PRACTICAS LABORATORIO FÍSICA II (ACTUALIZADO) - INGENIERÍA DE SISTEMAS Y COMPUTACIÓN

PRACTICAS DE LABORATORIO

Arge Darley Niño Vianchá - (201722355) Daniel Sebastián Rivas Vargas - (201721419) Carlos David Quintero Flores - (201722328) Britne Yaunde Vargas Ricaurte - (201722335)

arge.nino@uptc.edu.co daniel.rivas@uptc.edu.co carlos.quintero04@uptc.edu.co britne.vargas@uptc.edu.co

DOCENTE Andrea Santamaría Bautista

Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia

Facultad Seccional Sogamoso Ingeniera de Sistemas y Computación Sogamoso 2020

PRINCIPIO DE ARQUIMIDES RESUMEN Para demostrar el Principio de ArquĂ­medes realizamos varios sistemas en diferentes simuladores virtuales del mismo. Donde cada sistema tenĂ­a un comportamiento distinto, y donde se ven involucradas varias variables tales como la fuerza de empuje y el comportamiento del fluido al ingresar un objeto. Con esto podemos concluir la flotabilidad de cada uno de dichos objetos en los diferentes sistemas que utilizamos.

INTRODUCCIĂ“N El principio de ArquĂ­medes se afirma “Que un cuerpo total o sumergido parcialmente en un fluido, recibe un empuje de abajo hacia arriba, del mismo modo el peso del volumen del fluido que desalojaâ€?, dicho empuje se aplica en el centro de gravedad del objeto que estĂĄ ingresando al tipo de fluido.

Cuando un objeto se hunde, se da a entender que el peso es mayor que el del fluido que se desplaza. De manera contraria si el peso es igual o menor, dicho objeto flota.

De esta manera se puede usar esta ecuaciĂłn para calcular el empuje que se estĂĄ ejerciendo sobre este: đ?‘Ź= đ??†âˆ—đ?‘˝âˆ—đ?’ˆ

(1)

Donde E es el empuje que se estĂĄ ejerciendo sobre el objeto, đ??† es la densidad del fluido, đ?‘˝ es el volumen desalojado del fluido y đ?’ˆ es la gravedad.

Del mismo modo para saber el peso aparente del objeto se hace uso de la siguiente ecuaciĂłn: đ?‘žđ?‘¨ = đ?‘ž − đ?‘Ź (2) Donde đ?‘žđ?‘¨ corresponde al Peso Aparente, este nos indica si el objeto sumergido tiene un mayor o menor peso que el peso real en este caso đ?‘ž y el valor obtenido de la ecuaciĂłn (1) como đ?‘Ź, algo a resaltar es que si el peso real es mayor que la fuerza de empuje el objeto de hundirĂĄ. Si es igual o menor se mantendrĂĄ en equilibrio.

El desplazamiento que se generĂł al ingresar el objeto en el fluido se puede medir despejando de la ecuaciĂłn (1), quedando de la siguiente manera:

đ?‘Ź

đ?‘˝ = đ??†âˆ—đ?’ˆ

(3

METODO EXPERIMENTAL Para el experimento se hizo uso de dos simuladores virtuales, donde se observa con más detalles la explicación del Principio de Arquímedes. En el primer simulador (Imagen 1) Se armaron varios sistemas con diferentes fluidos, para verificar si un cuerpo según su peso y la densidad del fluido, hacia hundir o flotar dicho objeto.

En el simulador (Imagen 1) se pueden observar valores como el peso real, y la densidad del fluido.

Imagen 1 – Simulador 1 Para realizar este primer experimento, se ingresaban los diferentes objetos de distinto material de manera individual con el fin de obtener los valores necesarios para realizar los distintos cálculos y el llenado de tablas.

En el simulador 2 (Imagen 2) en varios líquidos se sumergieron objetos con forma de esfera con el fin de tambien comprobar el Principio de Arquímedes y tomas algunas de sus características en distintas tablas. Cada una de estas experiencias, indicaban las varias formar de hacer de forma practica el principio que se quería dar a entender.

RESULTADOS Y ANÁLISIS A continuación, se muestran los resultados obtenidos en la práctica correspondiente con el principio de Arquímedes: Tabla 1 – Características de los objetos dentro de varios fluidos

Material

Peso Masa Volumen Densidad fuera del (kg) (L) (kg/L) fluido (N) Agua

Madera

6,0

15,0

0,40

58,8

Ladrillo

10,0

5,0

2,0

98,0

Hielo

8,0

8,71

0,92

78,4

Aluminio

4,0

1,48

2,70

39,2

Peso Aparente (N) Miel

Equilibrio 0,22

Aceite Gasolina de oliva

Aire

0,23

0,36

58,8

28,42

45,08

63,7

98,0

Equilibrio 0,20

0,33

18,65

78,4

25,86

29,05

39,2

49,0

24,69

18,61

En la Tabla 1 se puede evidenciar los distintos materiales con los cuales se trabajó la simulación del Principio de Arquímedes, donde se anotan cada una de las características de estos y su respectivo peso aparente al ingresar a varios fluidos con distinta densidad. Todo esto fue hecho en el simulador 1 (Imagen 1).

Tabla 2 – Densidad de los fluidos Fluido

Densidad (kg/L)

Volumen (L)

Agua

1,00

100

Miel

1,42

100

Aceite de oliva

0,92

100

Gasolina

0,70

100

En la Tabla 2, se denotan los diferentes valores correspondientes a la densidad de cada uno de los fluidos utilizados en la experiencia del laboratorio.

En el simulador 1 (Imagen 1) se pueden ver estos diferentes valores.

Se realizaron los diagramas de cuerpo libre para cada uno de los sistemas que se armaron los cuales junto con una evidencia quedaron de la siguiente forma:

Imagen 3 – Diagramas de cuerpo libre bloque de madera

Imagen 4 - Diagramas de cuerpo libre bloque ladrillo

Imagen 5 – Diagramas de cuerpo libre bloque de hielo

Imagen 6 – Diagramas de cuerpo libre bloque de aluminio

Tabla 3. Empuje al ingresar distintos materiales en fluidos diferentes.

Empuje (N) Material

Aceite Gasolina de oliva

Agua

Miel

Madera

58,8

58,58

58,57

58.44

58,8

Ladrillo

49,0

69,58

45,08

34,3

98,0

Hielo

78,4

78,20

78,07

59,75

78,4

20,59

13,34

10,15

39,2

Aluminio 14,504

Aire

En la Tabla 3, se visualiza los valores que se hallaron mediante los cálculos realizados que se mostraran posteriormente. Todo esto fue realizado con ayuda del simulador 1.

Cálculos realizados Se realizaron algunos cálculos con las ecuación es anteriormente planteadas, con el fin de llenar algunas de la tabla 1 y tabla 3, a continuación se muestran unas fotografías con los respectivos cálculos.

Se hizo uso la ecuación (1) y (2), para hallar el empuje y peso aparente.

Imagen 7 – Cálculos bloque de madera

Imagen 8. Cรกlculos bloque de ladrillo

Imagen 9. Cรกlculos bloque de hielo

Imagen 10. Cรกlculos bloque de aluminio

Tambien se hizo uso de la ecuaciรณn (3) para calcular el volumen del fluido desalojado quedando de la siguiente forma: Imagen 11. Volumen desalojado madera

Imagen 12. Volumen desalojado ladrillo

Imagen 12. Volumen desalojado hielo

Imagen 13. Volumen desalojado aluminio

Con el simulador 2, En el primer experimento podemos ver esferas del mismo volumen, pero de diferente peso entonces al ser sumergidas en el líquido vemos es cambio de peso en las esferas. Esto con el fin de demostrar el empuje que ejercía dicho líquido y las fuerzas que actúan en dicho sistema.

Se tiene como evidencia las siguientes imágenes y tablas con su respectivo análisis:

Tabla 4. Valores obtenidos esferas Esfera

Peso(N)

1 2 3

0,4 0,5 0,25

Peso Empuje(N) aparente(N) 0,3 0,1 0,4 0,1 0,15 0,1

En el segundo experimento vemos esferas pero observamos que sus volumenes varian ,por lo que el empuje varia para cada una de ellas.

Imagen 14. Segunda experiencia

Podemos observar en este experimento como entre más volumen tenga un objeto más empuje será generado por el líquido en el que se sumerge.

Tabla 5. Valores obtenidos experiencia 2 Esfera

Peso(N)

Peso Empuje(N) aparente(N) 1 0,4 0,3 0,1 2 0,5 0,36 0,14 3 0,3 0,22 0,08 En el tercer experimento podemos observa que son diferentes cuerpos pero con el mismo volumen y peso por lo que el empuje sera igual para cada uno de ellos.

Podemos ver que no importa que sean objetos diferentes, su empuje es el mismo ya que tiene el mismo volumen y peso.

Tabla 6. Valores obtenidos experiencia 3 Cuerpo esfera cubo ovalo

Peso(N) 0,4 0,4 0,4

Peso Empuje(N) aparente(N) 0,3 0,1 0,3 0,1 0,3 0,1

En el cuarto experimento observamos nuevamente esferas pero el liquido en el que son sumergidas tienen diferentes densidades, nos damos cuenta que el empuje es diferente en cada una por lo que el peso aparante vaaria en cada esfera.

Imagen 15. Experiencia 4

Tabla 7. Valores obtenidos experiencia 4.

Esfera

Peso(N)

Peso Empuje(N) aparente(N) 1 0,4 0,3 0,1 2 0,4 0,2 0,2 3 0,4 0,35 0,05 En el quinto experimento tenemos una esfera que podemos mover para que tenga distintas profundidades.

Como podemos ver no importa si variamos la profundidad el empuje que ejerce el agua no varĂ­a.

Tabla 7. Valores obtenidos experiencia 5 volumen sumergido Peso Aparente(N)

0

5 0,3

10 0,3

0,3

15 0,3

20 0,3

En el sexto experimento podemos observar como el agua es desalojada del recipiente 1 a medida que introducimos el objeto en ella, y en el recipiente 2 podemos ver que el volumen del objeto es equivalente el valor del agua desalojada.

Imagen 16. Experiencia 6

Tenemos que el peso inicial del objeto es de 0,5N y a medida que al agua es desalojada del recipiente 1 podemos ver como el empuje es mayor.

Tabla 8. Valores obtenidos experiencia 6 volumen sumergido Peso aparente(N) Empuje(N) Peso agua desalojada(N)

5

10 0,45 0,05 0,25

0,4 0,1 0,3

15 0,35 0,15 0,35

20 0,3 0,2 0,4

Imagen 17. Cรกlculos obtenidos

CONCLUSIONES 







Después de realizar las diferentes simulaciones se puede decir que, la fuerza del empuje depende del volumen desplazado y la densidad del fluido y si la fuerza de empuje es mayor al peso del objeto esto hace que este objeto flote, pero si por el contrario el peso del objeto es mayor a la fuerza de empuje este objeto de hundirá.

Dadas las variables recogidas en la práctica se pudo identificar el peso aparente, masa y volumen el cual señala que un fluido desplazado por el objeto aumenta a medida que está a mayor profundidad, por lo tanto, la densidad disminuye por ser inversamente proporcional al volumen.

Podemos calcular el valor del volumen de un objeto solo introduciéndolo en distintos fluidos, teniendo en cuenta cada una de las características de estos como la densidad, entre otros. Y observando el volumen que se desaloja de dicho fluido.

Con base a las tablas 1 y 3, se pude concluir la variación entre los distintos tipos de materiales utilizados en las simulación 1. Indicando con precisión las condiciones por la cual el material se puede hundir o estar en equilibrio.

BIBLIOGRAFÍA   

https://www.fisic.ch/contenidos/mec%C3%A1nica-de-fluidos/principio-dearquimides/ https://www.ecured.cu/Principio_de_Arqu%C3%ADmides https://cienciaonthecrest.com/tag/peso-aparente/

DENSIDAD RESUMEN Para el presente laboratorio se realizĂł la prĂĄctica que tiene como tema la densidad de sĂłlidos y lĂ­quidos, en el cual se implementaron 3 simuladores virtuales.

Estos simuladores nos daban diferentes actividades para determinar la densidad de objetos regulares, objetos con diferentes masas y distintos materiales, donde nos pedĂ­an hallar variables como la masa y volumen para asĂ­ poder identificar la densidad.

INTRODUCCIĂ“N La densidad se puede definir como una propiedad de la materia en cualquiera de sus estados. Tambien cabe de aclarar que cada material tiene cierta densidad que es propia. Para calcular la densidad es necesario usar la siguiente formula:

đ??†=

đ?’Ž đ?’—

(1)

Donde m simboliza la masa del cuerpo y v el volumen correspondiente.

El mĂŠtodo geomĂŠtrico por medio de ecuaciones nos ayuda a determinar la masa y volumen de un cuerpo de forma regular. Tambien con herramientas de mediciĂłn directa nos ayuda a proporcionar estos valores mencionados anteriormente. Con respecto al mĂŠtodo numĂŠrico se usaron las siguientes fĂłrmulas para poder obtener el volumen y asĂ­ hallar la densidad correspondiente: Volumen de una esfera. đ?&#x;’

đ?‘˝ = đ??…đ?’“đ?&#x;‘ (2) đ?&#x;‘

Volumen de un cubo, donde l representa el valor del lado del cubo.

đ?‘˝ = đ?’?đ?&#x;‘

(3)

TambiĂŠn utilizamos el principio de ArquĂ­medes que consiste en sumergir un objeto en un lĂ­quido y por la fĂłrmula de fuerza de empuje hallamos la densidad; y el volumen del cuerpo sumergido serĂĄ igual al volumen del fluido desplazado.

METODO EXPERIMENTAL

Para el experimento se usaron en este caso 3 simuladores, en los cuales podemos observar y diferentes maneras de calcular la densidad de sólidos y líquidos.

En el primer simulador (Imagen 1), se escogieron varios objetos, a estos se les peso con la gramera para saber su masa, luego en la probeta se introdujeron estos objetos para conocer su volumen. Luego de que ya los datos habían sido recopilados en una tabla se procedió a realizar el cálculo de su respectiva densidad.

Después de que la tabla tenia todos los valores que necesitamos procedimos a calcular la densidad, pero esta vez con el método geométrico esto solo para el objeto N°3 y N°5.

En el simulador 2(Imagen 2) teníamos varios cubos de diferentes volúmenes, masa y densidad por lo cual se tomó cada uno de los cubos y empezamos a recopilar datos para así calcular su densidad y luego determinar de qué material estaba hecho cada uno de ellos.

En el simulador 3 (Imagen 3), tenemos solo un cubo de madera que vamos cambiando de masa, estas masas son recopiladas en varias tablas ya que en cada tabla vamos a tener un fluido diferente, el paso siguiente es calcular la densidad con los datos ya mencionados.

RESULTADOS Y ANALISIS Tabla1. Masa, volumen y densidad de objetos regulares.

Objeto Masa(g) Volumen(cm3) Densidad (g/cm3) 2 12,4 10,5 1,1809 3 40,0 50,0 0,8 5 8,0 7,0 1,1428 7 2,2 21,4 0,1028 En la tabla 1. Gracias al simulador se determina la masa y el volumen de los objetos, el volumen normalmente de los líquidos se da en milímetros (mL) y el de los sólidos en centímetros cúbicos(cm3). Ambas unidades son equivalentes, es decir: 1mL=1cm3.

Ya que tenemos masa y volumen podemos hallar la densidad de cada objeto.

Aquí se presentan unos cálculos para rellenar la tabla 1, usando la ecuación (1) para así hallar el valor de la densidad de cada uno de los objetos con forma regular.

Con respecto al punto número 2 de la práctica de laboratorio, se hace uso de la ecuación (2), para hallar el respectivo volumen de una esfera;

Y para hallar el volumen del dado se tiene en cuenta la ecuación (3).

Para desarrollar el ejercicio práctico de la imagen 2, se realizó una pequeña tabla (Tabla 2)donde se registró la información obtenida, junto con los cálculos que se realizaron mediante la ecuación (1).

Tabla 2. Densidad y material obtenido BLOQUE Masa (g) A 65140 B 640 C 4080 D 3100 E 3530

Volumen desalojado (cm^3) 3380 640 4080 3100 1000

Densidad (g/cm3) 19,3 1,00 1,00 1,00 3,52

Material Oro Agua Agua Agua Diamante

Utilizando cinco diferentes cubos y colocan dolos sobre un líquido(Agua), así obtendremos su volumen desalojado para hallar la densidad de cada uno de los cubos y así sabremos de que material están hechos.

Como parte de evidencia del trabajo realizado se tienen estas imágenes del simulador correspondiente:

Del mismo modo continuando con las practicas, lo correspondiente con el simulador 3, donde se precisaba comprobar la densidad de distintos fluidos con un bloque de madera con 10 distintas masas. Se realizaron los cálculos necesarios haciendo uso de la ecuación (1) y se realizaron cada uno de los gráficos de m vs v donde muestra la ecuación de la línea de tendencia para cada uno de los casos.

Tabla 3. Densidad de la gasolina Densidad de la gasolina # 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Masa (g) 1420 2340 3450 4170 4950 5250 6380 7070 7600 8000

V del material sumergido (cm3) 2020 3320 4900 5920 7030 7460 9060 10030 10800 11360

Densidad del fluido (g/cm^3) 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70 0,70

En la tabla 3, se evidencia con claridad los valores obtenidos en el simulador, para así comprobar que la densidad de la gasolina ronda sobre ese valor. Se tiene el grafico respectivo comparando la m vs v.

Grafico 1. Masa vs Volumen en gasolina

Se muestra la ecuación de la línea de la tendencia, y a continuación los cálculos realizados.

Tabla 4. Densidad del aceite de oliva

Densidad del aceite de oliva # 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Masa (g) 1640 2070 2800 3390 4220 5010 5590 6770 7700 8000

V del material sumergido (cm3) 1780 2260 3050 3700 4600 5470 6100 7390 8400 8730

Densidad del fluido (g/cm^3) 0,92 0,92 0,92 0,92 0,92 0,92 0,92 0,92 0,92 0,92

En la tabla 4, se evidencia los valores obtenidos en el simulador, para así comprobar que la densidad de la gasolina ronda sobre ese valor. Se tiene el grafico 2 respectivo comparando la m vs v.

Grafico 2. Masa vs Volumen en aceite de oliva

Se muestra la ecuación de la línea de la tendencia, y a continuación los cálculos realizados.

Tabla 5. Densidad del agua

Densidad del agua # 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Masa (g) 1150 1780 2660 3200 3940 4210 5310 6590 7810 8000

V del material sumergido (cm3) 1150 1780 2660 3200 3940 4210 5310 6590 7810 8000

Densidad del fluido (g/cm^3) 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00 1,00

En la tabla 5, se evidencia los valores obtenidos en el simulador, para asĂ­ comprobar que la densidad de la gasolina ronda sobre ese valor. Se tiene el grafico 3 respectivo comparando la m vs v.

Grafico 3. Masa vs Volumen en agua

Se muestra la ecuación de la línea de la tendencia, y a continuación los cálculos realizados.

