Laboratorio 6.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA Facultad de Ciencias - Departamento de Física REPORTE DE LABORATORIO MECÁNICA Y ONDAS PARA BIOCIENCIAS -1000023

PRACTICA 7: MESA DE FUERZAS GRUPO: 8 SECCION: 5

Profesor: Héctor Castro

Integrantes: A. Aparicio, M. C Macea, E. J Murcia, K. Peñaranda 27 de Enero del 2019 _______________________________________________________________________________________

RESUMEN Descripción breve y concisa de lo realizado en la práctica incluyendo introducción, procedimiento, resultados y conclusiones. Se debe elegir lo más importante de esos aspectos que permita comprender y valorizar el trabajo realizado. Debe ser un solo párrafo de máximo cinco líneas. INTRODUCCIÓN En un solo párrafo se presenta el marco conceptual del problema tratado. Con palabras sencillas y sin fórmulas se introduce el tema para alguien que no es especialista en el tema. Se resalta la importancia y motivación del experimento realizado. OBJETIVOS 1. Diseñar y construir un sistema para comprender el análisis vectorial. 2. Verificar experimentalmente las condiciones de equilibrio para un sistema. 3. Verificar que los vectores (fuerzas) cumplen la definición de la adición de vectores. 4. Encontrar fuerzas resultantes de vectores y determinar experimentalmente las componentes de uno o de varios vectores. I.

MARCO TEÓRICO

En esta sección se presentan los fundamentos teóricos estrictamente necesarios para la comprensión del experimento. Se definen las variables y fenómenos físicos que se van a estudiar en el experimento, se establecen las relaciones entre variables que se van a medir, mediante ecuaciones. Las ecuaciones deben ser enumeradas. Es importante que en esta sección se incluyan las predicciones teóricas de los resultados que se esperan obtener en la práctica.

No se debe realizar una larga exposición histórica del tema ni tampoco la deducción de leyes físicas ya conocidas. Solamente citar, explicar brevemente y escribir las ecuaciones. Esta sección puede extenderse a un máximo aproximado de dos páginas, dependiendo del número de procedimientos y temas cubiertos en la práctica.

II.

METODOLOGÍA

En esta sección se presenta toda la parte experimental. Se comienza con una breve introducción al método experimental utilizado. Esta introducción es breve y descriptiva sin entrar en detalles específicos ni en procedimientos. La metodología es la estrategia experimental utilizada a fin de estudiar y poder extraer conclusiones claras sobre el problema en cuestión. Esta introducción debe ser un solo párrafo de máximo cinco líneas. 1. Materiales y equipos 

Mesa de fuerzas.



Poleas.



Anillo de plástico.



Portamasas.



Hilo.



Juego de masas.

2. Montaje experimental

Figura 1. Esquema del montaje

Transportador (semicircular)

Cuerda

Soporte

Juego de masas

Portamasas

Regla

Base del soporte Figura 2. Montaje experimental

3. Procedimiento Primero se presenta una breve descripción del procedimiento, por ejemplo, caracterización de un diodo mediante la medición de la curva voltaje-corriente. Para este procedimiento se utiliza el montaje de la figura xx. Luego de la explicación básica del párrafo inicial se presentan los pasos realizados en forma de lista: - Se varia el voltaje de la fuente en pasos de 2 V, desde 0 hasta 30 V y se registra el valor de la corriente en el diodo - Se cambia la polaridad del voltaje aplicado al circuito y se repite el procedimiento anterior - XX NOTA: en caso que la práctica incluya varios procedimientos es conveniente separarlos claramente y darles nombre propio: Procedimiento 1: Medición de las resistencias del circuito Procedimiento 2: Caracterización del circuito con resistencias Cada procedimiento debe presentarse por separado con sus resultados y análisis completos, antes de pasar a la descripción del siguiente procedimiento.

4. Resultados y análisis Tabla 1. Dependencia del periodo del péndulo con la masa. *La longitud L=47.7cm y el ángulo θ =15°, se mantienen constantes.

