Un sistema está en equilibrio mecánico si su posición en el espacio de configuración es un punto en el que el gradiente de energía potencial es cero.

En esta práctica solo es necesaria la primera condición de equilibrio (equilibrio de traslación), ya que su suma vectorial es cero y los cuerpos no están realizando ningún movimiento.

 

CONCLUSIONES  



Las características que definen un cuerpo material están directa o indirectamente relacionadas con las fuerzas. El equilibrio de los cuerpos se caracteriza por la ausencia de cambios en su movimiento. El reposo es un tipo particular de equilibrio cuya importancia se hace manifiesta, como condición de estabilidad, en un edificio, en un puente o en una torre. Sin embargo, el equilibrio de un sólido no se reduce solamente a la ausencia de movimiento. Del estudio de las condiciones generales de equilibrio de los cuerpos y de su aplicación en situaciones diversas se ocupa la estática, que puede ser considerada, por tanto como la ciencia del equilibrio.

PRACTICA # 3 – MOVIMIENTOS ARMÓNICO Y PENDULAR OBJETIVOS 

Comprobar las leyes del movimiento pendular y del armónico simple MÁS.



Comprender las características necesarias del sistema masa-resorte y del péndulo.

MARCO TEÓRICO La dinámica del Movimiento pendular y del Movimiento armónico simple, nos llevan a concluir las dependencias funcionales entre la frecuencia o el periodo de oscilación de dichos sistemas en función de los parámetros del sistema. 1. Un péndulo consta de una esfera de masa m sujeta a una cuerda ligera de longitud l. Comunicando al péndulo la energía adecuada se produce un movimiento de carácter periódico. El periodo de cada oscilación está dada por: T  2

l g

Donde l es la longitud del péndulo y g es la gravedad de la tierra. Esta expresión solamente es válida para oscilaciones con pequeñas amplitudes, es decir cuando el ángulo entre la cuerda y la vertical es muy pequeño, se puede considerar menor de 15°. 2. Cuando se suspende el extremo superior de un resorte de un punto fijo y del extremo inferior se cuelga una masa m, el resorte se puede inducir a moverse en un movimiento armónico simple (MAS), si se le proporciona la energía adecuada. El periodo de cada oscilación está dada por:

T  2

m k

Donde m es la masa suspendida de la parte inferior del resorte y k es la constante de elasticidad del resorte, la misma a la que nos referimos en una práctica anterior. Como se ve para el resorte el periodo de oscilación en este caso si depende de la masa oscilante m. Despejando k de la expresión del periodo, tenemos: 4 2 m K T2

DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA: esta práctica se dividirá en dos partes, la primera se dedicara sobre el movimiento pendular y la segunda sobre el movimiento armónico simple. PREGUNTA En los sistemas masa resorte y en el péndulo simple, el periodo de oscilación depende de los parámetros de dichos sistemas, en estos casos ¿Cuál es la dependencia del periodo en función de la longitud, de la constante del resorte y de la masa en estos movimientos?

MATERIALES  Un soporte universal  Una cuerda  Una pesita o una esfera con argolla  Un cronómetro  Un resorte  Un juego de pesitas

PROCEDIMIENTO PRIMERA PARTE:

1. A un extremo de la cuerda cuelgue una esfera y el otro extremo sosténgalo del soporte universal. 2. Para una longitud de la cuerda de 100 cm mida el periodo de la oscilación de la siguiente manera: Ponga a oscilar el péndulo teniendo cuidado que el ángulo máximo de la oscilación no sobrepase de 15°. Tome el tiempo de 10 oscilaciones completas, entonces el periodo (tiempo de una oscilación) será el tiempo de 10 oscilaciones dividido por 10. Repita varias veces.

3.

Varíe la longitud del péndulo gradualmente disminuyendo 10 cm. cada vez y en cada caso halle el periodo de oscilación.