Tabla 6. Densidad de la miel

Densidad de la miel # 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Masa (g) 1290 2080 2860 3490 4030 5300 6040 6870 7510 8000

V del material sumergido (cm3) 910 1460 2010 2450 2830 3720 4240 4820 5270 5620

Densidad del fluido (g/cm^3) 1,41 1,42 1,42 1,42 1,42 1,42 1,42 1,42 1,42 1,42

En la tabla 6, se evidencia los valores obtenidos en el simulador, para así comprobar que la densidad de la gasolina ronda sobre ese valor. Se tiene el grafico 4 respectivo comparando la m vs v.

Grafico 4. Masa vs Volumen en Miel

Se muestra la ecuación de la línea de la tendencia, y a continuación los cálculos realizados.

CONCLUSIONES 

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Se puede concluir que la densidad es una propiedad física que nos permite saber la ligereza o pesadez de una sustancia, la cual puede ser determinada por una relación de masa volumen. Hoy en día existen diferentes métodos para hallar la densidad de todo tipo de sustancia, siendo unos más precisos que otros.

Podemos concluir que la densidad es una propiedad física que nos permite saber la cantidad de masa contenida en un determinado volumen de una sustancia, la cual puede ser determinada por la relación masa volumen.

Se pudo deducir que para determinar la densidad de un sólido regular se podrá conocer calculando masa/volumen, pero si este es un sólido irregular no se puede hallar su volumen de forma directa, el cual se calcula indirectamente aplicando el principio de Arquímedes.

Teniendo en cuenta, que los diferentes volúmenes sumergidos y la masa del bloque de madera para la simulación 3, pueden darme el valor de la densidad del fluido en el que está sumergido el bloque. De esta manera tambien por medio de la ecuación de la línea de tendencia se puede llegar a estos valores de densidad y volumen.

BIBLIOGRAFIA  

https://www.ecured.cu/Densidad https://www.fisicalab.com/apartado/densidad

VISCOSIDAD RESUMEN Para el presente informe se efectuĂł la prĂĄctica sobre viscosidad, el cual se realizĂł con aceite, alcohol, jabĂłn lĂ­quido y gelatina liquida.

En este experimento se calculĂł la viscosidad de distintos fluidos, el cual estĂĄn contenidos en diferentes recipientes, para esto se tomĂł diferentes tiempos de caĂ­da de objetos esfĂŠricos de tamaĂąos desiguales moviĂŠndose a travĂŠs de los fluidos antes mencionados, con estos datos de tiempo se obtuvo el promedio y asĂ­ hallamos la velocidad y viscosidad de cada lĂ­quido.

INTRODUCCIĂ“N Los fluidos tienen diferentes propiedades, es este caso se hablarĂĄ de la viscosidad de diferentes fluidos. Esta viscosidad es de suma importancia es varios procesos en la industria de hoy. Tambien cabe aclarar que esta es independiente de su densidad, pero sĂ­ de la temperatura que se encuentre.

Se espera poder comprobar la viscosidad de varios fluidos usando diferentes fĂłrmulas para llegar a esta. En primer lugar, para saber la velocidad con la que un objeto recorre cierta distancia en un fluido se tiene variables como x, representado la distancia que se estarĂĄ midiendo y t, como el tiempo en el que recorre esa distancia para asĂ­ obtener su velocidad (Ve):

�� =

đ?’™ đ?’•

(1)

De la misma manera se espera tomar la densidad del objeto, para esta prĂĄctica se precisa de un objeto de preferencia regular y esfĂŠrico, con ayuda de una balanza se pesarĂĄ la masa (m) de dicho objeto, utilizando la siguiente ecuaciĂłn se espera obtener los distintos valores que se necesitan en dicha prĂĄctica:

đ??†=

đ?’Ž đ?’—

(2)

Donde ď ˛ representa la densidad y v el volumen requerido.

Con el fin de medir la viscosidad de los diferentes fluidos haremos uso de la ecuaciĂłn perteneciente a la Ley de Stokes, en esta necesitara variables tales como (ď ˛esf ) densidad de la esfera, (ď ˛liq) densidad del fluido, la gravedad (g), el radio de la esfera (R) y la velocidad de dicha esfera (Vesf). Y asĂ­ obtener el valor de la viscosidad (đ?œź).

đ?œź=

đ?&#x;?(đ??†đ?’†đ?’”đ?’‡âˆ’đ??†đ?’?đ?’Šđ?’’)(đ?’ˆđ?‘šđ?&#x;? ) đ?&#x;—∙đ?‘˝đ?’†đ?’”đ?’‡

(3)

En este laboratorio vamos a encontrar de manera teórico-práctica la viscosidad de diferentes fluidos utilizando una vasija de vidrio de cualquier tamaño donde marcaremos un rango para calcular el tiempo de caída de un objeto esférico (pelota, canica etc..) y así calcular su velocidad y a su vez la viscosidad.

METODO EXPERIMENTAL Para el experimento se usaron 4 recipientes con diferentes liquidos esto para calcular la viscosidad de cada liquido, para esto se tomaron datos de la distancia(X) y el tiempo (demostracion)que le tomo a la esfera pasar por la X, con estos datos ya tomados calculamos la velocidad de la esfera, de los valores de tiempo y velocidad se les calculo el promedio sumandolos y dividiendolos en el numero de valores que en este caso era de 10.

Una vez calculada la velocidad se busco en internet la densidad de la esfera y la densidad del liquido para poder hallar la viscosidad con la formula propuesta en la guia. Para calcular la masa del objeto ingresado en el liquido se preciso de una balanza o gramera, que permitia conocer el valor conmayor exactitud.

RESULTADO Y ANALISIS Fluido Gelatina liquida Uno de los fluidos utilizados para esta experiencia es la Gelatina Liquida, esta correspondiente a un gel coloide, donde tiene una densidad similar a los líquidos.

Como parte de la evidencia de la práctica se tiene videos e imágenes que

comprueban los procedimientos realizados, junto con una tabla donde están los valores obtenidos.

Link video Gelatina liquida: https://www.youtube.com/watch?v=b2ZWUwrQclk Imagen 1. Gelatina liquida

9cm

Se puede observar en la imagen la distancia que se tomó para esta práctica en el fluido de gelatina liquida, en un recipiente de vidrio transparente con una esfera de acero.

Estos son algunos de los valores correspondientes para el desarrollo de las ecuaciones, con el fin de medir la viscosidad de dicho líquido, en este caso Gelatina liquida.

Imagen 2. Cálculos de viscosidad en gelatina liquida

Para la imagen 2 se utilizó la ecuación (3), correspondiente a la viscosidad del fluido.

Fluido: Gelatina liquida

esf= 7,5g/cm3 liq= 1,2g/cm3

Altura: 9cm

Tabla 1. Valores obtenidos en gelatina liquida X (m)

0,09

Promedio

Tiempo (s) 0,2 0,13 0,13 0,15 0,13 0,18 0,15 0,13 0,15 0,13 0,148

Velocidad (m/s) 0,45 0,69 0,69 0,60 0,69 0,50 0,60 0,69 0,60 0,69 0,621

Viscosidad (gr/ms) 0,00952 0,00621 0,00621 0,00714 0,00621 0,00857 0,00714 0,00621 0,00714 0,00621 0,00706

La tabla 1 indica los valores obtenidos al realizar la práctica correspondiente con Gelatina liquida, donde se tomó una altura de 9cm, y se realizó la toma de los tiempos correspondientes a la caída de la esfera. Para así hallar la velocidad con ayuda de la ecuación (1) y luego aplicando la ecuación (3) hallamos la viscosidad en dicho fluido.

Fluido Alcohol

Otro de los fluidos utilizados para realizar la práctica fue el alcohol, se mostrarán las evidencias fotográficas.

Imagen 3. Recipiente de vidrio con alcohol

Imagen 4. Calculo de densidades

En la imagen 4, se puede observar el cálculo de la densidad de la esfera, usando la ecuación (2). Obteniendo el resultado para realizar los cálculos posteriores.

Imagen 5. Calculo de viscosidad en Alcohol

Se puede evidenciar los cálculos correspondientes para llenar el apartado de viscosidad en la Tabla 2, que se mostrara a continuación.

esf= 2,421g/cm3 liq= 0,789g/cm3

Fluido: Alcohol

Altura: 14cm

Tabla 2. Valores obtenidos en Alcohol

X (m)

0,14

Promedio

Tiempo (s) Velocidad (m/s) Viscosidad (gr/ms) 0,42 0,33 0,000671 0,4 0,35 0,000633 0,38 0,36 0,000615 0,43 0,32 0,000692 0,45 0,31 0,000714 0,39 0,35 0,000633 0,41 0,33 0,000659

En la tabla 2 se tiene fijo la altura del recipiente con el que hicimos la práctica, con este dato y el tiempo nos fue posible hallar la velocidad a la que cae la esfera en el fluido, teniendo los datos mencionados de cada tiempo nos disponemos a hallar la viscosidad para así determinar el promedio de este, en este caso nuestro fluido fue el alcohol.

Fluido Aceite

El aceite fue otro de los fluidos seleccionados para realizar la práctica.

Evidencia de video: https://www.youtube.com/watch?v=Qbzh-Yeo8uo Imagen 6. Recipiente con Aceite y pelota de goma

Imagen 7. Calculo de viscosidad y velocidad

Fluido: Aceite

esf= 0,95g/cm3 liq= 0,92g/cm3

Altura: 9cm

Tabla 3. Valores obtenidos en Aceite X (m)

0,09

Promedio

Tiempo (s) 0,76 0,8 0,78 0,72 0,75 0,78 0,78 0,76 0,71 0,76 0,76

Velocidad (m/s) 0,1184 0,1125 0,1153 0,125 0,12 0,1153 0,1153 0,1184 0,1267 0,1184 0,11853

Viscosidad (gr/ms) 0,216 0,227 0,222 0,205 0,213 0,222 0,222 0,216 0,202 0,216 0,2161

Entre mayor es el tiempo de caída de la pelota en el aceite su velocidad disminuye y a la vez su viscosidad aumento, esta viscosidad fue obtenida por medio de una formula.

Fluido Jabón liquido Imagen 8. Recipiente con Jabón liquido

En la imagen 8, se puede apreciar el fluido (Jabón líquido), y tambien las especificaciones de la distancia que se tuvo en cuenta para realizar esta práctica correspondiente a la viscosidad de distintos fluidos.

Imagen 9. Cálculos

Fluido: Jabón líquido

esf= 2,5g/cm3 liq= 1,2g/cm3

Altura: 5cm

Tabla 4. Valores obtenidos en jabón líquido

X (m)

0,05

Promedio

Tiempo (s) Velocidad (m/s) Viscosidad (gr/ms) 0,24 0,21 0,01 0,2 0,25 0,009 0,24 0,21 0,01 0,2 0,25 0,009 0,24 0,21 0,01 0,28 0,18 0,012 0,24 0,21 0,01 0,2 0,25 0,009 0,17 0,29 0,007 0,24 0,21 0,01 0,225 0,227 0,0096

Los datos de la tabla como él (X) y el tiempo son datos que se tomaron de la práctica, mientras que la velocidad y la viscosidad se calcularon por medio de fórmulas.

El promedio fue hallado sumando todos los valores y luego dividido en el número de valores.

CONCLUSIONES 

 



Podemos concluir los tiempos de caída están sujetos a errores como es la precisión del cronómetro de mano. Por eso es de suma importancia contar con un software o instrumentos de laboratorio para tomar con mayor precisión dichos tiempos.

Con la práctica en el laboratorio aprendimos a como determinar, calcular u obtener la viscosidad de algunas sustancias (aceite, agua, jabón).

Con este laboratorio se puede concluir que los líquidos con una viscosidad baja fluyen de una manera fácil y los líquidos con una viscosidad elevada no fluyen con facilidad, y estas viscosidades las podeos calcular por medio de la densidad del objeto y del líquido.

Luego de finalizar la práctica del laboratorio se concluye que el tiempo que demora la esfera en recorrer cierta distancia en un fluido depende de la viscosidad de este, ya que entre mayor valor de viscosidad mayor será el tiempo.

BIBLIOGRAFIA  

https://www.ecured.cu/Viscosidad http://www.cenam.mx/fyv/viscosidad.asp

PRESION RESUMEN El presente informe pretende dar a conocer los resultados obtenidos de la practica 4 sobre presiĂłn. En el cual se utilizĂł un simulador con 4 diferentes contenedores, en el primer y segundo contenedor se calculĂł la presiĂłn a diferentes alturas de 3 distintos fluidos y 3 distintas densidades con atmĂłsfera y sin atmosfera.

En el tercer contenedor se aplicĂł el principio de Pascal el cual nos dice que “la presiĂłn ejercida en un fluido contenido en un recipiente de paredes indeformables se trasmite con igual intensidad por todos los puntos del fluidoâ€? en el cual se hallĂł el valor de ĂĄreas superficiales utilizando las mismas densidades anteriores.

En el cuarto contenedor se calculĂł el valor de densidades desconocidas utilizando las gravedades de marte, tierra y jĂşpiter, esto en diferentes alturas, tambiĂŠn se encontraron los fluidos con los que se trabajĂł.

INTRODUCCIĂ“N En esta prĂĄctica nos centraremos en la magnitud fisca denominada presiĂłn, esta es denominada como una penetraciĂłn de fuerza. La presiĂłn de un fluido estĂĄtico no depende de la forma, de la masa total o de la superficie de este. Con el fin de lograr los objetivos propuestos para esta prĂĄctica. La presiĂłn del lĂ­quido a una profundidad determinada no depende de la masa total o el volumen total del lĂ­quido.

Se hace uso de la siguiente ecuaciĂłn, donde se relaciona la densidad (ď ˛), la gravedad (g) y la altura (h). Con el fin de hallar la presiĂłn (P).

đ?‘ˇ = đ??†đ?’ˆđ?’‰ (1) Vamos a hallar la presiĂłn de diferentes lĂ­quidos utilizando su fĂłrmula, tambiĂŠn calcular su ĂĄrea superficial utilizando el principio de pascal y se buscara la densidad de unos lĂ­quidos en diferentes ambientes.

METODO EXPERIMENTAL Para este laboratorio se usĂł un simulador con 4 partes diferentes, en la primera y segunda parte (Contenedor 1 y 2) se recopilaron datos de la presiĂłn a diferentes alturas, esto con 3 densidades de fluido y gravedad diferentes.

Contenedor 1 y 2

En la tercera parte (contenedor 3) se utilizan pesas para cambiar el valor de presión en 3 diferentes fluidos y gravedades, en este ejercicio recopilamos en valor de las pesas para poder calcular el área superficial, esto aplicando el principio de pascal.

Contenedor 3

Para la última parte (contenedor 4) del experimento desconocemos la densidad de 3 fluidos por lo que empezamos a recopilar datos de presión a diferentes alturas y en diferentes gravedades para así poder determinar con que fluido estamos trabajando.

Contenedor 4

RESULTADOS Con ayuda de la ecuación 1 se pretende comprobar el valor de la presión en el contenedor 1 y contenedor 2. Midiendo los distintos factores con ayuda del simulador establecido para el desarrollo de esta práctica. A continuación, se presentan unas evidencias del trabajo realizado en el simulador Imagen 1. Júpiter – Gasolina – Sin atmosfera

JUPITER-GASOLINA

Densidad del fluido: 700Kg/m3 Gravedad:24,9m/s2

Tabla 1. Presión en júpiter, Gasolina – Contenedor 1 Sin Atmosfera P(Pa) h(m)

7,621 0,2

17,526 1

28,139 1,4

Con Atmosfera 35,214 2

292,191 2

298,323 2,2

303,511 2,4

309,171 3

En la tabla 1 con ayuda del simulador, utilizando el contenedor 1 podemos variar la densidad del fluido y la gravedad, para este caso utilizamos densidad de la gasolina (700Kg/m3) y la gravedad de Júpiter (24,9m/s2) a diferentes alturas con atmosfera o sin ella, y gracias al manómetro nos da la presión.

Grafico 1. Júpiter – Gasolina sin atmosfera

Grafico 2. Júpiter – Gasolina con atmosfera

Los cálculos realizados de la tabla 1 se evidencian en la siguiente imagen, usando la ecuación 1 enunciada anteriormente.

Imagen 2. Cálculos Júpiter – Gasolina

JUPITER-AGUA

Densidad del fluido: 1002Kg/m3

Gravedad:24,9m/s2

Tabla 2. Presión en Júpiter, Agua – Contenedor 1 Sin Atmosfera P(Pa) h(m)

9,563 0,2

25,098 1

36,919 1,4

Con Atmosfera 50,428 2

307,201 2

315,982 2,2

323,412 2,4

331,517 3

En la tabla 2 con ayuda del simulador, utilizando el contenedor uno podemos variar la densidad del fluido y la gravedad, para este caso utilizamos densidad del agua (1002Kg/m3) y la gravedad de Júpiter(24,9m/s2) a diferentes alturas con atmosfera o sin ella, y gracias al manómetro se halla la presión.

Grafico 3. Júpiter – Agua sin atmosfera

Grafico 4. Júpiter – Agua con atmosfera

Imagen 3. Cálculos Júpiter – Agua

JUPITER-MIEL

Densidad del fluido: 1420Kg/m3

Gravedad:24,9m/s2

Tabla 3. Presión en Júpiter, Miel – Contenedor 1 Sin Atmosfera P(Pa) h(m)

13,546 0,2

35,554 1

52,298 1,4

Con Atmosfera 71,435 2

327,926 2

340,365 2,2

350,89 2,4

362,372 3

En la tabla 3 con ayuda del simulador, utilizando el contenedor uno podemos variar la densidad del fluido y la gravedad, para este caso utilizamos densidad de la miel (1420Kg/m3) y la gravedad de Júpiter (24,9m/s2) a diferentes alturas con atmosfera o sin ella, y gracias al manómetro nos da la presión.

Grafico 5. Júpiter - Miel sin atmosfera

Grafico 6. Júpiter – Miel con atmosfera

Imagen 4. Cálculos Júpiter – Miel

MARTE-MIEL

Densidad del fluido: 1420Kg/m3

Gravedad:3,7m/s2

Tabla 4. Presión Marte, Miel – Contenedor 1 Sin Atmosfera P(Pa) h(m)

2,018 0,2

5,297 1

7,792 1,4

Con Atmosfera 10,643 2

48,86 2

50,713 2,2

52,281 2,4

53,992 3

En la tabla 4 con ayuda del simulador, utilizando el contenedor uno podemos variar la densidad del fluido y la gravedad, para este caso utilizamos densidad de la miel (1420Kg/m3) y la gravedad de marte (3,7m/s2) a diferentes alturas con atmosfera o sin ella, y gracias al manómetro nos da la presión.

Grafico 7. Marte – Miel sin atmosfera

Grafico 8. Marte – Miel con atmosfera

Imagen 5 Cálculos Marte – Miel

En el contenedor 2, se realizaron tambien los cálculos correspondientes, haciendo uso de la ecuación 1. A continuación, una imagen como parte de la evidencia de la práctica desarrollada.