El periodo de oscilación está dado por la fórmula:

T  2

l g

Dado que g es contaste, para hallar el periodo del péndulo solo habrá una variable que es el largo de la cuerda, como g esta dado en en metros, Procedemos a realizar la ecuación, Para 1 metro, T =2 π

Para 0.9 metros,

√

1m =2.00 s m 9.8 2 s

m , s 2 trabajaremos, las distancias

T =2 π

√

0.90 m =1.90 s m 9.8 2 s

√

0.80 m =1.79 s m 9.8 2 s

√

0.70 m =1.67 s m 9.8 2 s

√

0.6 0 m =1.55 s m 9.8 2 s

√

0.5 0 m =1.41 s m 9.8 2 s

√

0.4 0 m =1. 26 s m 9.8 2 s

√

0.3 0 m =1.09 s m 9.8 2 s

Para 0.8 metros, T =2 π

Para 0.7 metros, T =2 π

Para 0.6 metros, T =2 π

Para 0.5 metros, T =2 π

Para 0.4 metros, T =2 π

Para 0.3 metros, T =2 π

Para 0.2 metros,

T =2 π

√

0.2 0 m =0.89 s m 9.8 2 s

√

0.1 0 m =0.63 s m 9.8 2 s

Para 0.1 metros, T =2 π

4. Consigne estos datos en la tabla 7. TABLA 7 L (m) T (s) Tiempo de una oscilación PERIODO (s) 5.

1 19.5 5 1.95 5

0.9 18.7 4 1.87 4

0.8 17.3 8 1.73 8

0.7 16.2 7 1.62 7

0.6 15.1 7 1.51 7

0.5 14

2.00

1.90

1.79

1.67

1.55

1.4 1

1.4

0.4 12.4 8 1.24 8

0.3 0.2 11.01 9.09

0.1 6.86

1.10 1

0.90 9

0.686

1.26

1.09

0.89

063

Realice una gráfica en papel milimetrado de T = f (L), o sea del periodo en función de la longitud y determine qué tipo de función es.

T = f (L) 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2

Longitud (m)

0

Tiempo (s)

6. Calcule la constante de proporcionalidad. Se toma cualquier punto de la gráfica y se divide la longitud en el tiempo. La constante de proporcionalidad es: Y K= X K=

0.2 9.09

K=0.022

7. Realice un breve análisis de la práctica y de sus resultados Es esta práctica pudimos observar que el periodo de 10 oscilaciones es directamente proporcional a la longitud que tenga el péndulo. Lo que significa que a mayor longitud mayor es el tiempo de las 10 oscilaciones.

SEGUNDA PARTE: 1. Establezca previamente el valor de la masa de cada una de las cinco pesitas de esta práctica. PESA MASA (g)

1 201.59

2 150.76

3 101.18

4 99.29

5 21.16

2. Fije el extremo superior del resorte del soporte universal y del extremo inferior cuelgue una pesita.

3. Ponga a oscilar el sistema resorte-masa. Mida el periodo de oscilación con el mismo método que se utilizó para el péndulo. Realice como mínimo tres mediciones y tome el valor promedio. 4. Repita el paso 3 para 5 diferentes pesos. 5. Escriba los datos en la tabla 4 y calcule en cada caso k.

M(kg) T(s) K

0.201 10.21 0.076

0.1507 10.07 0.058

0.10118 9.80 0.041

0.09929 8.56 0.053

0.02116 7.89 0.013

6. Establezca la k promediando los valores obtenidos. Determine las unidades de k K=

4∗ ( π )2∗0.201 kg =0.076 kg /s 2 2 ( 10.21 s )

4∗( π )2∗0.1507 kg K= =0.058 kg/ s2 2 ( 10.07 s )

K=

4∗ ( π )2∗0.10118 kg =0.041 kg/s 2 2 ( 9.80 s ) 2

4∗( π ) ∗0.09929 kg K= =0.053 kg /s 2 2 ( 8.56 s )

K=

4∗ ( π )2∗0.02116 kg

( 7.89 s )

2

=0.013 kg /s2

Promedio de K = 0.076 + 0.058 + 0.041 + 0.053 + 0.013= 0.241 / 5 = 0.0482 Promedio de K = 0.0482

Masa Vs tiempo

Masa Kg

0.25 0.2 0.15 0.1 0.05 0

Tiempo s

CONCLUSION La oscilación del resorte indica que a mayor peso mayor tiempo en realizar 10 oscilaciones

PRACTICA # 4 – CONSERVACION DE LA ENERGIA OBJETIVO: 

A partir de un experimento sencillo observar que hay diferentes tipos de energía y que se conserva la energía total.

MARCO TEORICO La energía mecánica es la relacionada con la posición y el movimiento de los objetos. Esta puede estar en forma de energías potenciales o cinéticas o de ambas formas. Cada vez que hay un trabajo, debe haber energía, la cual es la capacidad de un sistema para realizar trabajo.

En la caída libre de un objeto podemos percibir que, al aumentar su energía cinética, disminuye su energía potencial. Esto nos explica la tendencia de la energía mecánica a permanecer constante, lo cual quiere decir que se conserva. Energía cinética: Cuando un cuerpo está en movimiento posee energía cinética ya que al chocar contra otro puede moverlo y, por lo tanto, producir un trabajo. Para que un cuerpo adquiera energía cinética, es decir, para ponerlo en movimiento, es necesario aplicar una fuerza. Mientras mayor sea el tiempo que esté actuando esta fuerza, mayor será la velocidad del cuerpo y por lo tanto, su energía cinética también será mayor. Energía mecánica: La energía mecánica es la parte de la física que estudia el equilibrio y el movimiento de los cuerpos sometidos a la acción de fuerzas. Esto hace referencia a las energías cinética y potencial. También se define como la energía asociada al movimiento. Ésta energía depende de la masa y de la velocidad según la ecuación: Ec =½•m•v2 Energía potencial: Todos los cuerpos que están ubicados a cierta altura del suelo poseen energía potencial. Esta afirmación es comprobada cuando un objeto cae al suelo, siendo capaz de mover a otro objeto que este a su paso. El movimiento o deformación será mayor, mientras mayor sea la altura desde la cual cae el objeto. PREGUNTA: ¿Cuál es la altura a la que hay que soltar un cuerpo atado a una cuerda, para que después de chocar con un obstáculo la cuerda, este pueda dar una vuelta completa de radio R? MATERIALES:     

Soporte Universal Nuez para colgar un péndulo. Nuez para instalar un vástago o varilla corta y delgada Hilo y cuerpo (péndulo). Regla

PROCEDIMIENTO 1. Realice el montaje mostrado en la figura, que consiste en un péndulo que se encuentra en su recorrido con una varilla o vástago y puede empezar a dar vueltas o tener otro movimiento pendular, lo cual depende de la altura H a la que se suelta el cuerpo.

2. Mida la altura “mínima” H a la que se suelta el cuerpo, para que dicho cuerpo pueda realizar la vuelta completa en un movimiento circular de radio R. Esto repítalo tres veces. Recuerde que si la altura es un poco menor a la que midió el movimiento deja de ser circular. 3. Cambie el valor del radio cinco veces y vuelva a medir dicha altura mínima. Los resultados escríbalos en la siguiente tabla.

TABLA 9 H R

23 30

22 28

20 22

17.5 17

15 12

ANALISIS La energía potencial gravitacional se transforma en energía cinética y nuevamente a energía potencial gravitacional, debido a que hay un rozamiento. Al sostener un objeto a cierta altura, este no tiene movimiento; pero si se cae, la caída se debe a la fuerza de atracción de la gravedad, la velocidad con que el objeto llega al suelo depende de la altura con que se suelta, si esta es pequeña, la velocidad también la

será, pero si es grande la velocidad también lo será, lo que significa que es directamente proporcional.