Imagen 6. Contenedor 2

MARTE – AGUA

Densidad del fluido: 1000 kg/cm3

Gravedad: 3,7 m/s2

Tabla 5. Presión Marte, Agua - Contenedor 2 Sin Atmosfera P(Pa) h(m)

740 0,2

2220 0,6

5180 1,4

6660 1,8

7400 2

8880 2,4

9620 2,6

11100 3

En la tabla 5, se registran los datos obtenidos al realizar los calculo con los distintos valores que nos proporcionaba el simulador propuesto para el desarrollo de la práctica. Se puede notar que entre más altura(h), aumenta proporcionalmente la Presión (Pa).

Grafico 9. Marte - Agua

MARTE – GASOLINA

Densidad del fluido: 700 kg/cm3

Gravedad: 3,7 m/s2

Tabla 6. Presión Marte, Gasolina – Contener 2 Sin Atmosfera P(Pa) h(m)

518 0,2

1554 0,6

3626 1,4

4662 1,8

5180 2

6216 2,4

6734 2,6

7770 3

En la tabla 6, relaciona la presión en marte con el fluido de gasolina, tambien claramente se puede observar que a medida que la altura aumenta la presión asciende de manera proporcional, esto se puede visualizar de mejor manera en la siguiente gráfica.

Grafico 10. Marte – Gasolina

TIERRA – AGUA Densidad del fluido: 1000 kg/cm3

Gravedad: 9,8 m/s2

Tabla 7. Presión Tierra, Agua – Contenedor 2 Sin Atmosfera P(Pa) h(m)

1960 0,2

9800 1

13720 1,4

Con Atmosfera 17640 1,8

120600 2

122560 2,2

124520 2,4

128440 2,8

En la tabla 7, se registran los datos obtenidos al realizar los calculo con los distintos valores que nos proporcionaba el simulador propuesto para el desarrollo de la práctica. Se puede notar que entre más altura(h), aumenta proporcionalmente la Presión (Pa). Además, claramente podemos ver que la atmosfera normal de la tierra, hace que la presión aumente 1,01x105 Pa está definida a nivel del mar.

Grafico 11. Tierra – Agua

TIERRA – MIEL Densidad del fluido: 1420 kg/cm3

Gravedad: 9,8 m/s2

Tabla 8. Presión tierra, Miel – Contenedor 2 Sin Atmosfera P(Pa) h(m)

2783 0,2

8349 0,6

19482 1,4

Con Atmosfera 25048 1,8

128832 2

134398 2,4

137181 2,6

142748 3

En la tabla 8, relaciona la presión en marte con el fluido de gasolina, tambien claramente se puede observar que a medida que la altura aumenta la presión asciende de manera proporcional, esto se puede visualizar de mejor manera en la siguiente gráfica. Donde tambien vemos la influencia de la presión normal de la tierra, lo que hace que los valores aumenten 1,01x105 Pa. Grafica 12. Tierra – Miel

TIERRA – GASOLINA Densidad del fluido: 700 kg/cm3

Gravedad: 9,8 m/s2

Tabla 9. Presión Tierra, Gasolina – Contenedor 2 Sin Atmosfera P(Pa) h(m)

1372 0,2

4116 0,6

9604 1,4

Con Atmosfera 12348 1,8

114720 2

117464 2,4

118836 2,6

121580 3

En la tabla 9, haciendo un análisis sobre la presión se puede observar cómo influye la presión normal de la tierra. Y como actuaria la presión en el vacío.

Grafico 13. Tierra – Gasolina

Con esto finalizara la practica en el contenedor 1 y contenedor 2. El objetivo en estos dos contenedores era hallar la Presión haciendo uso de la ecuación 1, para así por observar con más detenimiento los múltiples factores que conforman la presión en dichos fluidos. Tambien como afecta directamente la atmosfera en cada uno de estos y sin ella.

Imagen 7. Cálculos – Contenedor 2

Usando el contenedor 3, se obtienen los siguientes resultados.

Tablas 10. Datos, contenedor 3 Gasolina:

700 kg/m3

Gravedad m/s2

masa (Kg)

Gravedad 1

Gravedad 2

Gravedad 3

250 500 750 1000

3,7 3,7 3,7 3,7

9,8 9,8 9,8 9,8

24,9 24,9 24,9 24,9

presión 1 5180

presión 2 13720

presión 3 34860

fuerza 1 (N) g1 925 1850 2775 3700 área 0,179

fuerza 1 (N) g2 2450 4900 7350 9800

fuerza 1 (N) g3 6225 12450 18675 24900

Agua:

1000 kg/m3

masa (Kg) Gravedad 1 250 3,7 500 3,7 750 3,7 1000 3,7 presión 1 7400 Miel:

Gravedad 2 9,8 9,8 9,8 9,8 presión 2 19600

Gravedad 3 fuerza 1 (N) g1 24,9 925 24,9 1850 24,9 2775 24,9 3700 presión 3 49800

fuerza 1 (N) g2 2450 4900 7350 9800

fuerza 1 (N) g3 6225 12450 18675 24900

fuerza 1 (N) g2 2450 4900 7350 9800

fuerza 1 (N) g3 6225 12450 18675 24900

área 0,125

1420 kg/m3

masa (Kg) Gravedad 1 250 3,7 500 3,7 750 3,7 1000 3,7 presión 1 10508

Gravedad 2 9,8 9,8 9,8 9,8 presión 2 278320

Gravedad 3 fuerza 1 (N) g1 24,9 925 24,9 1850 24,9 2775 24,9 3700 presión 3 707160

área 0,088

Imagen 8. Cálculos – Contenedor 3

En el contenedor 4, se necesitaba hallar la densidad del fluido con las diferentes magnitudes que el simulador en cuestión nos proporcionaba, para esto se despejo densidad de la ecuación 1. Como parte de la evidencia del trabajo realizado se tiene las siguientes imágenes.

Imagen 9. Fluido A, Tierra

Tabla 11. Fluido A Fluido A Planeta

Gravedad (m/s2)

Tierra

9.8

Marte

3.7

Jupiter

24,9

Presión(kpa) Atmosfera Si No 117910 16585 134912 33587 151047 49722 44810 6451 51246 12888 57223 18864 300745 43296 343944 86496 384058 126610

Altura(m) 1 2 3 1 2 3 1 2 3

Densidad(kg/m3) Atmosfera Si no 12031 1692 6883 1713 5137 1691 12110 1743 6925 1741 5155 1699 12078 1738 6906 1736 5141 1694

Tipo de liquido

Magnesio Liquido

Magnesio liquido

Magnesio Liquido

En la tabla 11, se representan los valores obtenidos para el Fluido A, este se evalúa con y sin atmosfera y en cada uno de los tres planetas (Júpiter, Marte y Tierra) que el simulador nos proporcionaba. Para el caso del Fluido A, y haciendo comparaciones con tablas de densidad de fluidos se obtiene que es Magnesio Liquido.

Imagen 10. Fluido B, Marte

Tabla 12. Fluido B Fluido B Planeta

Gravedad (m/s2)

Tierra

9.8

Marte

3.7

Júpiter

24,9

Presión(kpa) Atmosfera Si No 109520 8195 117921 16596 125893 24568 41546 3188 44727 6368 47680 9321 278842 21394 300188 42739 320008 62560

Altura(m) 1 2 3 1 2 3 1 2 3

Densidad(kg/m3) Atmosfera Si no 11175 836 6016 846 4282 835 11228 861 6044 860 4295 839 11198 859 6027 858 4283 837

Tipo de liquido

Aceite

Aceite

Aceite

En la tabla 12, se representan los valores obtenidos para el Fluido B, donde haciendo una comparación con los datos obtenidos se pudo concluir que el fluido respectivo es Aceite.

Imagen 11. Fluido C

Tabla 13. Fluido C Fluido C Planeta

Gravedad (m/s2)

Tierra

9.8

Marte

3.7

Jupiter

24,9

Presión(kpa) Atmosfera Si No 112056 10731 123058 21733 133498 32173 42533 4174 46698 8339 50565 12206 285464 28015 313416 55968 339372 81924

Altura(m) 1 2 3 1 2 3 1 2 3

Densidad(kg/m3) Atmosfera Si no 11434 1095 6278 1108 4540 1094 11495 1128 6310 1126 4555 1099 11464 1125 6293 1123 4543 1096

Tipo de liquido

Etilenglicol

Agua de mar

Agua de mar

La presión tiene muchos factores que la hacen cambiar como la atmosfera, la gravedad y la profundidad, entre más profundidad su presión aumenta y la densidad del líquido disminuye, cuando la presión está siendo afectada por la atmosfera es más difícil saber que liquido es ya que sus valores de densidad varias mucho por eso para hallar la densidad fue mejor utilizar la presión sin atmosfera ya que de esta manera los valores de la densidad del líquido no varían demasiado y podremos saber que liquido es.

Imagen 10. Cálculos – Contenedor 4

CONCLUSIONES 

 



La presión es afecta por diferentes factores como la profundidad, la gravedad y la atmosfera, pero para hallar la densidad, despejamos la densidad de la fórmula de presión y sabemos que densidad tiene el fluido, pero utilizando la presión sin atmosfera.

Con este laboratorio pudimos observar como en cualquier fluido a mayor profundidad mayor será la presión presentada.

En el contenedor 1 podemos observar que el valor del manómetro va a cambiar dependiendo si hay atmosfera o no y también que la presión es independiente del área del recipiente ya que solo influye la densidad del líquido y la altura.

Con base a los resultados obtenidos en el contenedor 2, se puede concluir que la presión es mayor cuando la profundidad tambien lo es. En cada una de las tablas expresadas y graficas se ve cómo se relacionas estas dos variables.

BIBLIOGRAFIA  

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/pflu.html https://blog.unitips.mx/el-principio-de-pascal

DILATACION TERMICA RESUMEN El presente informe pretende dar a conocer los resultados obtenidos del laboratorio sobre dilataciĂłn tĂŠrmica.

En esta prĂĄctica realizamos 4 diferentes experimentos, en el cual se observĂł que la dilataciĂłn tĂŠrmica es el proceso que hace que cualquier solido se expanda cuando la temperatura aumenta y que al momento de disminuir la temperatura el volumen tambiĂŠn lo hace por lo que serĂĄ un caso de contracciĂłn tĂŠrmica. Esto se dedujo con la experiencia obtenida de las distintas pruebas.

INTRODUCCIĂ“N En este laboratorio se demostrarĂĄ la expansiĂłn y contracciĂłn tĂŠrmica de algunos materiales por la influencia de la temperatura ya que esta va hacer que los materiales cambien, trataremos de calcular los coeficientes de dilataciĂłn para los materiales usados.

Con el termino de dilatación tÊrmica se quiere dar a entender que cuando a un cuerpo sea solido o liquido se le aumenta la temperatura, empieza a aumentar la agitación de las partículas, resultando esto en un aumento del tamaùo o por otro lado se disminuirå. Existen tres tipos de dilatación; 

DilataciĂłn Lineal: se produce cuando solo aumenta una de las dimensiones del cuerpo en este caso a uno sĂłlido. Este aumento de tamaĂąo bien siendo proporcional. La expansiĂłn tambien dependerĂĄ del tipo de material de este y para determinar eso es importante conocer los coeficientes. Para calcular esta dilataciĂłn se hace uso de la siguiente ecuaciĂłn:

∆đ?‘ł = đ?œśđ?‘łđ?&#x;Ž ∆đ?‘ť Donde ∆đ?‘ł corresponde a la variaciĂłn de la longitud, đ?œś el coeficiente de dilataciĂłn en C°-1, đ?‘łđ?&#x;Ž la longitud inicial y ∆đ?‘ť la variaciĂłn de la temperatura del cuerpo. 

DilataciĂłn superficial: esta corresponde al tipo de variaciĂłn en el ĂĄrea de un cuerpo, cuando es sometida a cambios de temperatura, ya sea a enfriar o calentar. Se debe a caracterĂ­sticas propias del material o a su forma geomĂŠtrica. đ?‘¨đ?’‡ representa el ĂĄrea final, đ?‘¨đ?&#x;Ž el ĂĄrea inicial, đ?œ¸ el coeficiente de dilataciĂłn superficial, đ?‘ťđ?’‡ la temperatura final y đ?‘ťđ?&#x;Ž la temperatura inicial.

đ?‘¨đ?’‡ = đ?‘¨đ?&#x;Ž [đ?&#x;? + đ?œ¸(đ?‘ťđ?’‡ − đ?‘ťđ?&#x;Ž )]



DilataciĂłn volumĂŠtrica: Se considera la variaciĂłn en su volumen, es decir en las tres dimensiones de solido en cuestiĂłn. Los ĂĄtomos juegan un papel importante ya que estos se agitan para que haya un aumento entre ellos y hace que los cuerpos se dilaten.

đ?’—đ?’‡ = đ?’—đ?&#x;Ž [đ?&#x;? + đ?œˇ(đ?‘ťđ?’‡ − đ?‘ťđ?&#x;Ž )] Donde đ?’—đ?’‡ representa el volumen final, đ?’—đ?&#x;Ž el volumen inicial, đ?œˇ el coeficiente de dilataciĂłn volumĂŠtrica, đ?‘ťđ?’‡ la temperatura final y đ?‘ťđ?&#x;Ž la temperatura inicial.

METODO EXPERIMENTAL Para este laboratorio se realizaron 4 experimentos, los cuales se basaban en como el cambio de temperatura afectaba algunos materiales, como es el caso del primer experimento en el cual se usa una tapa con un hueco por el cual se inserta un objeto, el siguiente paso es calentar esta tapara para hacer que el material se expanda y de esta manera conseguir que el objeto no logre pasar nuevamente por la abertura de la tapa.

En el primer experimento, lo principal fue obtener todos los materiales, despuĂŠs de eso se encendiĂł la vela y se calentĂł la arandela alrededor de un minuto y se pasĂł al agujero de la tapa donde se vio que esta no pudo pasar ya que el calor expandiĂł la arandela un poco.

Para el segundo experimento usamos un recipiente de vidrio con globo tapando el extremo de la tapa (Imagen1- Experimento 2), paso seguido sumergimos el recipiente en agua caliente, podemos observar que el calor hace que las partĂ­culas de aire en el interior del recipiente empiezan a tomar un mayor volumen, mientras que en agua frĂ­a las partĂ­culas de aire se contraen haciendo que el globo se encoja dentro del recipiente.

Imagen 2. Experimento dos

En el experimento 3 tenemos un pedazo de papel aluminio el cual medimos en una hoja de papel, luego de esto lo calentamos usando un mechero y observamos con la hoja de papel si el tamaĂąo del pedazo de aluminio cambio.

Imagen 3. Experimento tres

En el experimento 4 usamos plastilina con un pedazo de aluminio estos dos objetos los medios para que midan los mismo que la boca de un vaso, paso seguido ponemos la plastilina encima del papel aluminio y luego lo calentamos, luego medimos nuevamente la plastilina con la boca del vaso para darnos cuanta en que a cambiando esta.

Imagen 4. Experimento cuatro

RESULTADO Y ANALISIS En el primer experimento, lo principal fue obtener todos los materiales, después de eso se encendió la vela y se calentó la arandela alrededor de un minuto y se pasó al agujero de la tapa donde se vio que esta no pudo pasar ya que el calor expandió la arandela un poco.

Se tiene como evidencia el siguiente video del trabajo realizado del experimento uno: https://www.youtube.com/watch?v=AgT-yZAijVY a) A simple vista ¿Se nota la expansión de los materiales utilizados?

R// No, no se alcanza a ver qué cambio le hace el calor a la arandela, pero al momento de insertarla en el agujero se nota que no puede pasar como cuando está a temperatura ambiente. b) ¿Qué material sería mejor conductor y por qué? Explique su respuesta R// Entre mejores materiales conductores de calor están el metal como el aluminio, hierro, cobre, estos metales aparte de ser buenos conductores de calor ya que sus átomos y moléculas se mueven con facilidad, por lo que las moléculas comienzan a “Vibrar” chocando entre si y liberando la energía en forma de calor. c) El coeficiente de dilatación volumétrica de un sólido es aproximadamente tres veces el coeficiente de dilatación lineal. ¿Es posible demostrarlo con alguno de los experimentos que realizo?

R// No, porque a simple vista en el caso del primer experimento no se ve que se dilate tres veces más. d) ¿Es importante o necesario tener en cuenta la dilatación térmica de los materiales? ¿En qué situaciones?

R// Si es importante, porque a la hora de fabricar estructuras como los puentes esto tiene un efecto de dilatación y contracción, por eso las industrias que fabrican este tipo de materiales los entregan con cierta longitud para el momento en que cambie la temperatura.

En el segundo experimento podemos observar como las partículas de aire pueden varias su volumen dependiendo de su temperatura, esta cuando son expuestas a una temperatura su volumen empieza a aumentar como lo podemos ver en la primera imagen, mientras que cuando este es expuesto a temperaturas bajas las partículas se contraen y podemos ver con el globo de la misma manera se contrae por debajo de la boca del recipiente.

Como parte de la evidencia de trabajo se tiene el siguiente video: https://www.youtube.com/watch?v=k3mTG4j-OE4 Imagen 5. Evidencia experimento dos

a) A simple vista ¿Se nota la expansión de los materiales utilizados?

R// Si se puede ver a simple vista como en este caso el globo se expande y contrae al momento en el que la temperatura del recipiente empieza a cambiar b) ¿Qué material sería mejor conductor y por qué? Explique su respuesta R// Eso depende de la conductividad térmica de cada material, por ejemplo, un material que es muy bueno conduciendo el calor es el hierro en cambio el alcohol es un material que tiene muy poca conductividad térmica. c) ¿Qué unidades tiene el coeficiente de dilatación lineal? Explique R// La unidad de medida internacional del coeficiente de dilatación lineal es el K-1 este es un valor especifico de cada material y representa el alargamiento que experimenta la unidad de longitud de un sólido cuando su temperatura se eleva 1K. d) ¿Podría haber calculado coeficientes de dilatación?

R// Este si se puede calcular sabiendo valores como la longitud final longitud inicial y la temperatura mediante la fórmula de dilatación lineal la despejamos y luego calculamos el coeficiente de dilatación.

e) El coeficiente de dilatación volumétrica de un sólido es aproximadamente tres veces el coeficiente de dilatación lineal. ¿Es posible demostrarlo con alguno de los experimentos que realizo?

R// En este caso no ya que no podemos medir en ninguno de los experimentos la temperatura por lo cual no podemos hallar el coeficiente de dilatación lineal f) ¿Es importante o necesario tener en cuenta la dilatación térmica de los materiales? ¿En qué situaciones?

R// Si es necesario tener en cuenta la dilatación térmica de los materiales ya que a la hora de hacer algún experimento este se podría salir de control o de los parámetros por no tener esta información.

Con relación al experimento tres, donde se plasmaba en una hoja blanca la silueta del pedazo de aluminio tomado, luego de esto se calentaba con ayuda de un mechero y para observar los cambios que este había tomado se volvía a plasmar la silueta en la hoja.