PRACTICA # 5 – DENSIDADES

OBJETIVOS: 

Medir las densidades de diferentes líquidos.



Aplicando el principio de Arquímedes medir la densidad de diferentes cuerpos.

 MARCO TEORICO

La densidad de los materiales es la relación entre la masa y el volumen que ocupan, esta variable en el estudio de los fluidos es muy importante ya que con ella se pueden calcular la diferencia de presiones en un líquido en dos puntos diferentes. En física, la densidad (del latín densĭtas, -ātis) es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa en un determinado volumen de una sustancia. Usualmente se simboliza mediante la letra rho ρ del alfabeto griego. La densidad media es la razón entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupa. ρ=

m V

Si un cuerpo no tiene una distribución uniforme de la masa en todos sus puntos la densidad alrededor de un punto puede diferir de la densidad media. Si se considera una sucesión pequeños volúmenes decrecientes ∆ V k (convergiendo hacia un volumen muy pequeño) y estén centrados alrededor de un punto, siendo

∆ mk

la

masa contenida en cada uno de los volúmenes anteriores, la densidad en el punto común a todos esos volúmenes: ρ ( x ) =lim

k →∞

∆ mk dm ≈ ∆V k dV

La unidad es kg/m³ en el SI. Por otro lado si la sustancia no es homogénea la densidad se expresa como: dm  m   lim    V 0 V dV  

Densidad Relativa A menudo resulta conveniente indicar la densidad de una sustancia en términos de su relación con la densidad de un fluido común. Para sólidos y líquidos, el fluido de referencia es el agua pura a 4°C. A tal temperatura, el agua posee su densidad más grande. Por otro lado, en el caso de los gases, el fluido de referencia es el aire.

Entonces la densidad relativa puede definirse en las siguientes formas:

r 

s

 wa 4C

r 

 sas  aire

En donde el subíndice s se refiere a la sustancia cuya densidad relativa se está determinando y el subíndice w se refiere al agua. Las propiedades del agua a 4°C son constantes, y tienen los valores:

 wa 4C  1000kg / m3  1,94slugs / pies 3 Esta definición es válida, independientemente de la temperatura a la que se determinó la densidad relativa. Sin embargo, las propiedades de los fluidos varían con la temperatura. En general, la densidad (y por lo tanto la densidad relativa) disminuye cuando aumenta la temperatura. Ley de Hooke Consideremos un resorte hecho con hilo de sección circular enrollado en forma de hélice cilíndrica fijo en un extremo y el otro libre, tal como se muestra en la figura1.

Figura 1. Hooke

Cuerpo suspendido de un resorte utilizado para verificar la ley de

Al aplicar al extremo libre una fuerza exterior como por ejemplo colocando una pesa m, el resorte experimentara una deformación Δy. Se encuentra que la fuerza aplicada es directamente proporcional al desplazamiento o al cambio de longitud del resorte. Esto puede expresar en forma de ecuación. F  k y  k ( y  y0 ) O en el caso de y0 = 0 F  ky

Donde k es una constante de proporcionalidad comúnmente llamada “constante elástica o de fuerza”. Mientras mayor sea k, más rígido o fuerte será el resorte. Las unidades de k son newton por metro (N/m). La relación (6) se mantiene sólo para los resortes ideales. Los resortes verdaderos se aproximan a esta relación lineal entre fuerza y deformación, siempre que no se sobrepase el límite elástico, límite a partir del cual el resorte se deformará permanentemente. Por otro lado debe observarse que el resorte ejerce una fuerza igual y opuesta F=−k ∆ y , cuando su longitud cambia en una cantidad Δy. El signo menos indica que la fuerza del resorte está en la dirección opuesta al desplazamiento si el resorte se estira o comprime. Esta ecuación es una forma de lo que se conoce como “LEY DE HOOKE”. Flotación y principio de Arquímedes Cuando un objeto se coloca en un fluido, puede hundirse o flotar. Esto se observa comúnmente con los líquidos, por ejemplo, los objetos que flotan o se hunden en el agua. Pero los mismos efectos ocurren con los gases. Las cosas flotan porque son ligeras o tienen la capacidad para flotar. Por ejemplo, si Ud. sumerge un corcho en el agua y lo suelta, el corcho subirá hasta a superficie y flotará en ella. De nuestro estudio de fuerzas, usted sabe que esta acción requiere de una fuerza neta hacia arriba sobre el cuerpo. Esto es, debe haber una fuerza hacia arriba que actúe sobre el cuerpo, mayor que la fuerza del peso que actúa hacia abajo. Las fuerzas son iguales cuando el cuerpo flota o se detiene en determinada profundidad y se queda estacionario. La fuerza hacia arriba se denomina fuerza de flotación. Se puede observar cómo surge la fuerza de flotación, si se considera un cuerpo ligero que se mantiene bajo la superficie de un fluido como se muestra en la Fig.2.

Figura 2. Demostración de la ley de Arquímedes Las presiones sobre las superficies del bloque son

p1=ρ f g h 1

y

p2=ρ f g h 2 , en

donde ρf es la densidad del fluido. De este modo, hay una diferencia de presiones,

∆ p= p 2− p1=ρ f (h2−h1) , entre la parte superior e inferior del bloque, que origina ⃗ una fuerza neta hacia arriba (la fuerza de flotación, Fb . Esta fuerza está equilibrada por el peso del bloque. La fuerza de flotación neta en términos de la diferencia de presiones viene expresada por: Fb  p2 A  p1 A  (p ) A   f g (h2  h1 ) A

Donde h2 y h1 son las profundidades de las caras inferior y superior del bloque y A es área del bloque. Debido a que el producto

h (¿ ¿ 2−h1) A , es el volumen del ¿

bloque, y por tanto el volumen de fluido desalojado por el bloque, Vf, podemos escribir la ecuación en la forma Fb   f gVs

 f Vs

Pero es simplemente la masa del fluido desalojado por el bloque, mf. De este modo la fuerza de flotación se escribe. Fb  m f g   f gV f

La ecuación (9) expresa que la magnitud de la fuerza de flotación es igual al peso del fluido desplazado por el bloque. Este resultado se conoce como Principio de Arquímedes. El cual se enuncia en la siguiente forma. Todo cuerpo parcial o totalmente sumergido en un fluido experimenta un empuje ascensional igual al peso del fluido deslazado.

DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA: Esta práctica se refiere a utilizar métodos para medir la densidad de diferentes líquidos y de cuerpos irregulares. PREGUNTA ¿Cuál es la forma como se puede medir la densidad de un cuerpo irregular, utilizando la balanza y el agua, conociendo la densidad de dicho liquido?

MATERIALES:

 Balanza  Picnómetro  Agua  Alcohol  Leche  Cuerpo irregular con densidad mayor que la del agua sujeto con una cuerda para poderlo suspender.  Agua (densidad

3

p=1 x 10

Kg m3 )

 Vaso de precipitados o recipiente.

La balanza de triple brazo: Es la que se utiliza para medir una masa con medidas exactas, para eso se aplican las siguientes condiciones: 1. Girar la perilla hasta que la aguja indicadora repose y quede indicando el cero, 2. Colocar en el platillo el objeto a medir, 3. Empieza a mover las pesas empezando por la de 100 a 500 hasta que vuelva a quedar nivelada.