Obteniendo como evidencia el siguiente video, donde tambien se muestra los resultados obtenidos: https://www.youtube.com/watch?v=gR_VmgoeHH8 Imagen 6. Experimento tres

a) A simple vista ¿Se nota la expansión de los materiales utilizados?

R// Se puede observar al momento de realizar el experimento tres, que el aluminio trata de contraerse y cambio de forma en alguna de sus dimensiones. En el papel se observa un poco la reducción de este. Como se logra ver en el video en la parte final. b) ¿Qué material sería mejor conductor y por qué? Explique su respuesta R// La mayoría de los metales son excelentes conductores, un claro ejemplo de esto es el oro, la plata, el hierro, entre otros. Ya que conducen de manera adecuada el calor. Este calor puede fluir desde el objeto más caliente, hasta el más frio, hasta alcanzar la misma temperatura.

c) ¿Qué unidades tiene el coeficiente de dilatación lineal? Explique R// La unidad correspondiente al coeficiente de dilatación lineal es C°-1, esto se debe a que cuando se presente un aumento en la energía almacenada, o por el contrario disminuye, el cuerpo experimenta una expansión al calentarse y se contrae al enfriarse. d) ¿Podría haber calculado coeficientes de dilatación?

R// Se puede calcular un valor de coeficiente de dilatación, pero este sería netamente experimental, ya que mucho de los materiales cuentan con un coeficiente ya establecido. Se podrían comparan estos valores para obtener un error porcentual en la práctica. e) El coeficiente de dilatación volumétrica de un sólido es aproximadamente tres veces el coeficiente de dilatación lineal. ¿Es posible demostrarlo con alguno de los experimentos que realizo?

R// Para el caso del experimento tres, no es posible demostrarlo. f) ¿Es importante o necesario tener en cuenta la dilatación térmica de los materiales? ¿En qué situaciones?

R// Si, ya que para realizar algunos proyectos, trabajos, maquinaria y entre otras cosas este juega un papel muy importante. Con esto disminuiría la tasa de error y fracaso de cada uno de los proyectos de la vida diaria que se pueden ver reflejados en estructuras grandes como los puentes y edificaciones.

Para el cuarto experimento, se utilizaron los siguientes materiales: • • • •

Plastilina Un vaso Aluminio Una fuente de calor(Estufa)

La plastilina tiene que tener el área del vaso como se muestra en la imagen

Luego colocamos la plastilina sobre el aluminio y la ponemos en la fuente de calor

Dejamos los materiales un corto tiempo sobre la fuente de calor, en este caso yo los deje un minuto y treinta segundos, luego de este tiempo notamos el cambio que tuvo la plastilina encima de la fuente de calor

La plastilina sufriรณ un cambio en su รกrea y su superficie se dilato, ahora vamos a poner el vaso encima para mirar que su รกrea cambio.

Como parte de la evidencia se tiene el siguiente video, donde se puede ver como se realiza la experiencia: https://www.youtube.com/watch?v=ZtwbIF-YwDE a) A simple vista ¿Se nota la expansión de los materiales utilizados?

R// si, se nota la expansión del material ya que las altas temperaturas hacen que surja esta expansión. b) ¿Qué material sería mejor conductor y por qué? Explique su respuesta R// En mi ejercicio el material usado es la plastilina ya que esta es la que genera el cambio más visible y nos sirve como un limitador de la corriente. c) ¿Qué unidades tiene el coeficiente de dilatación lineal? Explique R// En cm ya que es lo que se expande o se contra el material que se usa. d) ¿Podría haber calculado coeficientes de dilatación?

R// Si, pero como no se tiene los materiales para calcular la temperatura no se pudo calcular el coeficiente de dilatación. e) El coeficiente de dilatación volumétrica de un sólido es aproximadamente tres veces el coeficiente de dilatación lineal. ¿Es posible demostrarlo con alguno de los experimentos que realizo?

R// Si sería posible pero no se calcula debía a que no tengo los valores de temperatura. f) ¿Es importante o necesario tener en cuenta la dilatación térmica de los materiales? ¿En qué situaciones?

R// Si es importante ya que todos los materiales sufren un cambio cuando son expuestos a altas temperatura, una situación seria los rieles del ferrocarril que no están soldados entre si y se cortan sus extremos para así formar un Angulo.

CONCLUSIONES  Al exponer la plastilina a altas temperaturas se expande y su a vez el aluminio sufre una dilatación, con esto sabemos que al exponer un material a altas temperaturas sufre un cambio.  Con este laboratorio pudimos observar el cómo las partículas pueden cambiar su volumen simplemente cambiando su temperatura. 



Del primer experimento se concluye que gracias al aumento de temperatura la arandela no entrara en el recipiente ya que sus dimensiones aumentan, el cual se determina que el efecto combinado (calor-metal) es el que da el aumento del volumen del cuerpo.

Gracias al calor suministrado en el experimento tres, se puede concluir que el papel aluminio trata de contraerse. Dependiendo el material se puede observar cómo se expande o se contrae al suminístrale un aumento o disminución de la temperatura.

BIBLIOGRAFIA 

https://fisica.laguia2000.com/conceptos-basicos/dilatacion-termica



https://nucleovisual.com/dilatacion-lineal/



https://www.lifeder.com/dilatacionsuperficial/#:~:text=La%20dilataci%C3%B3n%20superficial%20es%20la,di mensiones%20en%20la%20misma%20proporci%C3%B3n.



https://nucleovisual.com/dilatacion-volumetrica/



https://www.fisicalab.com/apartado/dilataciontermica#:~:text=%CE%BB%3A%20Coeficiente%20de%20dilataci%C3%B3 n%20lineal,tambi%C3%A9n%20se%20usa%20el%20%C2%BAC

SEGUNDO CORTE

CALOR ESPECIFICO RESUMEN Para el presente laboratorio se realizĂł la prĂĄctica que tiene como tema calor especifico, el cual se ejecutĂł con ayuda de un simulador virtual.

Este simulador nos da seis distintos sólidos el cual nos permite variar la masa de estos, para el procedimiento primero se sumerge en agua a 100°C para alcanzar el equilibrio tÊrmico, despuÊs de esto el metal pasa por un recipiente que tiene 200mL de agua donde su temperatura estå a 20°C y así poder obtener la temperatura de equilibrio. Calculando el calor especifico se pudo obtener la capacidad calorífica.

INTRODUCCIÓN El calor especifico se puede expresar como la cantidad de transferencia de calor a un cuerpo, esta energía es la que se aporta para aumentar la temperatura de dicho objeto. La capacidad calorífica de un cuerpo se puede calcular mediante la ecuación: � = �� (1) De igual manera, se puede expresar como la cantidad de calor requerida para elevar 1°C a determinado objeto o sustancia. Si la capacidad calorífica aumenta, serå mucho mayor el calor que se transmite y entrega.

El calor especifico es una propiedad intensiva, que no depende de la materia, y por lo tanto es constate a cada sustancia. Este se puede hallar con la siguiente ecuaciĂłn:

đ?‘¸ = đ?’Žđ?’„(đ?‘ťđ?’‡ − đ?‘ťđ?’Š )(2) Donde c es el calor especifico, Q el calor del sistema, m la masa y existe una variaciĂłn de la Temperatura (T). Cuanto mayor sea el calor especĂ­fico, mayor cantidad de calor podrĂĄ absorber esa sustancia sin calentarse significativamente.

La ecuaciĂłn del error porcentual nos indicara un error relativo en tĂŠrminos de porcentaje. Esto se da al realizar una aproximaciĂłn a un valor matemĂĄtico resultante de una mediciĂłn, y este estĂĄ dado por la siguiente ecuaciĂłn:

đ?’†% = |

đ?‘˝đ?‘ť −đ?‘˝đ?‘¨

| ∗ đ?&#x;?đ?&#x;Žđ?&#x;Ž (3) đ?‘˝đ?‘ť Para esta prĂĄctica de calor especifico, fue importante el manejo de las ecuaciones con el fin de obtener los resultados mĂĄs Ăłptimos, y de ahĂ­ sacar el error porcentual.

METODO EXPERIMENTAL Para este laboratorio se usĂł un simulador, en este simulador tenĂ­amos 6 elementos diferentes al igual que diferentes pesos (Imagen 1 - Experimento) para realizar el experimento.

Este experimento consistió en escoger cada uno de los materiales asignándole 10 masas diferentes, luego esto se empezaron a tomar los datos de las temperaturas tanto de los materiales como del agua, todos estos datos fueron registrado en tablas para después realizar los cálculos de la capacidad calorífica y el calor especifico.

Imagen 1. Simulador

Imagen 2. Simulador

ANALISIS Y RESULTADOS Podemos observar en las tablas que se mostraran a continuaciĂłn, a medida que la masa se incrementa la transferencia de calor hacia el agua tambiĂŠn aumenta, haciĂŠndonos ver que la masa es un factor muy importante a la hora de transferir calor.

Decimos que la transferencia de calor es cuando dos objetos con diferentes temperaturas se tocan como lo podemos ver en cualquiera de los materiales de simulador cuando su temperatura se eleva hasta los 100 °C y despuÊs de ponerse en contacto con el agua a 20 °C, se puede ver como el material le pasa calor al agua y el agua hace que el material baje su temperatura.

Con ayuda del simulador, se tomaron los datos correspondientes a cada uno de los materiales, y se organizaron en diferentes tablas con el fin de hallar los valores de calor especifico, usando el teorema de la conservaciĂłn de la energĂ­a y de la ecuaciĂłn 2.

Tabla 1. Hierro - Agua Masa(Kg) 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05 0,055 0,06 0,065

Ti (°C)

100

Tf(°C) 20,9 21,1 21,3 21,5 21,7 21,9 22,1 22,3 22,5 22,7

Promedio

Hierro - Agua c(J/Kg°c) Magua(Kg) Ti agua(°C) Tf agua(°C) cagua(J/Kg°C) 475,94 20,9 466,66 21,1 460,64 21,3 456,82 21,5 454,09 21,7 0,2 20 4183 452,34 21,9 451,05 22,1 450,31 22,3 449,78 22,5 449,6 22,7 456,723

Para la tabla 1, correspondiente al hierro se encontró como valor promedio del calor especifico de 456,723 J/kg°C, al cual usando la fórmula del error porcentual (ecuación 3), de la siguiente manera.

đ?’†% = |

đ?&#x;’đ?&#x;“đ?&#x;Žâˆ’đ?&#x;’đ?&#x;“đ?&#x;”,đ?&#x;•đ?&#x;?đ?&#x;‘ đ?&#x;’đ?&#x;“đ?&#x;Ž

| ∗ đ?&#x;?đ?&#x;Žđ?&#x;Ž = đ?&#x;?, đ?&#x;“%

Esto indicando un error porcentual del 1,5% en el cĂĄlculo del calor especifico del hierro.

Se realizaron tambien los cĂĄlculos de cada sistema con el fin de hallar la capacidad calorĂ­fica por medio de la ecuaciĂłn 1, donde es necesario tener en cuenta la masa del material y el calor especifico previamente hallado.

Obteniendo los siguientes resultados para el hierro:

Tabla 2. Capacidad calorífica - Hierro

Masa(Kg) 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05 0,055 0,06 0,065

Hierro - Agua c(J/Kg°c) Capacidad calorifica(J/°C) 475,94 9,519 466,66 11,667 460,64 13,819 456,82 15,989 454,09 18,164 452,34 20,355 451,05 22,553 450,31 24,767 449,78 26,987 449,6 29,224

Se puede observar que a medida que la masa del material en este caso hierro, la capacidad calorífica tambien. Para mejor representación se tiene en cuenta el siguiente gráfico Grafico 1. C vs m (Hierro)

En el grafico 1, observamos como aumenta la capacidad calorífica, cuando su masa aumenta.

Correspondiente al aluminio se recolectaron los datos en la siguiente tabla, con el fin de calcular el calor especifico de dicho material.

Tabla 3. Aluminio – Agua Masa(Kg) 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05 0,055 0,06 0,065

Ti (°C)

100

Aluminio - Agua c(J/Kg°c) Magua(Kg) Ti agua(°C) Tf agua(°C) cagua(J/Kg°C) 908,18 21,7 902,34 22,1 899,56 22,5 899,23 22,9 899,86 23,3 0,2 20 4183 901,66 23,7 903,83 24,1 906,71 24,5 890 24,8 894,75 25,2 900,612

Tf(°C) 21,7 22,1 22,5 22,9 23,3 23,7 24,1 24,5 24,8 25,2

Promedio

Para la tabla 3, correspondiente al aluminio se encontró como valor promedio aproximado del calor especifico de 900,612 J/kg°C, el cual se compara con su valor teórico de 900 J/kg°C, al cual usando la fórmula del error porcentual (ecuación 3), de la siguiente manera.

đ?’†% = |

đ?&#x;—đ?&#x;Žđ?&#x;Žâˆ’đ?&#x;—đ?&#x;Žđ?&#x;Ž,đ?&#x;”đ?&#x;?đ?&#x;? đ?&#x;—đ?&#x;Žđ?&#x;Ž

| ∗ đ?&#x;?đ?&#x;Žđ?&#x;Ž = đ?&#x;Ž, đ?&#x;Žđ?&#x;”đ?&#x;–%

Indicando que se obtuvo un error del 0,068%, en el cĂĄlculo del calor especifico en el aluminio.

Tabla 4. Capacidad calorífica – Aluminio

Masa(Kg) 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05 0,055 0,06 0,065

Alumino - Agua c(J/Kg°c) Capacidad calorifica(J/°C) 908,18 18,164 902,34 22,559 899,56 26,987 899,23 31,473 899,86 35,994 901,66 40,575 903,83 45,192 906,71 49,869 890 53,400 894,75 58,159

Grafico 2. C vs m (Aluminio)

De la misma manera se tiene los datos correspondientes al berilio, para hacer sus cálculos de calor especifico y capacidad calorífica.

Tabla 5. Berilio – Agua Masa(Kg) 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05 0,055 0,06 0,065

Ti (°C)

100

Promedio

Tf(°C) 23,3 24,1 24,9 25,7 26,4 27,1 27,8 28,5 29,2 29,9

Berilio - Agua c(J/Kg°c) Magua(Kg) Ti agua(°C) Tf agua(°C) cagua(J/Kg°C) 1799,72 23,3 1808,14 24,1 1819,5 24,9 1834,08 25,7 1818,69 26,4 0,2 20 4183 1810,93 27,1 1807,61 27,8 1808,51 28,5 1811,84 29,2 1817,89 29,9 1813,691

Un cuerpo que tiene un alto calor especifico significa que es un a material que necesita más energía calorífica para elevar su temperatura, por el contrario, un cuerpo que tenga un bajo calor especifico va a requerir menos cantidad de energía calórica para subir su temperatura.

Para la tabla 5, correspondiente al berilio se encontró como valor promedio aproximado del calor especifico de 1813,691 J/kg°C, el cual se compara con su valor teórico de 1825 J/kg°C, al cual usando la fórmula del error porcentual (ecuación 3), de la siguiente manera.

đ?’†% = |

đ?&#x;?đ?&#x;–đ?&#x;?đ?&#x;“−đ?&#x;?đ?&#x;–đ?&#x;?đ?&#x;?,đ?&#x;”đ?&#x;—đ?&#x;? đ?&#x;?đ?&#x;–đ?&#x;?đ?&#x;“

| ∗ đ?&#x;?đ?&#x;Žđ?&#x;Ž = đ?&#x;Ž, đ?&#x;”đ?&#x;?%

Indicando que se obtuvo un error del 0,62%, en el cĂĄlculo del calor especifico del berilio.

Tabla 6. Capacidad calorĂ­fica - Berilio

Masa(Kg) 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05 0,055 0,06 0,065

Berilio - Agua c(J/Kg°c) Capacidad calorifica(J/°C) 1799,72 35,994 1808,14 45,204 1819,5 54,585 1834,08 64,193 1818,69 72,748 1810,93 81,492 1807,61 90,381 1808,51 99,468 1811,84 108,710 1817,89 118,163 Grafico 3. C vs m (Berilio)

El berilio experimenta un calor especifico elevado, en comparaciĂłn con los materiales anteriores, esto demuestra que este puede contener una gran capacidad de energĂ­a tĂŠrmica.

De la misma manera se obtienen los datos correspondientes al grafito, para poder calcular su calor especifico y capacidad calorĂ­fica, estos datos se expresan en las siguientes tablas.

Tabla 7. Grafito – Agua Masa(Kg) 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05 0,055 0,06 0,065

Ti (°C)

100

Grafito - Agua Magua(Kg) Ti agua(°C) Tf agua(°C) cagua(J/Kg°C) 690,96 21,3 726,73 21,7 715,04 22 707,67 22,3 702,57 22,6 0,2 20 4183 699,37 22,9 719,89 23,3 716,74 23,6 714,57 23,9 713,15 24,2 710,669

Tf(°C) 21,3 21,7 22 22,3 22,6 22,9 23,3 23,6 23,9 24,2

c(J/Kg°c)

Promedio

Para la tabla 7, correspondiente al grafito se encontró como valor promedio aproximado del calor especifico de 710,669 J/kg°C, el cual se compara con su valor teórico de 710 J/kg°C, al cual usando la fórmula del error porcentual (ecuación 3), de la siguiente manera.

đ?’†% = |

đ?&#x;•đ?&#x;?đ?&#x;Žâˆ’đ?&#x;•đ?&#x;?đ?&#x;Ž,đ?&#x;”đ?&#x;”đ?&#x;— đ?&#x;•đ?&#x;?đ?&#x;Ž

| ∗ đ?&#x;?đ?&#x;Žđ?&#x;Ž = đ?&#x;Ž, đ?&#x;Žđ?&#x;—đ?&#x;’%

Indicando que se obtuvo un error del 0,094%, en el cĂĄlculo del calor especifico del grafito.

Tabla 8. Capacidad calorífica – Grafito

Masa(Kg) 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05 0,055 0,06 0,065

Grafito - Agua c(J/Kg°c) Capacidad calorifica(J/°C) 690,96 13,819 726,73 18,168 715,04 21,451 707,67 24,768 702,57 28,103 699,37 31,472 719,89 35,995 716,74 39,421 714,57 42,874 713,15 46,355

En la tabla 8, se presentan los datos correspondientes a la capacidad calorífica del grafito, donde se observa que esta aumenta cuando su masa tambien lo hace.

Se mostrará a continuación un gráfico, donde se representa mejor el crecimiento de estas dos variables Grafico 4. C vs m (Grafito)

Otro de los materiales utilizados en la simulación corresponde al cobre, donde se recopilaron los datos necesarios para hallar su calor especifico y capacidad calorífica de cada sistema.