PROCEDIMIENTO

PRIMERA PARTE: DENSIDADES DE LÍQUIDOS

1. Agregue agua al picnómetro hasta que este se encuentre lleno 50ml registre la masa del agua.

El Picnómetro es un instrumento de medición cuyo volumen es conocido y permite conocer la densidad o peso específico de cualquier fluido ya sea líquido o sólido mediante gravimetría a una determinada temperatura. Consta de un envase generalmente en forma de huso achatado en su base o cilíndrico de volumen calibrado construido por lo general con vidrio o acero inoxidable y que dispone de un tapón provisto de un finísimo capilar, de tal manera que puede obtenerse un volumen con gran precisión. Esto permite medir la densidad de un fluido, en referencia a la de un fluido de densidad conocida como el agua (usualmente) o el mercurio (poco usado por ser tóxico).

Peso del picnómetro vacío Peso del picnómetro con agua

16,34 72,07

2. Realice el mismo procedimiento para 3 tipos de líquidos diferentes. Manteniendo siempre las mismas condiciones experimentales.

Peso de picnómetro con leche Peso de picnómetro con alcohol LIQUIDO MASA (g)

AGUA 55.73

74,26 67,22 LECHE 57.92

Hallamos la densidad de los tres líquidos mediante la fórmula:

ALCOHOL 50.88

ρ=

m V Densidad del agua,

ρ=

m V

ρ=

55.73 g 50 ml

ρ=1.11

g ml

Densidad de la leche, ρ=

m V

ρ=

57.92 g 50 ml

ρ=1.15

g ml

Densidad del alcohol, ρ=

m V

ρ=

50.88 g 50 ml

ρ=1.01

g ml

SEGUNDA PARTE: DENSIDADES DE SÓLIDOS IRREGULARES

Un vaso de precipitado es un recipiente cilíndrico de vidrio borosilicado fino que se utiliza muy comúnmente en el laboratorio, sobre todo, para preparar o calentar sustancias y traspasar líquidos. Son cilíndricos con un fondo plano; se les encuentra de varias capacidades, desde 1 ml hasta de varios litros. Normalmente son de vidrio, de metal o de un plástico en especial y son aquéllos cuyo objetivo es contener gases o líquidos. Tienen componentes de teflón u otros materiales resistentes a la corrosión.

1. Agregue agua al vaso de precipitados o al recipiente. Registre el valor de su masa. La cantidad de agua debe ser suficiente para poder sumergir el cuerpo completamente pero sin que llegue a tocar el fondo.

Peso de vaso de precipitado con agua

495,7

2. Nuevamente coloque el vaso con agua y el cuerpo sumergido completamente, pero sin tocar el fondo encima de la balanza y tome su marcación. Peso de vaso de precipitado agua y cuerpo sumergido

con 545.2 gr

3. Mida la masa del cuerpo. Peso del cuerpo

50.5 gr

4. Calcule la densidad del cuerpo irregular, considere la densidad del agua como 1 g/ml. Para calcular esta densidad, dado que no pudimos medir la fuerza, que ejerce el objeto sobre el agua, realizamos un procedimiento, que consiste en hallar el volumen del mismo, por cantidad de agua desplazada y no por fuerza aplicada, dado

que al introducir el objeto desplazo 19 ml de agua, tomamos esta cantidad, como el volumen de dicho objeto, y aplicamos la fórmula: ρ=

m V

ρ=

50.5 gr 19 ml

ρ=2.65

gr ml

CONCLUSION Como conclusiones tenemos que la balanza es un instrumento que nos ayuda a la medición de la materia. Que los factores externos son muy importantes en la medición de la materia. Concluimos que La densidad de una sustancia o compuesto lo dota de una particularidad, es decir cada muestra tiene una densidad única, y este los difiere de los demás.

La densidad de un objeto es relativa y puede variar gradualmente, debido a condiciones externas, los datos expresados en formulas, no siempre serán los mismos a los obtenidos en el laboratorio.