Tabla 9. Cobre – Agua Masa(Kg) 0,02 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05 0,055 0,06 0,065 0,07

Ti (°C)

100

Promedio

Tf(°C) 20,7 21,1 21,3 21,4 21,6 21,8 22 22,1 22,3 22,5

Cobre - Agua Magua(Kg) Ti agua(°C) Tf agua(°C) cagua(J/Kg°C) 369,24 20,7 388,79 21,1 394,78 21,3 372,53 21,4 379,41 21,6 0,2 20 4183 385,14 21,8 390,02 22 375,88 21,1 381,03 22,3 385,53 22,5 382,235

c(J/Kg°c)

Para la tabla 9, correspondiente al cobre se encontró como valor promedio aproximado del calor especifico de 382,235 J/kg°C, el cual se compara con su valor teórico de 390 J/kg°C, al cual usando la fórmula del error porcentual (ecuación 3), de la siguiente manera.

đ?’†% = |

đ?&#x;‘đ?&#x;—đ?&#x;Žâˆ’đ?&#x;‘đ?&#x;–đ?&#x;?,đ?&#x;?đ?&#x;‘đ?&#x;“ đ?&#x;‘đ?&#x;—đ?&#x;Ž

| ∗ đ?&#x;?đ?&#x;Žđ?&#x;Ž = đ?&#x;?, đ?&#x;—đ?&#x;—%

Indicando que se obtuvo un error del 1,99%, en el cĂĄlculo del calor especifico del cobre.

Tabla 10. Capacidad calorífica – Cobre

Masa(Kg) 0,02 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05 0,055 0,06 0,065 0,07

Cobre - Agua c(J/Kg°c) Capacidad calorifica(J/°C) 369,24 7,385 388,79 11,664 394,78 13,817 372,53 14,901 379,41 17,073 385,14 19,257 390,02 21,451 375,88 22,553 381,03 24,767 385,53 26,987

Del mismo modo en la tabla 10, se presenta un aumento de la capacidad calorĂ­fica del cobre, cuando su masa aumenta, esto se representa en el siguiente grĂĄfico: Grafico 5.

Por Ăşltimo, el simulador tambien permitĂ­a conocer los datos necesarios con respecto al oro. Con el fin de calcular su calor especifico y capacidad calorĂ­fica.

Gracias a esto se obtuvieron los siguientes datos representados en la siguiente tabla, con sus respectivos cĂĄlculos.

Tabla 11. Oro - Agua Oro - agua Masa(Kg) 0,02 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05 0,055 0,06 0,065 0,07

Ti (°C)

100

Tf(°C) 20,2 20,4 20,4 20,5 20,6 20,6 20,7 20,7 20,8 20,9

Promedio

c(J/Kg°c) 104,84 140,13 120,11 131,54 140,49 126,44 134,27 123,08 130,01 135,98 128,689

Magua(Kg) Ti agua(°C) Tf agua(°C) cagua(J/Kg°C) 20,2 20,4 20,4 20,5 20,6 0,2 20 4183 20,6 20,7 20,7 20,8 20,9

Para la tabla 11, correspondiente al oro se encontró como valor promedio aproximado del calor especifico de 128,689 J/kg°C, el cual se compara con su valor teórico de 130 J/kg°C, al cual usando la fórmula del error porcentual (ecuación 3), de la siguiente manera.

đ?’†% = |

đ?&#x;?đ?&#x;‘đ?&#x;Žâˆ’đ?&#x;?đ?&#x;?đ?&#x;–,đ?&#x;”đ?&#x;–đ?&#x;— đ?&#x;?đ?&#x;‘đ?&#x;Ž

| ∗ đ?&#x;?đ?&#x;Žđ?&#x;Ž = đ?&#x;?, đ?&#x;Žđ?&#x;?%

Indicando que se obtuvo un error del 1,01%, en el cĂĄlculo del calor especifico del oro.

Tabla 12. Capacidad calorĂ­fica - Oro Masa(Kg) 0,02 0,03 0,035 0,04 0,045 0,05 0,055 0,06 0,065 0,07

Oro - Agua c(J/Kg°c) Capacidad calorifica(J/°C) 104,84 2,097 140,13 4,204 120,11 4,204 131,54 5,262 140,49 6,322 126,44 6,322 134,27 7,385 123,08 7,385 130,01 8,451 135,98 9,519

Se puede observar que el oro al aumentar su masa, la capacidad calorĂ­fica aumenta, de manera lenta. Con la siguiente grafica se podrĂĄ entender mejor

Grafica 6. C vs m (Oro)

El calor específico es importante porque tenemos que elevar la temperatura de toda la masa o sustancia en una unidad y está siempre dependerá del valor de la temperatura inicial.

La capacidad calorífica es la cantidad de calor que hay que aportar a toda la masa de un material para elevar su temperatura en una unidad. Un ejemplo de la importancia de esta seria en el clima, Gracias a la alta capacidad calorífica del agua se necesita mucho calor para subir la temperatura de esta.

A continuación, se presentarán unas evidencias de los cálculos que se realizaron, correspondientes a la practica con calor especifico y capacidad calorífica.

Imágenes 1. Cálculos calor especifico

CONCLUSIONES 







Se puede concluir que el calor es energía que es transferida de un sistema a otro, la transmisión de calor del metal hacia el agua hace que las moléculas de este aumenten su movimiento provocando que la temperatura del agua aumente.

Gracias a este experimento pudimos observa como la masa de un objeto influye en gran medida a la hora de elevar su temperatura ya que necesitara mayor energía calorífica.

La capacidad calorífica del agua, presenta un cambio de temperatura al entrar en contacto con otro sistema en este caso los distintos materiales usados en la práctica. Tambien se nota un cambio en esta cuando la masa del material aumenta.

El calor es energía que es transferida de un sistema a otro, debido a que se encuentran a diferentes niveles de temperatura. Por esta razón, al poner los dos cuerpos en contacto, el que se encuentra a mayor temperatura transfiere calor al otro hasta que se logra el equilibrio térmico; además El equilibrio térmico se establece entre sustancias en contacto térmico por la transferencia de energía, en este caso calor.

BIBLIOGRAFÍA

 https://diccionario.motorgiga.com/calor-especifico  https://elbuhosabio.info/  

https://www.researchgate.net/ SEARS-ZEMANSKY. Física universitaria. Vol. 1. Undécima edición.

Pearson Educación.2004

MASA RESORTE

RESUMEN Para el presente laboratorio se realizĂł la prĂĄctica sobre la ley de Hooke (masaresorte), el cual se realizĂł con ayuda de un simulador web.

Para el primer procedimiento se tomaron diferentes masas, tambiĂŠn se midiĂł la longitud de estiramiento (L) para asĂ­ hallar el valor del alargamiento del resorte.

Para el movimiento armĂłnico simple se suspendieron distintas masas del resorte con distintas gravedades y variando la constante del resorte para hacer que el cuerpo oscile unas 10 veces y asĂ­ tomar el tiempo, esto se realizĂł 2 veces mĂĄs para hacer un promedio, con esto hallamos periodo y el valor de la constante (k) para ambos casos.

INTRODUCCIĂ“N La ley de Hooke, establece la relaciĂłn de alargamiento o estiramiento longitudinal.

El objeto tiene la capacidad de regresar a su forma original cuando cesa la deformaciĂłn, tambien influye el material.

Imagen 1. Ley de Hooke

La ley de Hooke esta expresada por la siguiente ecuaciĂłn:

đ?‘­ = −đ?’Œđ?’™ (1) Donde F es la fuerza elĂĄstica del sistema donde actĂşa la masa del objeto y la gravedad, k es la constante del resorte y x es la variaciĂłn del desplazamiento final a la inicial del resorte.

El movimiento armĂłnico simple, describe el movimiento de cierta partĂ­cula que es sometida a una fuerza restauradora proporcional a su desplazamiento. Para el

desarrollo de esta prĂĄctica, se tendrĂĄ en cuenta el periodo de oscilaciĂłn dado por la siguiente formula:

đ?‘ť = đ?&#x;?đ??…√

đ?’Ž đ?’Œ

(2)

Donde T es el periodo, m la masa del objeto en el sistema de masa-resorte y k es la constante del resorte.

Para esta prĂĄctica tenemos el simulador que nos permitirĂĄ obtener cada uno de los valores necesarios, para realizar los cĂĄlculos y encontrar las diferentes variables enunciadas anteriormente propuestas en los resultados de la prĂĄctica.

METODO EXPERIMENTAL Para este laboratorio hicimos uso de una herramienta virtual, el cual consistĂ­a en un resorte del cual podĂ­amos cambiar constante K y tambiĂŠn tenemos una masa que es variable, una vez definimos estos dos valores procedemos realizar el experimento, en una tabla registramos el valor de la masa y el alargamiento del resorte para de esta manera hallar el valor de F que es la deformaciĂłn en un resorte.

Esto debemos hacerlo en tres planetas diferentes que son la luna la tierra y jĂşpiter.

Estos datos los procedemos a poner en una grĂĄfica y luego procedemos a linealizar si es necesario.

Imagen 2. Simulador

En la segunda parte del experimento tenemos las mismas masas y constante de elasticidad K, y tambiĂŠn los mismos tres planetas, pero esta vez debemos registrar en las tablas el tiempo que tarda el resorte en hacer 10 oscilaciones, en este caso nos ayudaremos del reloj que el mismo laboratorio nos da, una vez tengamos los valores en la tabla procedemos a hallar la frecuencia (T) Y la frecuencia al cuadrado.

Estos datos los procedemos a poner en una grĂĄfica y luego procedemos a linealizar si es necesario.

Imagen 3. Simulador

ANALISIS Y RESULTADOS Para el resorte 1 se tiene los siguientes datos: Imagen 4. Resorte 1

Tabla 1. Tierra con resorte 1 m(g) x(cm) F(D)

50 12 490

60 14 588

70 17 686

Tierra - Resorte 1 80 90 20 22 784 882

Gravedad(m/s^2) 100 25 980

110 27 1078

120 29 1176

130 32 1274

110 5 176

120 5 192

130 6 208

9,8

Tabla 2. Luna con resorte 1 m(g) x(cm) F(D)

50 2 80

60 2,5 96

70 3 112

Luna - Resorte 1 80 90 3 4 128 144

Gravedad(m/s^2) 100 4 160

1,6

Tabla 3. JĂşpiter con resorte 2 m(g) x(cm) F(D)

50 31 1240

60 37 1488

70 43 1736

Jupiter - Resorte 1 80 90 49 57 1984 2232

Gravedad(m/s^2) 100 63 2480

110 69 2728

120 75 2976

130 82 3224

24,8

Grafica 1. F vs x (Resorte 1)

De la gráfica 1 se observa que hay una relación entre la longitud de un resorte y la fuerza que se le ejerce, en este caso el peso de la masa, ya que es una relación directa. Tambien se puede evidenciar que la gravedad en la luna influye en el desplazamiento (x) del resorte.

Imagen 5. Resorte 2

Tabla 4. Tierra con resorte 2 m(g) x(cm) F(D)

50 6 490

60 7 588

70 9 686

Tierra - Resorte 2 80 90 10 11 784 882

Gravedad(m/s^2) 100 12 980

110 14 1078

120 15 1176

130 16 1274

9,8

Tabla 5. Luna con resorte 2 m(g) x(cm) F(D)

50 1 80

60 1,5 96

70 2 112

Luna - Resorte 2 80 90 2 2 128 144

Gravedad(m/s^2) 100 2 160

110 3 176

120 3 192

130 3 208

1,6

Tabla 6. Júpiter con resorte 2 m(g) x(cm) F(D)

50 16 1240

60 19 1488

70 22 1736

Jupiter - Resorte 2 80 90 25 28 1984 2232

Gravedad(m/s^2) 100 31 2480

110 34 2728

120 37 2976

130 41 3224

24,8

Grafico 2. F vs x (Resorte 2)

De la gráfica 2 se observa que hay una relación entre las variables, la cual, al aumentar el peso también aumenta su longitud. De manera igual se ve como la gravedad de la luna influye en el desplazamiento (x) del resorte, haciendo que este sea muy pequeño.

Imagen 6. Resorte 3

Tabla 7. Tierra con resorte 3 m(g) x(cm) F(D)

50 4,5 490

60 5 588

70 6 686

Tierra - Resorte 3 80 90 7 8 784 882

Gravedad(m/s^2) 100 9 980

110 10 1078

120 11 1176

130 12 1274

9,8

Tabla 8. Luna con resorte 3 m(g) x(cm) F(D)

50 1 80

60 1 96

70 1,5 112

Luna - Resorte 3 80 90 1,5 1,5 128 144

Gravedad(m/s^2) 100 2 160

110 2 176

120 2 192

130 2 208

110 25 2728

120 27 2976

130 30 3224

1,6

Tabla 9. Júpiter con resorte 3 m(g) x(cm) F(D)

50 12 1240

60 14 1488

70 16 1736

Jupiter - Resorte 3 80 90 18 20 1984 2232

Gravedad(m/s^2) 100 23 2480

24,8

Grafico 3. F vs x (Resorte 3)

La grafica presenta una recta creciente, donde la fuerza es proporcional al desplazamiento del resorte.

Al terminar el proceso de cada uno de los resortes usados (Resorte1, resorte 2, y resorte 3) para la prรกctica correspondiente de masa-resorte, usando cada una de las ecuaciones en las grรกficas se puedo estimar el valor de la constante de estiramiento k de cada uno.

Estos resultados se organizaron de la siguiente manera: Tabla 10. K resorte 1

Luna 44,102

Superficie Tierra 39,096

Jupiter 38,719

CGS MKS K Resorte 1(D/cm) K Resorte 1(N/m) 40,639 0.040639

Tabla 11. K resorte 2

Luna 75,295

Superficie Tierra 76,872

Jupiter 80,78

CGS MKS K Resorte 2(D/cm) K Resorte 2(N/m) 77,649 0.077649

Tabla 12. K resorte 3

Luna 85,589

Superficie Tierra 101,1

Jupiter 110,69

CGS MKS K Resorte 3 (D/cm) K Resorte 3(N/m) 99,12633333 0.09912633333

Para el desarrollo del punto 3, de la guĂ­a se tiene en cuenta el uso del cronometro, dejando que el sistema masa resorte oscile 10 veces para obtener un tiempo necesario, para realizar los cĂĄlculos correspondientes.

Imagen 7. Evidencias

Imagen 8. Evidencias

Para las siguientes tablas se tiene en cuenta la ecuaciĂłn 2, para hallar el periodo, con la constante del resorte 1 đ?’Œ = đ?&#x;’đ?&#x;Ž, đ?&#x;”đ?&#x;‘đ?&#x;— đ?‘Ť/đ?’„đ?’Ž. Luego de tener los valores correspondientes al periodo (T), se procede a graficar T vs m.

A continuaciĂłn, se tienen cada uno de los resultados obtenidos de las tablas y graficas que se mostraran con su respectivo anĂĄlisis.

Tabla 13. Luna resorte 1 oscilaciones

m(g) t(s) t(s) prom T(s) T2(s)

50 7,61 7,41 7,55 7,52 6,96 48,57

70 8,46 8,43 8,45 8,44 8,21 67,99

100 10,38 10,35 10,4 10,37 9,85 97,14

120 10,9 10,86 10,92 10,89 10,79 116,57

Luna - Resorte 1 150 180 12,5 13,53 12,53 13,45 12,45 13,49 12,49 13,49 12,07 13,22 145,71 174,85

200 14,2 14,17 14,14 14,17 13,93 194,28

220 14,77 14,84 14,9 14,83 14,61 213,71

250 15,98 15,9 15,94 15,94 15,58 242,85

300 17,32 17,28 17,31 17,3 17,07 291,42

Tabla 14. Tierra resorte 1 oscilaciones m(g) t(s) t(s) prom T(s) T2(s)

50 7,43 7,35 7,45 7,41 6,96 48,57

70 8,44 8,49 8,55 8,49 8,21 67,99

100 10,27 10,32 10,23 10,27 9,85 97,14

120 10,9 10,96 10,93 10,93 10,79 116,57

Tierra - Resorte 1 150 180 12,18 13,42 12,22 13,35 12,1 13,36 12,16 13,37 12,07 13,22 145,71 174,85

200 14,1 14,07 14,11 14,09 13,93 194,28

220 14,72 14,75 14,8 14,75 14,61 213,71

250 15,94 15,98 15,91 15,94 15,58 242,85

300 17,27 17,3 17,23 17,26 17,07 291,42

220 13,95 14,01 13,98 13,98 14,61 213,71

250 14,91 15,03 14,97 14,97 15,58 242,85

300 16,48 16,43 16,39 16,43 17,07 291,42

Tabla 15. JĂşpiter resorte 1 oscilaciones m(g) t(s) t(s) prom T(s) T2(s)

50 7,46 7,13 7,2 7,26 6,96 48,57

70 8,55 8,56 8,6 8,57 8,21 67,99

100 10,06 9,55 10,01 9,87 9,85 97,14

120 11,24 11,27 11,19 11,23 10,79 116,57

Jupiter - Resorte 1 150 180 11,69 12,81 11,73 12,87 11,65 12,9 11,69 12,86 12,07 13,22 145,71 174,85

200 13,37 13,45 13,5 13,44 13,93 194,28

Grafica 4. T vs m (Resorte 1)

Podemos ver que al graficar los datos nos da que este hace una función logarítmica por lo que procedemos a linealizar y nos dará este nuevo gráfico: En este ya podemos ver la ecuación particular en forma lineal, mientras que en la gráfica anterior tenemos la ecuación particular de una función logarítmica.

Grafico 5. Linealización (Resorte 1)

Luego de esto graficamos T^2 vs m y nos da el siguiente gráfico con su correspondiente ecuación particular, en este caso podemos ver que es una función lineal por lo que no tenemos que linealizar.

Grafico 6. T2 vs m (Resorte 1)

Para el resorte 2, se tienen las siguientes tablas, donde la constante de estiramiento es đ?’Œ = đ?&#x;•đ?&#x;•, đ?&#x;”đ?&#x;’đ?&#x;— đ?‘Ť/đ?’„đ?’Ž. tambien haciendo uso de la ecuaciĂłn 2 para hallar la T correspondiente: Tabla 16. Luna resorte 2 oscilaciones m(g) t(s) t(s) prom T(s) T2(s)

50 4,98 5,05 5 5,01 5,04 25,42

70 5,99 6,02 5,99 6 5,96 35,58

100 7,15 7,2 7,15 7,16 7,13 50,84

120 7,78 7,8 7,76 7,78 7,81 61,009

Luna - Resorte 2 150 180 8,7 9,52 8,77 9,55 8,67 9,51 8,71 9,52 8,73 9,56 76,26 91,51

200 10,07 10,09 10,12 10,09 10,08 101,68

220 10,54 10,6 10,5 10,54 10,57 111,85

250 11,21 11,18 11,21 11,2 11,27 127,1

300 12,35 12,31 12,25 12,3 12,35 152,52

220 10,48 10,46 10,42 10,45 10,57 111,85

250 11,18 11,13 11,14 11,15 11,27 127,1

300 12,14 12,19 12,16 12,16 12,35 152,52

220 10,49 10,46 10,5 10,48 10,57 111,85

250 11,21 11,17 11,16 11,18 11,27 127,1

300 11,9 11,88 11,85 11,87 12,35 152,52

Tabla 17. Tierra resorte 2 oscilaciones m(g) t(s) t(s) prom T(s) T2(s)

50 5,09 5,13 5,11 5,11 5,04 25,42

70 5,95 6 5,96 5,97 5,96 35,58

100 7,15 7,12 7,15 7,14 7,13 50,84

120 7,83 7,8 7,81 7,81 7,81 61,009

Tierra - Resorte 2 150 180 8,67 9,5 8,72 9,47 8,63 9,48 8,67 9,48 8,73 9,56 76,26 91,51

200 10,02 10,03 10 10,01 10,08 101,68

Tabla 18. JĂşpiter resorte 2 oscilaciones m(g) t(s) t(s) prom T(s) T2(s)

50 4,98 5,03 5,08 5,03 5,04 25,42

70 5,98 5,93 5,95 5,95 5,96 35,58

100 7,13 7,17 7,18 7,16 7,13 50,84

120 7,83 7,82 7,87 7,84 7,81 61,009

Jupiter - Resorte 2 150 180 8,7 9,57 8,68 9,52 8,77 9,55 8,71 9,54 8,73 9,56 76,26 91,51

200 10,03 10,08 10,05 10,05 10,08 101,68

Grafico 7. T vs m (Resorte 2)

Podemos ver que al graficar los datos T vs m nos da que este hace una función logarítmica por lo que procedemos a linealizar y nos dará este nuevo gráfico: Grafico 8. Linealización (Resorte 2)

Luego de esto graficamos T^2 vs m y nos da el siguiente gráfico con su correspondiente ecuación particular, en este caso podemos ver que es una función lineal por lo que no tenemos que linealizar.

Grafico 9. T2 vs m (Resorte 2)

Para el resorte 3, se tienen las siguientes tablas, donde la constante de estiramiento es đ?’Œ = đ?&#x;—đ?&#x;—, đ?&#x;?đ?&#x;‘ đ?‘Ť/đ?’„đ?’Ž. tambien haciendo uso de la ecuaciĂłn 2 para hallar la T correspondiente: Tabla 19. Luna resorte 3 oscilaciones m(g) t(s) t(s) prom T(s) T2(s)

50 4,45 4,4 4,43 4,42 4,46 19,91

70 5,08 5,07 5,12 5,09 5,27 27,87

100 6,08 6,05 6,05 6,06 6,13 39,82

120 6,62 6,65 6,64 6,63 6,91 47,78

Luna - Resorte 3 150 180 7,37 8,17 7,43 8,16 7,4 8,13 7,4 8,15 7,72 8,46 59,73 71,68

200 8,58 8,53 8,57 8,56 8,92 79,64

220 8,98 8,95 8,93 8,95 9,36 87,61

250 9,63 9,6 9,59 9,6 9,97 99,56

300 10,45 10,43 10,41 10,43 10,93 119,47

220 9 8,97 9,01 8,99 9,36 87,61

250 9,53 9,58 9,55 9,55 9,97 99,56

300 10,42 10,4 10,45 10,42 10,93 119,47

220 8,97 8,92 8,96 8,95 9,36 87,61

250 9,55 9,52 9,51 9,52 9,97 99,56

300 10,47 10,4 10,44 10,43 10,93 119,47

Tabla 20. Tierra resorte 3 oscilaciones m(g) t(s) t(s) prom T(s) T2(s)

50 4,33 4,37 4,32 4,34 4,46 19,91

70 5,06 5 5,03 5,03 5,27 27,87

100 6,07 6,05 6,08 6,06 6,13 39,82

120 6,67 6,65 6,62 6,64 6,91 47,78

Tierra - Resorte 3 150 180 7,39 8,2 7,42 8,18 7,43 8,14 7,41 8,17 7,72 8,46 59,73 71,68

200 8,48 8,5 8,51 8,49 8,92 79,64

Tabla 21. JĂşpiter resorte 3 oscilaciones m(g) t(s) t(s) prom T(s) T2(s)

50 4,37 4,32 4,35 4,34 4,46 19,91

70 4,99 5,03 5 5 5,27 27,87

100 6,07 6,1 6,05 6,07 6,13 39,82

120 6,58 6,55 6,6 6,57 6,91 47,78

Jupiter - Resorte 3 150 180 7,27 8,05 7,25 8,1 7,23 8,08 7,25 8,07 7,72 8,46 59,73 71,68

200 8,58 8,58 8,56 8,57 8,92 79,64

Grafico 10. T vs m (Resorte 3)

Podemos ver que al graficar los datos T vs m nos da que este hace una función logarítmica por lo que procedemos a linealizar y nos dará este nuevo gráfico: Grafico 11. Linealización (Resorte 3)

Linealizacion funcion logaritmica 12 10

Frecuancia (T)

y = 0,0259x + 3,5724 8 6 4 2 0 0

50

100

150

200

250

300

350

Masa (m)

Luego de esto graficamos T^2 vs m y nos da el siguiente gráfico con su correspondiente ecuación particular, en este caso podemos ver que es una función lineal por lo que no tenemos que linealizar.

Grafico 12. T2 vs m

T^2 vs m 140

Frecuancia al cuadrado (T^2)

120 100 y = 0,3983x - 0,0067 80 60 40 20 0 0

50

100

150

200 Masa (m)

Imagen 9. Evidencias

250

300

350

CONCLUSIÓNES 



 

Se observa que a mayor masa hay mayor amplitud en el movimiento del cuerpo y que la masa atada al resorte presenta un movimiento armónico ya que oscila periódicamente con respecto a su posición de equilibrio.

Se puedo observar que entre mayor sea la masa que se pone en el resorte, esto hará que el resorte aumente su elongación, y dependiendo de la gravedad sus oscilaciones serán o más rápido o más lento ya que esta influye una fuerza sobre el sistema.

Podemos decir que la constante de elasticidad K está directamente relacionada con el material o grosor del resorte.

Se logró establecer la diferencia entre cada sistema con los resortes, se ve como la gravedad influyen en cada uno de estos. Siendo la luna la de menor gravedad donde se presenta el menor desplazamiento de cada uno de estos resortes usados en la práctica de masa-resorte

BIBLIOGRAFIA

 http://elfisicoloco.blogspot.com/2014/04/ley-de-hooke.html  

http://www2.montes.upm.es/dptos/digfa/cfisica/dinam1p/mas.html SEARS-ZEMANSKY. Física universitaria. Vol. 1. Undécima edición. Pearson Educación.2004

PENDULO SIMPLE

RESUMEN Para el presente laboratorio se realizĂł la prĂĄctica sobre el comportamiento de un pĂŠndulo simple, el cual se ejecutĂł con ayuda de un simulador virtual.

En el cual se trabajó con diferentes grados (15°, 30°, 45° y 60°), masas, gravedad (tierra, júpiter, luna, random) y tambiÊn se varió la longitud.

Se tomĂł el tiempo de las oscilaciones 3 veces para asĂ­ hallar el promedio de este, tambiĂŠn se tomĂł el periodo y se calculĂł al cuadrado, con estos datos obtenidos se procediĂł a calcular la gravedad para hallar el porcentaje (%) de error.

INTRODUCCIĂ“N El pĂŠndulo simple se compone de una masa que estĂĄ en equilibrio, estĂĄ suspendida en un hilo o cuerda de longitud L. Al separar la masa pendular de su punto de equilibrio, oscila a ambos lados de dicha posiciĂłn, desplazĂĄndose sobre una trayectoria circular con movimiento periĂłdico.

Imagen 1. PĂŠndulo simple

El fĂ­sico Galileo Galilei, observĂł que el periodo de oscilaciĂłn es independiente de la amplitud, al menos para pequeĂąas oscilaciones. En cambio, aquel depende de la longitud del hilo. El perĂ­odo de la oscilaciĂłn de un pĂŠndulo simple restringido a oscilaciones de pequeĂąa amplitud puede aproximarse por la siguiente ecuaciĂłn:

đ?‘ť = đ?&#x;?đ??…√

đ?’? đ?’ˆ

(1)

Para esta prĂĄctica se tiene en cuenta como hallar la gravedad, con distintos ĂĄngulos, masas y longitud, en un pĂŠndulo simple. Se puede evidenciar cada uno de los resultados obtenidos, se tiene en cuenta valores teĂłricos para hacer una comparaciĂłn con el valor hallado experimentalmente. Y poder obtener el porcentaje error de dichos valores. Determinando de manera grafico el comportamiento de T en funciĂłn de L. La ecuaciĂłn del error porcentual nos indicara un error relativo en tĂŠrminos de porcentaje. Esto se da al realizar una aproximaciĂłn a un valor matemĂĄtico resultante de una mediciĂłn, y este estĂĄ dado por la siguiente ecuaciĂłn:

đ?’†% = |

đ?‘˝đ?‘ť −đ?‘˝đ?‘¨ đ?‘˝đ?‘ť

| ∗ đ?&#x;?đ?&#x;Žđ?&#x;Ž (2)

METODO EXPERIMENTAL Para este laboratorio usamos un simulador, este simulador nos mostraba cĂłmo funcionaba un pĂŠndulo, en este simulador podĂ­amos modificar la longitud de la cuerda, la masa del objeto y la gravedad. Una vez definimos estos valores espesamos a hacer el laboratorio que consiste en usar el graduador para tomar datos en diferentes ĂĄngulos, empezamos a llenar una tabla con datos de 10 longitudes diferentes, tomamos varios tiempos en cada longitud para asĂ­ tener un valor promedio, y tomamos la frecuencia la cual nos da el mismo simulador, todos estos datos nos ayudaran a calcular la gravedad.

Imagen 2. Simulador de la practica

ANALISIS Y RESULTADOS Una de los valores de gravedad que trabajamos fue el de la tierra, tomando como valor teĂłrico de 9,8 m/s2. Los datos recolectados de diferentes masas y ĂĄngulos obtenidos se organizaron en la siguiente tabla: Tabla 1. m = 0,65kg ď ą = 30° L(m)

0,4 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 12,3 14,76 16,09 16,4 17,57 17,76 17,84 t(s) 13,38 14,04 15,37 15,86 17,19 17,3 17,93 12,42 14,72 15,77 16,01 16,84 17,88 18,09 t(s) prom 12,7 14,5066667 15,74333 16,09 17,2 17,64667 17,95333 T (s) 1,2908 1,4432 1,5135 1,589 1,6455 1,7076 1,7675 T^2(s) 1,66616464 2,08282624 2,290682 2,524921 2,70767 2,915898 3,124056 g(m/s^2) 9,47767505 9,47712701 9,478892 9,381304 9,477141 9,477319 9,477682

0,8 0,9 1 18,74 19,53 20,57 18,65 19,55 20,55 18,61 19,72 21,34 18,66667 19,6 20,82 1,8255 1,9363 2,041 3,33245 3,749258 4,165681 9,477331 9,476696 9,477062

El valor promedio de la gravedad para la tabla 1 es de 9,467 m/s2, con ayuda de la ecuaciĂłn 2 se lograra determinar el error porcentual del con respecto al valor teĂłrico y experimental, de la siguiente manera:

đ?’†% = |

đ?&#x;—, đ?&#x;– − đ?&#x;—, đ?&#x;’đ?&#x;”đ?&#x;• | ∗ đ?&#x;?đ?&#x;Žđ?&#x;Ž = đ?&#x;‘, đ?&#x;’đ?&#x;Ž% đ?&#x;—, đ?&#x;–

Se tiene que hubo un error del 3,40% respecto al valor teĂłrico de la gravedad de la tierra.

Tabla 2. m = 0,85kg ď ą = 30° L(m)

0,4

0,5

0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 0,8 0,9 13,16 14,74 15,41 15,91 16,62 17,36 17,62 18,2 19,32 t(s) 13,18 14,57 15,07 15,8 16,27 17,49 18,21 18,66 19,73 13,1 14,75 15,26 15,87 15,96 17,23 17,75 18,55 19,53 t(s) prom 13,1466667 14,6866667 15,24667 15,86 16,28333 17,36 17,86 18,47 19,52667 T (s) 1,2908 1,4408 1,5136 1,5795 1,6425 1,7076 1,7665 1,8233 1,9323 T^2(s) 1,66616464 2,07590464 2,290985 2,49482 2,697806 2,915898 3,120522 3,324423 3,733783 g(m/s^2) 9,47767505 9,50872618 9,47764 9,494492 9,511792 9,477319 9,488416 9,500216 9,515972

Correspondiente a la tabla 2, el valor promedio de la gravedad es de 9,49 m/s2, se procederĂĄ a comparar con el valor teĂłrico de la gravedad de la tierra. Para hallar su correspondiente error porcentual.

đ?’†% = |

đ?&#x;—, đ?&#x;– − đ?&#x;—, đ?&#x;’đ?&#x;— | ∗ đ?&#x;?đ?&#x;Žđ?&#x;Ž = đ?&#x;‘, đ?&#x;?đ?&#x;”% đ?&#x;—, đ?&#x;–

1 20,39 20,37 20,51 20,42333 2,0339 4,136749 9,543343

Se tiene que hubo un error del 3,16% respecto al valor teórico de la gravedad de la tierra. Se compararon los resultados de las tablas en graficas de T en función de L, tambien de T2 en función de L. Grafica 1. T en función de L (Gravedad Tierra)

Al graficar los puntos, algunos se salieron de la recta, indican algún tipo de error en la toma de datos.

Grafico 2. T2 en función de L (Gravedad Tierra)

Al elevar al cuadrado el período y graficarlo en función del largo de la cuerda obtenemos como resultado una recta, las oscilaciones de amplitud pequeña, el periodo y la raíz cuadrada de la longitud del péndulo simple son proporcionales. Se observa que el periodo vario un poco a comparación de los datos con el periodo normal.

Del mismo modo para un ĂĄngulo de 60° en la gravedad de la tierra siendo de 9,8 m/s2. Se organizaron los valores en las siguientes tablas: Tabla 3. m = 0,65kg ď ą = 60°

L(m)

0,4 0,5 0,55 0,6 0,65 0,7 0,75 13,83 15,93 16,05 16,58 16,47 17,89 17,24 t(s) 14,01 15,13 15,97 16,77 17,23 18,08 18,6 13,5 15,47 16,96 16,47 16,64 18,14 18,35 t(s) prom 13,78 15,51 16,32667 16,60667 16,78 18,03667 18,06333 T (s) 1,3616 1,5223 1,5913 1,6569 1,7203 1,7797 1,8644 T^2(s) 1,853955 2,317397 2,532236 2,745318 2,959432 3,167332 3,475987 g(m/s^2) 8,517667 8,517835 8,574687 8,628164 8,670911 8,724975 8,518102

0,8 19,13 19,07 19,89 19,36333 1,9208 3,689473 8,56023

0,9 1 20,3 21,76 20,24 21,43 20,49 21,52 20,34333 21,57 2,0297 2,1529 4,119682 4,634978 8,624592 8,517498

El valor promedio de la gravedad para la tabla 3 es de 8,58 m/s2, con ayuda de la ecuaciĂłn 2 se lograra determinar el error porcentual del con respecto al valor teĂłrico y experimental, de la siguiente manera:

đ?’†% = |

đ?&#x;—, đ?&#x;– − đ?&#x;–, đ?&#x;“đ?&#x;– | ∗ đ?&#x;?đ?&#x;Žđ?&#x;Ž = đ?&#x;?đ?&#x;?, đ?&#x;’đ?&#x;’% đ?&#x;—, đ?&#x;–

Se tiene que hubo un error del 12,44% respecto al valor teĂłrico de la gravedad de la tierra.

Tabla 4. m = 0,85kg ď ą = 60°

L(m)

0,4 13,82 t(s) 13,56 13,95 t(s) prom 13,77667 T (s) 1,3616 T^2(s) 1,853955 g(m/s^2) 8,517667

0,5 15,25 15,79 15,32 15,45333 1,5108 2,282517 8,648002

0,55 15,91 15,9 15,78 15,86333 1,5795 2,49482 8,703284

0,6 17,54 16,9 16,9 17,11333 1,6676 2,78089 8,517796

0,65 17,44 17,56 17,61 17,53667 1,7307 2,995322 8,567015

0,7 18,14 18,01 18,16 18,10333 1,7905 3,20589 8,620037

0,75 18,6 18,94 19,15 18,89667 1,8489 3,418431 8,661521

0,8 19,32 19,13 19,63 19,36 1,9256 3,707935 8,517606

0,9 20,38 20,32 20,12 20,27333 2,0336 4,135529 8,591543

Correspondiente a la tabla 2, el valor promedio de la gravedad es de 8,60 m/s2, se procederĂĄ a comparar con el valor teĂłrico de la gravedad de la tierra. Para hallar su correspondiente error porcentual.

đ?’†% = |

đ?&#x;—, đ?&#x;– − đ?&#x;–, đ?&#x;”đ?&#x;Ž | ∗ đ?&#x;?đ?&#x;Žđ?&#x;Ž = đ?&#x;?đ?&#x;?, đ?&#x;?đ?&#x;’% đ?&#x;—, đ?&#x;–

Se tiene que hubo un error del 12,24% respecto al valor teĂłrico de la gravedad de la tierra.

1 21,29 21,4 21,43 21,37333 2,129 4,532641 8,709805

Grafico 3. T en función de L (Gravedad tierra)

Al graficar los puntos, algunos se salieron de la recta, indican algún tipo de error en la toma de datos.

Grafico 2. T2 en función de L (Gravedad Tierra)

Al elevar al cuadrado el período y graficarlo en función del largo de la cuerda obtenemos como resultado una recta, las oscilaciones de amplitud pequeña, el periodo y la raíz cuadrada de la longitud del péndulo simple son proporcionales.

Para un ångulo de 15°, con la gravedad de Júpiter de 24,79 m/s2, como valor teórico.

Los datos recolectados de diferentes masas y ĂĄngulos obtenidos se organizaron en la siguiente tabla: Tabla 5. m = 0,50kg ď ą = 15° L(m) t(s) t(s) prom T (s) T^2(s) g(m/s^2)

0,10 4 3,98 4,01 3,997 0,4008 0,1606 24,57

0,20 5,64 5,65 5,70 5,663 0,5668 0,3213 24,58

0,30 6,91 6,95 6,96 6,94 0,6942 0,4819 24,58

m = 0,50kg ι = 15° 0,40 0,50 0,60 8,02 8,94 9,86 7,97 8,94 9,83 7,98 8,94 9,85 7,99 8,94 9,847 0,8016 0,8962 0,9817 0,6426 0,8032 0,9637 24,57 24,58 24,58

Valor teorico g(m/s^2) 0,70 10,60 10,57 10,65 10,607 1,0601 1,1238 24,59

0,80 11,37 11,36 11,38 11,37 1,1336 1,2850 24,58

0,90 11,99 12,06 12,01 12,02 1,2023 1,4455 24,58

1,00 12,65 12,61 12,63 12,63 1,2673 1,6060 24,58

24,79

g(m/s^2) prom 24,579

Se observa que en los datos de la tabla 5 como valor promedio de la gravedad se obtiene como valor experimental de 24,579 m/s2. Para hallar su correspondiente error porcentual se hace uso de la ecuaciĂłn 2, de la siguiente manera:

đ?’†% = |

đ?&#x;?đ?&#x;’, đ?&#x;•đ?&#x;— − đ?&#x;?đ?&#x;’, đ?&#x;“đ?&#x;•đ?&#x;— | ∗ đ?&#x;?đ?&#x;Žđ?&#x;Ž = đ?&#x;Ž, đ?&#x;–đ?&#x;“% đ?&#x;?đ?&#x;’, đ?&#x;•đ?&#x;—

Se obtiene un error porcentual del 0,85%, respecto al valor teĂłrico de la gravedad de JĂşpiter.