PRACTICA # 6 – CALOR OBJETIVOS: 

Determinar el valor del calor especifico de un objeto metálico por el método de mezclas

MARCO TEORICO Es sabiendo que, para calentar un cuerpo o una sustancia cualquiera, debemos exponerla a la acción del calor o bien al contacto con otro cuerpo o medio que se encuentre a mayor temperatura que él. Conocida la cantidad de calor ganada o perdida, la masa del cuerpo, y la variación de la temperatura, puede entonces determinarse el calor específico de una sustancia. Un calorímetro es un instrumento aislado térmicamente utilizado para medir las cantidades de calor que liberan o absorben distintas masas por medio de su temperatura, y así, determinar su calor específico. El calor especifico de un cuerpo puede medirse calentándolo a una cierta temperatura (por ejemplo: punto de ebullición del agua), para luego introducirlo en un líquido de masa y temperatura conocida (por ejemplo: agua) dentro del calorímetro, y así por último la temperatura final de equilibrio de dicho líquido. Si el sistema está aislado térmicamente de su entorno, el calor que sale del cuerpo tiene que ser igual al calor que entra en el líquido y en el recipiente. Este procedimiento se define como calorimetría. La capacidad calorífica de cualquier material es la relación entre el calor que recibe el material y el cambio de temperatura del mismo, esta relación depende de muchos factores, entre otros la forma como se le transfiere calor, de la masa y del tipo material. La relación entre la capacidad calorífica y la masa se llama calor específico.

Cuando un cuerpo varía su temperatura en general lo hace porque o se le ha suministrado calor o el cuerpo ha dado calor. Cuando tomamos un jugo y lo enfriamos por medio de hielo lo que en realidad estamos haciendo es calentando el hielo, el calor necesario para calentar el hielo lo da el jugo. El jugo calienta el hielo no el hielo enfría el jugo como se piensa. Esta es la dirección en la cual se propaga el calor, de los objetos más calientes a los más fríos, y no en dirección contraria. La cantidad de calor Q que se le suministra a un cuerpo de masa m y de calor específico c para elevar su temperatura una cantidad ΔT será, Q = m c ΔT Sean m: la masa del cuerpo u objeto; c: calor especifico del cuerpo; Ti: temperatura inicial del cuerpo; Tf: temperatura final del cuerpo dentro del baño de agua; ma y ca: masa y calor especifico del agua; mr y cr: masa y calor especifico del recipiente; mc y cc: masa y calor especifico del cuerpo. Partiendo que el calor recibido es igual al calor cedido, que Q= m.c (Tf – Ti) y con los datos anteriores podemos obtener: Qrecibido = Qcedido m.c (Tf – Ti) = ma.ca (Tf – Ti) + mc.cc (Tf – Ti) La intervención del calorímetro en el proceso se representa por su equivalente en agua: su presencia equivale a añadir al líquido que contiene los gramos de agua que asignamos a la influencia del calorímetro y que llamamos equivalente en agua o π . El equivalente en agua viene a ser la cantidad de agua que absorbe o desprende el mismo calor que el calorímetro: ca . π

= mrec.crec + mterm . cterm + magit . cagit

Siendo mterm y cterm, masa y calor especifico del termómetro, magit y eagit: masa y calor especifico del agitador. Principio cero: si tenemos dos cuerpos a diferentes temperaturas y los ponemos en contacto a ambos, el cuerpo de mayor temperatura cede el calor al de menor temperatura hasta alcanzar el eequilibrio térmico. En dicho momento cesa la transferencia de calor.

PREGUNTA: ¿Cómo se puede medir el calor específico de diferentes materiales utilizando un termo (calorímetro) y agua? MATERIALES:       

Un calorímetro Un vaso de precipitado Balanza Un termómetro Una pesita metálica Hilo de nylon Un reverbero

PROCEDIMIENTO: 1. Ponga a calentar el vaso de precipitado

2. Mida la masa de la pesita. Se determino que la masa de la pesita es de 39,52g

3. Introduzca la pesita en el vaso de precipitados, atada al hilo de nylon 4. Mida la masa del calorímetro. Se determino que la masa del calorímetro es de 8,57g.

5. Agregue una cantidad conocida de agua al calorímetro a temperatura ambiente. Se agregaron 100 ml de agua. 6. Mida la temperatura del calorímetro y del agua.