Tabla 6. m = 1,30kg ď ą = 15° L(m) t(s) t(s) prom T (s) T^2(s) g(m/s^2)

0,10 4 3,95 4,02 3,990 0,4008 0,1606 24,57

0,20 5,73 5,72 5,65 5,700 0,5668 0,3213 24,58

0,30 6,98 7,01 6,99 6,993 0,6942 0,4819 24,58

m = 1,30kg ι = 15° 0,40 0,50 0,60 8,03 8,96 9,81 8,02 9,02 9,81 7,98 8,92 9,85 8,01 8,967 9,823 0,8016 0,8962 0,9817 0,6426 0,8032 0,9637 24,57 24,58 24,58

Valor teorico g(m/s^2) 0,70 10,63 10,58 10,62 10,610 1,0604 1,1244 24,58

0,80 11,35 11,31 11,39 11,35 1,1336 1,2850 24,58

0,90 12,03 12,03 12,03 12,03 1,2023 1,4455 24,58

1,00 12,63 12,61 12,63 12,623 1,2673 1,6060 24,58

24,79

g(m/s^2) prom 24,578

En la tabla 6, se obtuvo un valor promedio de 24,578 m/s2. De la misma forma se procede a calcular el porcentaje error con la ecuaciĂłn 2:

đ?’†% = |

đ?&#x;?đ?&#x;’, đ?&#x;•đ?&#x;— − đ?&#x;?đ?&#x;’, đ?&#x;“đ?&#x;•đ?&#x;– | ∗ đ?&#x;?đ?&#x;Žđ?&#x;Ž = đ?&#x;Ž, đ?&#x;–đ?&#x;”% đ?&#x;?đ?&#x;’, đ?&#x;•đ?&#x;—

Se obtiene un error porcentual del 0,86%, respecto al valor teĂłrico de la gravedad de JĂşpiter. Se comparan los resultados en grĂĄficos de T en funciĂłn de L y T 2 en funciĂłn de L. Para realizar un anĂĄlisis mĂĄs a fondo de la situaciĂłn.

Grafico 5. T en función de L (Gravedad Júpiter)

En el grafico 5, se puede observar como al comparar T en función de L con respeto a dos masas diferentes, pero con la misma amplitud de 15°, se observa que no se presenta ningún cambio ya que a medida que la longitud de la cuerda del péndulo aumenta, el valor del periodo (T) tambien aumenta de manera proporcional.

Grafico 6. T2 en función de L (Gravedad Júpiter)

Al elevar el periodo (T) al cuadrado, con diferentes masas, pero con la misma amplitud de 15°, se presenta una superposición de las dos rectas. Sin importar el valor de la masa, se observa que el periodo continúa siendo el mismo.

Se tomó un valor de random de gravedad correspondiente a 13,50 m/s2. Tomando este como el valor teórico para realizar la pråctica correspondiente al pÊndulo simple, con una amplitud de 5°. Los resultados se organizaron en las siguientes tablas donde se varió la masa para poder hacer la comparación en las gråficas correspondientes.

Tabla 7. m = 1,43kg ď ą = 5° L(m) t(s) t(s) prom T (s) T^2(s) g(m/s^2)

0,4 10,83 10,88 10,86 10,85 1,08 1,16 13,61

0,45 11,46 11,45 11,48 11,46 1,14 1,31 13,56

0,5 12,15 12,18 12,2 12,17 1,2 1,46 13,52

0,6 13,26 13,3 13,28 13,28 1,32 1,75 13,53

0,7 14,38 14,38 14,36 14,37 1,43 2,04 13,54

0,8 15,32 15,29 15,33 15,31 1,52 2,33 13,55

0,85 15,79 15,82 15,82 15,81 1,57 2,48 13,53

0,9 16,38 16,3 15,35 16,34 1,62 2,63 13,5

0,95 16,74 16,71 16,7 17,71 1,66 2,77 13,53

1 17,16 17,15 17,17 17,16 1,71 2,92 14,25

Para la tabla 7, de valor experimental de la gravedad obtenida se tiene 13,61 m/s2.

Con ayuda de la ecuaciĂłn 2, se calculĂł el porcentaje error con respecto al valor teĂłrico ya antes mencionado de la gravedad random que se tomĂł.

đ?’†% = |

đ?&#x;?đ?&#x;‘, đ?&#x;“đ?&#x;Ž − đ?&#x;?đ?&#x;‘, đ?&#x;”đ?&#x;? | ∗ đ?&#x;?đ?&#x;Žđ?&#x;Ž = đ?&#x;Ž, đ?&#x;–đ?&#x;?% đ?&#x;?đ?&#x;‘, đ?&#x;“đ?&#x;Ž

Se obtuvo un error porcentual correspondiente a 0,81%, con respecto a la gravedad random que se tomĂł de 13,50 m/s2.

Tabla 8. m = 0,40kg ď ą = 5°

L(m) t(s) t(s) prom T (s) T^2(s) g(m/s^2)

0,4 10,92 10,93 10,9 10,91 1,08 1,16 13,61

0,45 11,57 11,55 11,54 11,55 1,14 1,31 13,56

0,5 12,19 12,15 12,17 12,17 1,2 1,46 13,52

0,6 13,32 13,35 13,36 13,34 1,32 1,75 13,53

0,7 14,37 14,31 14,34 14,34 1,43 2,04 13,54

0,8 15,31 15,27 15,29 15,29 1,52 2,33 13,55

0,85 15,69 15,71 15,72 15,7 1,57 2,48 13,53

0,9 16,22 16,2 16,19 16,2 1,62 2,63 13,5

0,95 16,64 16,66 16,63 16,64 1,66 2,77 13,53

Con respecto a la tabla 8, se tiene el valor promedio de la gravedad de 13,612 m/s2.

Para hallar su error porcentual se tiene en cuenta la ecuaciĂłn 2, de la siguiente manera:

đ?’†% = |

đ?&#x;?đ?&#x;‘, đ?&#x;“đ?&#x;Ž − đ?&#x;?đ?&#x;‘, đ?&#x;”đ?&#x;?đ?&#x;? | ∗ đ?&#x;?đ?&#x;Žđ?&#x;Ž = đ?&#x;Ž, đ?&#x;–đ?&#x;‘% đ?&#x;?đ?&#x;‘, đ?&#x;“đ?&#x;Ž

1 17,12 17,13 17,12 17,12 1,71 2,92 14,25

Se obtuvo un error porcentual del 0,83%, con respecto al valor te贸rico de a gravedad random que se tom贸 en este caso de 13,50 m/s2.

Grafico 7. T en funci贸n de L (Gravedad random)

En el grafico se muestra como el periodo aumenta respecto a la longitud, aunque la masa cambia no afecta el periodo lo cual hace que el periodo en las dos graficas no cambie y por eso se sobreponen.

Grafico 8. T2 en funci贸n de L (Gravedad random)

Se muestra que el periodo aumenta a medida que la longitud aumenta y como el periodo esta elevado al cuadrado hace que este tenga un valor mayor una recta.

Tambien se usĂł como valor teĂłrico la gravedad de la luna de 1,62 m/s2. Se organizaron los datos obtenidos en las siguientes tablas y grĂĄficos.

Tabla 9. m = 1,50kg ď ą = 45°

L(m) t(s) t(s) prom T (s) T^2(s) g(m/s^2)

0,4 32,38 32,32 32,41 32,37 3,24 10,5 1,5

0,45 34,36 34,41 34,52 34,43 3,44 11,83 1,5

0,5 36,32 36,36 36,29 36,32 3,63 13,18 1,5

0,55 38,15 38,13 38,21 38,16 3,8 14,44 1,5

0,6 39,84 39,84 39,9 39,86 3,97 15,76 1,5

0,65 41,52 41,49 41,5 41,5 4,13 17,06 1,5

0,7 43 43,06 43,05 43,04 4,29 18,4 1,5

0,8 45,93 46,08 45,93 45,98 4,59 21,07 1,5

0,9 48,71 48,86 48,81 48,79 4,87 23,72 1,5

1 51,4 51,54 51,56 51,5 5,13 26,32 1,5

Para la tabla 9, se obtuvo un valor experimental de 1,5 m/s2. Se procede a hacer la comparaciĂłn con el valor teĂłrico de la gravedad de la luna. Anteriormente mencionada. Con ayuda de la ecuaciĂłn 2 para hallar el error porcentual:

đ?’†% = |

đ?&#x;?, đ?&#x;”đ?&#x;? − đ?&#x;?, đ?&#x;“ | ∗ đ?&#x;?đ?&#x;Žđ?&#x;Ž = đ?&#x;Ž, đ?&#x;Žđ?&#x;•% đ?&#x;?, đ?&#x;”đ?&#x;?

Tabla 10. m = 0,1kg ď ą = 45°

L(m) t(s) t(s) prom T (s) T^2(s) g(m/s^2)

0,4 32,6 32,57 32,53 32,57 3,24 10,5 1,5

0,45 34,49 34,58 34,5 34,52 3,44 11,83 1,5

0,5 36,36 36,38 36,3 36,35 3,63 13,18 1,5

0,55 38,16 38,2 38,17 38,18 3,8 14,44 1,5

0,6 39,85 39,9 39,86 39,87 3,97 15,76 1,5

0,65 41,54 41,51 41,56 41,54 4,13 17,06 1,5

0,7 43,02 42,99 43,01 43,01 4,29 18,4 1,5

0,8 46,07 46,08 46,03 46,06 4,59 21,07 1,5

0,9 48,68 48,68 48,64 48,67 4,87 23,72 1,5

Para la tabla 10, se obtuvo un valor experimental de 1,5 m/s2. Se procede a hacer la comparaciĂłn con el valor teĂłrico de la gravedad de la luna. Anteriormente mencionada. Con ayuda de la ecuaciĂłn 2 para hallar el error porcentual:

đ?’†% = |

đ?&#x;?, đ?&#x;”đ?&#x;? − đ?&#x;?, đ?&#x;“ | ∗ đ?&#x;?đ?&#x;Žđ?&#x;Ž = đ?&#x;Ž, đ?&#x;Žđ?&#x;•% đ?&#x;?, đ?&#x;”đ?&#x;?

1 51,45 51,4 51,42 51,42 5,13 26,32 1,5

Grafico 9. T en función de L (Gravedad Luna)

Podemos observar en la gráfica (T vs L) que esta es una función potencial ya que al unir los puntos forman una curva.

Grafico 10. T2 en función de L (Gravedad Luna)

Podemos observar en la gráfica (T^2 vs L), que si elevamos al cuadrado el valor de T podemos linealizar la función potencial.

Imagen 4. Algunos cálculos realizados

CONCLUSIONES 



 

Se observó que entre menor sea la longitud de la cuerda el periodo va a disminuir, por lo tanto, el periodo de un péndulo depende de la longitud de la cuerda y el valor de la gravedad.

En este laboratorio se puede observar que entre mayor sea la amplitud su periodo y tiempo va a aumentar y esto también se ve afectado por la gravedad, al comparar el periodo con respecto a la longitud se genera una recta y una ecuación lineal.

Podemos concluir que el periodo de un péndulo depende de la longitud de la cuerda y el valor de la gravedad.

Al cambiar la masa del objeto suspendido en el péndulo simple, se observa que, al tener una misma amplitud, el cambio que presenta con respecto a la gravedad y el periodo varia de forma mínima. Disminuyendo el error porcentual de dicha gravedad que se quería calcular.

BIBLIOGRAFIA

 http://www.cienciorama.unam.mx/a/pdf/484_cienciorama.pdf  

SEARS-ZEMANSKY. Física universitaria. Vol. 1. Undécima edición.

Pearson Educación.2004 BUECHE, F. Física para estudiantes de Ciencias e ingeniería. México. Mc. Graw-Hill. 1988

ONDAS EN UNA CUERDA RESUMEN Para el presente laboratorio se realizĂł la prĂĄctica sobre ondas en una cuerda, el cual se ejecutĂł con ayuda de un simulador virtual. Para el primer procedimiento se tomaron distintas amplitudes con frecuencia fija y tambiĂŠn diferentes frecuencias con amplitud constante. En el cual para cada situaciĂłn con ayuda de algunos materiales del simulador se midiĂł la longitud de la onda (đ?œ†).

Para el segundo procedimiento se calculĂł la velocidad de dos formas distintas, para el primer caso se midiĂł la distancia recorrida por una cresta y el tiempo que tardĂł haciendo el recorrido. Para el segundo caso la frecuencia se variĂł y se midiĂł la longitud de la onda (đ?œ†). Para ambos casos se utilizĂł la amplitud constante. Para el ultimo procedimiento se identificĂł algunos armĂłnicos, oscilando la cuerda con un extremo fijo.

INTRODUCCIĂ“N Las ondas pueden ser vistas como un transporte de energĂ­a, pero sin desplazamiento de materia. Para la practica correspondiente a ondas en una cuerda, se tienen en cuenta caracterĂ­sticas especiales de las ondas como la amplitud (A), la longitud de onda (đ?œ†) y la frecuencia (ď‚Ś). Donde se tuvieron en cuenta a la hora de realizar las actividades correspondientes de la prĂĄctica.

Hicimos uso de las siguientes ecuaciones con el fin de calcular la velocidad de la onda transversal a lo largo de la cuerda:

đ?’—=

đ?’™ đ?’•

(1)

Donde v es la velocidad de la onda, x es el desplazamiento que se generĂł y t es el tiempo que se demorĂł la onda en desplazarse. De la misma manera la ecuaciĂłn 2 esta designada por la frecuencia (ď‚Ś) y la longitud de onda (đ?œ†) quedando de la siguiente manera:

đ?’— = đ??€đ?’‡ (2) Las ondas en la cuerda son el resultado de armĂłnicos, que se propagan a lo largo de las cuerdas fijadas en ambos extremos. Estas ondas aparecen en los instrumentos de cuerda como pinas, arpas, guitarras, violines, chelos, y muchas cosas mĂĄs.

METODO EXPERIMENTAL Para este laboratorio hicimos uso de un simulador, esta tenía diferentes maneras de usarlo, ya sea cambiando manera de oscilación, o que el extremo este fijo o no, variado la amplitud de la onda, frecuencia, amortiguación y tensión.

Para el primer experimento mantenemos la frecuencia constante y variaremos la amplitud, tomaremos los datos de la amplitud y la longitud de onda en una tabla, la longitud de onda la tomaremos ya sea de cresta a cresta o de valle a valle y usaremos las reglas que el simulador nos da para medir estos valores.

Para el segundo experimento lo que haremos ahora es variar la frecuencia y dejar la amplitud constante, y tomaremos es una tabla los datos de frecuencia y longitud de onda.

Para el 3 experimento tenemos que calcular la velocidad de dos maneras diferentes, para esto tenemos una amplitud constante, no tenemos amortiguación y tenemos una tensión alta, para la primera parte de este experimento nos ayudaremos de una regla y un cronometro ya que necesitamos el tiempo y la distancia para calcular la velocidad. Para la segunda parte del experimento tenemos que variar la frecuencia y con ayuda de una regla medir la longitud de onda para así calcular la velocidad de la segunda forma.

Para el ultimo experimento tenemos que variar la frecuencia y la amplitud para buscar los armónicos de una onda.

Imagen 1. Simulador

ANALISIS Y RESULTADOS Para la primera practica era necesario mantener la frecuencia constante, para posteriormente medir la longitud de onda de esta, los resultados se colocaron en la siguiente tabla: Tabla 1. f = 0,72Hz Amortiguación: ninguna

Amplitud(cm) 𝜆 (cm)

0,22 1,75

0,5 1,75

0,74 1,75

Tensión= baja

0,95 1,75

1,02 1,75

1,25 1,75

Se evidencian los valores obtenidos en el simulador, en el cual se tiene fijo la frecuencia (Hz) y la amplitud es la que varía, se evidencia que la longitud de onda (𝜆) es la misma ya que la frecuencia es fija.

De la misma manera para la tabla 2, se dejaba el valor de amplitud de manera constante, y variar este caso la frecuencia, los resultados fueron los siguiente y se pueden evidenciar en la siguiente tabla: Tabla 2. A = 0,46cm

Frecuencia (Hz) 𝜆 (cm)

0,46 2,8

Amortiguación: ninguna

1,23 1

1,82 0,7

2,27 0,45

Tensión= baja

2,69 0,45

3 0,4

Se evidencian los valores obtenidos en el simulador, en el cual se tiene fijo la amplitud(cm) y la frecuencia es cambiante, se evidencia que al aumentar la frecuencia la longitud de onda (𝜆) disminuye.

Con ayuda de la ecuación 1, se realizaron los cálculos correspondientes a la velocidad de onda, teniendo en cuenta el desplazamiento que había entre cresta y cresta de la onda, los resultados obtenidos se registraron en la siguiente tabla: Tabla 3. Amplitud = 0,30cm Frecuencia = 1,40Hz

x (cm) t (s) v (cm/s)

1,00 0,18 5,56

2,00 0,34 5,88

3,00 0,52 5,77

4,00 0,68 5,88

5,00 0,84 5,95

6,00 1,02 5,88

En la tabla 3, se tiene en cuenta el desplazamiento de cresta a cresta y el tiempo que se demora en ejecutarlo. Se calcula la velocidad, observando que se mantiene en un rango de valores similares.

De la misma manera, pero con la ecuación 2, se mantiene la amplitud constante y se comienza a variar la frecuencia para realizar los cálculos necesarios que se organizaron en la siguiente tabla:

Tabla 4. Amplitud = 0,30cm

f(Hz) λ(cm) v(cm/s)

1 6,23 6,23

1,25 5 6,25

1,5 4,19 6,285

1,75 3,58 6,265

2 3,16 6,32

2,25 2,8 6,3

Se establecieron las condiciones iniciales para obtener dichos datos de la tabla 4, en este caso no debía existir amortiguación y, pero con una tensión alta. Podemos observar como a medida que la frecuencia aumenta la longitud de onda va disminuyendo ya que la velocidad de la onda va aumentando y esta hace que los valles y las crestas estén más cerca.

Imagen 2. Simulador

Imagen 3. Cálculos realizados usando ecuación 2

Luego se procede a encontrar los diferentes armónicos con ayuda del simulador, los resultados obtenidos se mostraran en diferentes imágenes con sus respectivas amplitudes y frecuencias que se encontraron para cada armónico.

Imagen 4. Primer armónico – fundamental

Amplitud= 1,25 cm Frecuencia= 0,34 Hz

Imagen 5. Segundo armónico

Amplitud= 0,66 cm

Frecuencia= 0,81 Hz

Imagen 6. Tercer armรณnico

Amplitud= 0,50cm

Frecuencia= 1,3Hz

Imagen 7. Cuarto armรณnico

Amplitud= 0,60cm

Frecuencia= 1,68Hz

Imagen 8. Quinto armรณnico

Amplitud= 0,60cm

Frecuencia= 2,01Hz

Imagen 9. Sexto armĂłnico

Amplitud= 0,60cm

Frecuencia= 2,40Hz

Imagen 10. SĂŠptimo armĂłnico

Amplitud= 0,25cm

Frecuencia= 2,78Hz

Como podemos observar con un oscilador en un extremo, siguiendo un movimiento armĂłnico simple en la cuerda, esto se propaga formando un armĂłnico en la cuerda y al llegar al otro extremo que esta fijo, la onda se refleja de forma que al final la cuerda tendrĂĄ una superposiciĂłn de forma que cuando aumentamos la frecuencia del oscilador se forman mĂĄs ondas trasversales y con ayuda de la amplitud en la onda podemos observar los armĂłnicos en la cuerda.

CONCLUSIONES 



Podemos concluir que la longitud de onda (đ?œ†) disminuye si la frecuencia aumenta, porque ante el aumento de la frecuencia aparecen una mayor cantidad de nodos y antinodos haciendo que la longitud de onda disminuya.

Las ondas en la cuerda se producen al definir la tensiĂłn, longitud; teniendo el extremo final de la cuerda fijo y el inicial con un oscilador variamos la

 

amplitud y la frecuencia para formar los diferentes armónicos entre mayor sea la frecuencia más ondas se generarán.

Si las frecuencias asociadas son muy altas las velocidades también lo serán.

Se pudo realizar los cálculos necesarios para la velocidad de propagación entre cresta y cresta, esto con el fin de identificar cual es el comportamiento usando la ecuación 1.

BIBLIOGRAFIA   

https://radio-waves.orange.com/es/ HEWITT, Paul. Física conceptual. Novena edición. Pearson Educación.

2004.

SEARS-ZEMANSKY. Física universitaria. Vol. 1. Undécima edición. Pearson Educación.2004

FENOMENOS ONDULATORIOS

RESUMEN Para el presente laboratorio se realizó la práctica sobre fenómenos ondulatorios, el cual se ejecutó con ayuda de un simulador virtual. Para el primer procedimiento se seleccionó la opción de onda, donde se utilizó agua, sonido y luz. Para cada caso se manejó diferente frecuencia y amplitud, se midió la longitud de onda (λ) y así se halló la frecuencia y la velocidad de cada elemento (agua, sonido y luz).

Para el segundo proceso se seleccionó la opción de interferencia, para este caso se hizo el mismo procedimiento anterior con la diferencia de que en este se identificó los puntos de interferencia constructiva y destructiva a simple vista y mediante el detector de onda.

Para el tercer proceso se seleccionó la opción de ranuras, para este caso se realizó el mismo procedimiento que el primero, con la diferencia de que se ejecutó con una ranura, dos y sin barreras. Para el ultimo procedimiento definió el frente de onda y se dibujó los diferentes tipos de este.

INTRODUCCIÓN Uno de los ejemplos más claros para definir una onda en cuando cae una gota desde una hoja sobre el agua. Se puede observar de manera clara la perturbación que se genera al caer la gota. Estas permanecen oscilando en torno a su posición de equilibrio sin producir un desplazamiento neto de materia.

Para producir una onda se puede realizar mediante un pulso, una perturbación individual o sucesión continua de pulsos. Para la práctica se observaron distintos fenómenos ondulatorios que de por si se ven o están reflejados en la naturaleza.

Algunas de estos fenómenos son visibles para el ojo humano, como bien podría ser en el agua. Otros como el sonido y la luz se perciben de formas diferentes.

Imagen 1. Fenómenos ondulatorios

Una onda es una perturbaciĂłn, Es un portador de energĂ­a y las ondas que se generan provocan vibraciones, Es importante seĂąalar que el medio en sĂ­ no se mueve en la direcciĂłn de las ondas en su conjunto. Las distintas partes del medio solo oscilan en una Ăłrbita limitada, la esencia de la onda es que no implica la transferencia de materia de un punto a otro. El movimiento de las olas solo implica la transmisiĂłn de energĂ­a e impulso.

Para esta prĂĄctica se precisĂł de dos ecuaciones, que nos permitĂ­an identificar valores como la frecuencia (đ?‘“), la longitud de onda (Îť), la velocidad(v) y el tiempo(t), expresadas de la siguiente manera:

đ?’— = đ?’‡đ?›Œ(1) La segunda ecuaciĂłn describe la velocidad de la onda que se tarda en recorrer cierta distancia.

đ?’—=

đ?’™ đ?’•

(2)

METODO EXPERIMENTAL En este laboratorio haremos uso de un simulador virtual el cual nos ayuda a entender mejor el tema de ondas, este simulador consta de 4 pestaĂąas con las que podemos interactuar.

En la primera pestaĂąa (Imagen2) podemos generar ondas por 3 medios diferentes agua, sonido y luminiscencia, de estas ondas podemos cambiar su frecuencia y amplitud, tambiĂŠn tenemos instrumentos de mediciĂłn de longitud y tiempo. Esto lo utilizaremos para recopilar datos en tablas para asĂ­ calcular la frecuencia y velocidad de propagaciĂłn.

Imagen 2 – Simulador 1

En la segunda pestaña (Imagen 3) podemos generar dos ondas y ver qué pasa cuando estas se unen, en esta parte del simulador podemos controlar nuevamente la frecuencia y amplitud, pero esta vez podemos controlar la separación con que se crean las ondas esto para ver cómo reacciona la interferencia, esto lo realizaremos con agua, sonido y luminiscencia igual que en la parte anterior. Para este experimento mediremos la longitud de onda y calcularemos la frecuencia y velocidad de propagación.

Imagen 3 – Simulador 2

En la tercera pestaña (Imagen 4) tenemos un generador de ondas, pero delante de este tenemos un panel con uno o dos agujeros, esto para observar que le pasa a las ondas cuando se encuentran con un obstáculo, podemos controlar el ancho de la abertura para así ver el comportamiento de las ondas en diferentes situaciones, podemos cambiar también la amplitud y la frecuencia de la onda, esto lo realizaremos con una y dos ranuras y con agua, sonido y luminiscencia igual que en la parte anterior. Para este experimento mediremos la longitud de onda y calcularemos la frecuencia y velocidad de propagación.

Imagen 4 – Simulador 3

ANALISIS Y RESULTADOS En el simulador 1, se realizaron las indicaciones correspondientes a la prĂĄctica para poder hallar los valores correspondientes a longitud de onda, frecuencia y velocidad de esta, a continuaciĂłn de mostraran los resultados obtenidos correspondientes al agua, sonido y luz y posteriormente a esto se procederĂĄ a un anĂĄlisis sobre la situaciĂłn observada. Se tienen en cuenta tanto la ecuaciĂłn 1 y la ecuaciĂłn 2.

Para el agua se tiene lo siguiente: Imagen 5. Practica simulador 1 con agua

Tabla 1 – Onda en agua �

Agua Îť (cm) t(s) đ?’•Ě…(s)

2,3 1,29 1,37 1,40 1,35

Velocidad(đ?‘Ł)= đ?‘Ą = v

2,3đ?‘?đ?‘š 1,35đ?‘

Frecuencia (đ?‘“) = Îť =

đ?’„đ?’Ž

=1,70

1,70 2,3

đ?’”

= 0,739Hz

Cuando una onda circular se propaga en la superficie del agua, los diferentes puntos de la superficie se desplazan verticalmente, con una elongaciĂłn y la vibraciĂłn se transmite horizontalmente a las molĂŠculas prĂłximas a ellas. La perturbaciĂłn se propaga gracias a la elasticidad del medio y genera un movimiento ondulatorio. Las ondas mecĂĄnicas son las que se originan al producirse una perturbaciĂłn en un medio elĂĄstico por el cual se propagan.

Una onda es una perturbaciĂłn que se propaga desde el punto en el que se origina hacia el ambiente que la rodea. Cuando la amplitud varia y la frecuencia es fija la longitud de esta es la misma, al contrario de cuando la frecuencia varia y la amplitud es fija, en este caso la relaciĂłn que tiene la frecuencia y la longitud de onda es

inversamente proporcional, ya que mientras la frecuencia aumenta la longitud va a disminuir. Por esto el cambio de frecuencia y amplitud afectara a la onda.

Para el sonido se tiene lo siguiente: Imagen 6 – Practica simulador 1 con sonido

Tabla 2 – Onda en sonido Sonido Ν (cm) t(ms) �̅(s)

đ?‘Ľ đ?‘Ą

Velocidad(đ?‘Ł)= =

89,5 2,59 2,53 2,59 0,00257

Frecuencia (đ?‘“) =

89,5đ?‘?đ?‘š 0,00257đ?‘

v Îť

=

đ?’„đ?’Ž đ?’”

=34824,90

34824,90 89,5

= 389,1 Hz

El sonido es un tipo de onda mecĂĄnica y longitudinal, en el caso del sonido no es tan fĂĄcil ver estas ondas. Aunque no se puedan ver las ondas sonoras, el sonido cumple los requisitos de las ondas mecĂĄnicas, por lo que es una onda mecĂĄnica.

Para la luz se tiene lo siguiente: Imagen 7 – Practica simulador 1 con luz

Tabla 3 – Onda en luz đ?‘Ľ 4,77x10−5 đ?‘?đ?‘š Luz Velocidad(đ?‘Ł)= đ?‘Ą = =2,82xđ?&#x;?đ?&#x;Žđ?&#x;?đ?&#x;Ž đ?’„đ?’Ž đ?’” 1.69x10−15 đ?‘ −5 Îť (cm) 4,77x10 cm 1,83 v 2,82x1010 Frecuencia (đ?‘“) = = = 5.91xđ?&#x;?đ?&#x;Žđ?&#x;?đ?&#x;’ Hz t(fs) 1,80 Îť 4,77x10−5 1,45 đ?’•Ě…(s) 1,69x10−15 La luz es una forma de energĂ­a que se origina en los objetos luminosos y que se transmite por el vacĂ­o y por los cuerpos que dejan pasar la luz y se puede ver a travĂŠs de ellos. Siempre que no cambie de medio, la luz se propaga en lĂ­nea recta.

En otros medios la luz se propaga a velocidades distintas, y por eso la luz cambia de direcciĂłn al pasar de un medio a otro.

Para la parte de interferencia se tiene las siguientes evidencias tanto del simulador 2, como de los cĂĄlculos realizados con ayuda de las ecuaciones 1 y 2, posteriormente se analiza la situaciĂłn presentada.

Para el agua se tiene lo siguiente: Imagen 8 – Interferencia con agua

Imagen 9. Cålculos obtenidos – Interferencia en agua

La velocidad no cambio ya que la longitud de onda y el tiempo es el mismo, por esa razĂłn la velocidad no cambia en ninguna de las ondas medidas.

Imagen 10. Detector de onda

Se presenta una interferencia de onda destructiva ya que la cresta de las ondas se superpone al valle de la otra onda y de esta forma se anula generando una onda destructiva.

Para el sonido se tiene lo siguiente: Imagen 11. Interferencia con sonido

Imagen 12. Interferencia con sonido

La velocidad de propagaciรณn cambia ya que la onda donde se estรก midiendo el tiempo cambia y por ende el tiempo cambia.

Imagen 13. Interferencia con sonido

La velocidad de propagación es igual en estos dos casos ya que el tiempo y la longitud de onda son iguales.

Imagen 14. Detector de onda

En este caso se presenta ondas destructivas porque los parlantes estas muy separados, ya que en ningún caso se muestra la superponían de las crestas y en lugar de eso se muestra la anulación de las crestas de una onda con los valles y por eso es son ondas destructivas.

Imagen 15. Interferencia en sonido

La velocidad de propagación se mantiene en las dos imágenes ya que tienen el mismo tiempo y longitud de onda.

Imagen 16. Detector de onda

En este caso se muestra ondas constructivas ya que los parlantes no están tan separados y sus crestas se superponen. Las ondas constructivas y destructivas en el sonido varían dependiendo a la distancia que halla entre estos dos si están cerca será una onda constructiva y si están lejos será una onda destructiva.

Imagen 17. Interferencia con luz

Imagen 18. Cรกlculos interferencia con luz

La velocidad de propagaciรณn aumenta a medida que cambiamos de onda.

Imagen 19. Detector de onda

En este caso se muestran ondas destructivas ya que la cresta de la onda se superpone al valle de la otra y por esta razón son ondas destructivas.

Se observa la interferencia de ondas como en el agua, sonido y laser, se calcula velocidad y frecuencia de estos y se observa que a medida que avanza la onda su velocidad disminuye pero su longitud de onda se mantiene igual, también podemos como las diferentes ondas tienen interferencia constructiva e interferencia destructiva, en el caso del agua y el láser no importa la distancia a la que estén no cambiara el tipo de interferencia en este es interferencia destructiva, a diferencia del sonido que sí importa la distancia a la que este la fuente del sonido ya que entre más cerca se encuentres su interferencia será constructiva y si estas más alejados su interferencia será destructiva.

Para el apartado de ranura el simulador 3, se tomaron distintos valores con el fin de calcular la frecuencia, la longitud de onda y velocidad, de esta manera con ayudad de las ecuación 1 y la ecuación 2 se tiene los datos de las tablas que se encuentran a continuación.

Tabla 4. Agua con una ranura

Con una barrera con agua x (cm) t (s) v(cm/s)

2,7 1,65 1,64

Frecuencia v(cm/s) λ (cm)  (Hz)

1,64 2,7 0,61

Tabla 5. Agua con dos ranuras

Con dos barrera con agua x (cm) t (s) v(cm/s)

2,4 1,43 1,68

Frecuencia v(cm/s) λ (cm)  (Hz)

1,68 2,4 0,70

Tabla 6. Agua sin ranura

Sin barrera con agua x (cm) t (s) v(cm/s)

2,1 1,24 1,69

Frecuencia v(cm/s) λ (cm)  (Hz)

1,69 2,1 0,81

Se hicieron los respectivos cálculos, con los tres métodos disponibles en el simulador 3, como se muestra en las tablas e imágenes anteriores. Se puede observar que el valor de la frecuencia (f) varia con respecto a las demás tablas correspondientes al agua, pero de manera leve, casi tendiendo a permanecer

constante. En cambio, la velocidad (v) se puede decir que permanece constante en cada uno de los diferentes métodos.

Con el sonido se tienen los siguientes resultados: Tabla 7. Sonido con una ranura

Con una ranura con sonido x (cm) 104,8 t (s) 0,00299 v(cm/s) 35050,17

Frecuencia v(cm/s) λ (cm)  (Hz)

35050,17 104,8 334,45

Tabla 8. Sonido con dos ranuras

Con dos ranuras con sonido x (cm) 83,4 t (s) 0,00253 v(cm/s) 32964,43

Frecuencia v(cm/s) λ (cm)  (Hz)

32964,43 87,6 376,31

Tabla 9. Sonido sin barrera

Sin ranura con sonido x (cm) t (s) v(cm/s)

91,1 0,00286 31853,15

Frecuencia v(cm/s) λ (cm)  (Hz)

31853,15 91,1 349,65

Se puede observar que, en el sonido, cuando ocurre el fenómeno de la difracción, las bajas frecuencias son más capaces de rodear los obstáculos que las altas. Si una ranura es grande en comparación con la longitud de onda, el efecto de la difracción es pequeño, cuando el tamaño de la abertura es menor en comparación con la longitud de onda, los efectos de la difracción son grandes y el sonido se comporta como si fuese una luz.

Los siguientes datos corresponden a la difracción en la luz: Tabla 10. Luz con una ranura Con una ranura con luz x (cm) t (s) v(cm/s)

5,752x10-7 1,9x10-15 302,74x105

Frecuencia v(cm/s) λ (cm)  (Hz)

302,7 x105 5,752x10-7 5,26x1013

Tabla 11. Luz con dos ranuras Con dos ranuras con luz x (cm) t (s) v(cm/s)

4,893x10-7 1,53x10-15 319,80x105

Frecuencia v(cm/s) λ (cm)  (Hz)

319,80x105 4,893x10-7 6,53x1013

Tabla 12. Luz sin barreras Sin ranura con sonido x (cm) t (s) v(cm/s)

5,753x10-7 2,06x10-15 279,27x105

Frecuencia v(cm/s) λ (cm)  (Hz)

279,27x105 5,753x10-7 4,9x1013

Ya que se tomaron valores diferentes de frecuencias en relación a la luz para cada una de las ranuras el valor de este varía según el color que presenta la luz. Lo mismo sucede con la velocidad.

Para argumentar dichos resultados se tiene la siguiente imagen donde se muestra el espectro electromagnético.

Imagen 20. Espectro Electromagnético

Los valores obtenidos de frecuencia para la luz son los siguientes Luz con una ranura: 5,26x1013 Hz Luz con dos ranuras: 6,53x1013 Hz Luz sin ranuras: 4,9x1013 Hz Se dice que un frente de onda es el lugar geométrico en el cual se unen todos los puntos que es un instante se encuentran con la misma fase.

Tenemos dos tipos de frentes el frente plano y el frente circular, el frente plano es una onda constante cuyo frente de onda es plano y paralelo, estos tienen una amplitud constante y se desplaza en una sola dirección (Imagen 21).

El frente de onda circular o esférico se llama de esta manera porque sus fuentes de onda son esferas concéntricas, cuyos centros coinciden con la posición de la fuente de perturbación (Imagen 21) Imagen 21. Frente de onda

CONCLUSIONES 

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Se pudieron observar los diferentes tipos de fenómenos como la interferencia de ondas, en la que se observa cómo se generan ondas constructivas y destructivas. Tambien se observa que en el sonido hay dos tipos por ejemplo cuando las fuentes de sonido estas separadas se genera ondas destructivas ya que la cresta de una onda se opone al valle de la otra y de esta manera se anulan y cuando estas cerca se generan ondas constructivas ya que las crestas de las ondas se superponen, a diferencia del agua y el láser que sin importar la distancia que tengas las fuentes se generan ondas destructivas.

La velocidad de la onda es diferente en distintos medios, por lo tanto, la velocidad de la onda depende del medio. Además, pueden verse afectadas en sus direcciones o amplitudes según el fenómeno ondulatorio que les suceda.

Una onda es una perturbación en un medio como el agua, aire, etc. y dependiendo del tipo de perturbación las ondas pueden tener diferentes frentes.

Como resultado se puede identificar que la velocidad de una onda cuando ocurre una difracción en el agua, se mantiene casi constante. Y la frecuencia de onda si tiene a variar, pero muy poco.

BIBLIOGRAFIA     

https://cienciaonthecrest.com/ http://recursostic.educacion.es/secundaria/edad/4esofisicaquimica http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/document/fisicaInteractiva/ SEARS-ZEMANSKY. Física universitaria. Vol. 1. Undécima edición.

Pearson Educación.2004 BUECHE, F. Física para estudiantes de Ciencias e ingeniería. México. Mc. Graw-Hill. 1988