Teniendo entonces que la temperatura del calorímetro es de 20°C Y la temperatura del agua es de 19°C a temperatura ambiente. 7. De acuerdo al material con el que está hecho el calorímetro, determine el calor especifico del calorímetro. (por ejemplo, aluminio) El calorímetro esta hecho de icopor y su calor especifico es de

1200 J

kg K

8. Cuando el agua del vaso de precipitado hierva, determine el valor de la temperatura de ebullición. Mantenga la ebullición. Donde la temperatura de ebullición fue de 91°C 9. Después de cierto tiempo (un minuto) saque la pesita del vaso de precipitados y sumérjala en el agua del calorímetro, tape herméticamente y agite suavemente con el agitador al interior del calorímetro, hasta que el sistema llegue al equilibrio 10. Tome la temperatura final al interior del calorímetro. Donde la temperatura final es de 22°C. 11. Determine una ecuación para la energía final del sistema: calorímetro, agua del calorímetro y pesita (antes de sumergirla) +(M c

ΔT ) que recibe el agua = - (m c

ΔT ) que pierde el metal

12. Determine una ecuación final para la energía final del sistema (después de agitar). + ( c ) q ue recibe elagua=

−( m c ΔT ) q ue recibe el metal ( m ΔT ) q ue ℜ3 dibe el agua

13. Las dos ecuaciones tienen una incógnita, calor especifico de la pesita.

14. Aplicando el principio de la conservación de la energía, las dos ecuaciones se deben igualar. despeje la incógnita. c metal=

( m H 2O ) (c H 2O)(ΔT H 2 O) (m metal) ( ΔT metal )

15. Determine el calor especifico de la pesita c metal=

( m H 2O ) ( c H 2O)(ΔT H 2 O) (m metal) ( ΔT metal )

ΔΤ H2 O= 22°C - 19°C= 3 ΔΤ metal= 91°C - 22°C= 69

TABLA DE DATOS: TABLA 1 objet o

Temperatura del metal

Temperatura del agua

Temperatura del equilibrio

Masa del metal

Volumen del agua

metal

91°C

19°C

22°C

39,52g

100ml

c metal=

(1 00 g ) (1 cal/ gr ° C)(3 ℃) ( 39,52 g) ( 69 ℃ )

c metal=

300 cal/gr ° C 2726.88

c metal=0.110 cal/g ° C Se puede decir que el metal que el metal con el que se trabajo fue el acero ya que su valor de calor específico en las tablas es de 0,114 cal/ g ° C PORCENTAJE DE ERROR:

vr calor especifico metalhallado en ellaboratorio ¿ X 100 vr ( calor especifico del acero )−¿ error =¿

error =

vr ( 0,11 4 ) −(0.110 ) vr ( 0,11 4 )

X 100

error =3.5

CONFRONTACIÓN DE RESULTADOS: Material ensayado

Calor especifico calculado

Calor especifico obtenido por el texto

Material identificado

% error

metal

0.110

0, 114

acero

3.5

ANALISIS Por medio de este pequeño procedimiento, pudimos observar como el calor trasmitido, de un objeto a otro, logrando un punto de equilibrio, que aunque parece no notarse significativamente el cambio en la temperatura, si aplicamos correctamente, la fórmula de calor especifico, el resultado obtenido, debe ser cercano al de los textos, y no es preciso, porque los datos en medida y la forma en que se toman, pueden tener pequeñas variaciones, que son aceptables, en el laboratorio.

CONCLUSIONES:



Se estudió correctamente la cantidad de calor que absorbe un líquido dependiendo de las variaciones de la temperatura, y como a pesar que la cantidad de agua varié, si se toman los datos exactos, el calor especifico arrojado es muy similar al de las fórmulas para cada elemento.



Se determinó el calor específico de un cuerpo solido por el método de las mezclas, y cambios de temperatura.