Figura 1. Dependencia del periodo del péndulo con la masa, a longitud y ángulo constantes. Comentario: Se puede observar en la gráfica una línea recta con algunas variaciones debido a la incertidumbre. Esto permite entender que el periodo no se ve afectado por las variaciones en la masa. Tabla 2. Dependencia del periodo del péndulo con el desplazamiento angular θ. θ ± Δθ (0.05°) 5° 6° 7° 8° 9° 10° 11° 12° 14°

Periodo (s) ± ΔT(0.01s) 1.33 1.34 1.31 1.31 1.34 1.36 1.33 1.35 1.35

30°

1.32

*La longitud L=47.7cm y la masa m=60g, se mantienen constantes.

Figura 2. Dependencia del periodo del péndulo con el desplazamiento angular θ, a longitud y masa constantes. Comentario: En esta gráfica se puede observar inicialmente una línea recta con algunas variaciones por la incertidumbre, y en la parte final una disminución en el periodo cuando el desplazamiento angular es mayor. Esto debido a que la fuerza de rozamiento con el aire aumenta. Tabla 3. Dependencia del periodo del péndulo con la longitud L de la cuerda. Longitud (cm)± ΔL (0.5mm) 8.85 17.70 26.55 35.40 44.25 53.10 61.95 70.80

Periodo (s) ± ΔT(0.01s) 0,62 0,89 1,04 1,27 1,37 1,48 1,58 1,69

79.65 88.50

1,79 1,88

*El ángulo θ=15° y la masa m=60g, se mantienen constantes.

Figura No. 3 Dependencia del periodo del péndulo con la longitud L de la cuerda. A ángulo y la masa se mantienen constantes. Comentario: En esta gráfica se puede observar una relación directamente proporcional, lo cual permite conocer que a medida que la longitud aumenta, el periodo también lo hace.

Tabla 3. Dependencia de la longitud con la variable Z. Longitud (cm)± ΔL (0,5mm) 88,5 79,65 70,8 61,95 53,1 44,25 35,4 26,55

Z 0,28 0,31 0,35 0,4 0,45 0,53 0,62 0,93

17,7 8,85

1,27 2,59

Figura No. 4 Regresión lineal de longitud vs. Variable Z (1/ T 2 ). Comentario: En la gráfica se puede observar la relación entre la longitud y la nueva variable (Z) que se obtiene a partir del despeje de la fórmula del periodo, y su regresión lineal regida por una ecuación y=mx+b. Teniendo el valor de la pendiente (m) = 0,0279, se obtiene un valor de gravedad de 1414.99 cm/s 2 . Es evidente que este valor es bastante alejado del valor teórico, esto debido a que, en las distancias cortas, se tiene una menor precisión por tanto existe una mayor incertidumbre en la toma de datos.

Figura No. 5 Regresión lineal de longitud vs. Variable Z (1/ T 2 ). Con longitudes cortas. Comentario: Se realizó la regresión lineal con los datos de mayor longitud de la cuerda, teniendo en cuenta que en estos existe una menor incertidumbre. Se obtuvo la pendiente (m) = 0,070, y usando este valor en la formula despejada del periodo, se obtiene la gravedad de un valor de 563,97cm/s2. Se puede observar que cuando se toman los valores de longitudes mayores, se obtiene un valor de la gravedad más cercano al teórico. Comentarios adicionales: Es recomendable utilizar valores de longitudes mayores a 27cm, ya que contribuyen a la obtención de un dato más preciso, es decir con una incertidumbre más baja, que permite encontrar un valor gravitacional más cercano al teórico. 5. Conclusiones -

El periodo del péndulo se mantiene constante sin importar la variación en la masa oscilante. El periodo del péndulo se mantiene constante a ángulos pequeños, sin embargo, cuando estos aumentan, el periodo disminuye debido a la fuerza de rozamiento con el aire. El periodo del péndulo va aumentado a medida que la longitud de la cuerda aumenta, es decir, tienen una relación directamente proporcional. La gravedad que se obtuvo a partir de los cálculos con la toma de datos experimentales, es de 1414.99 cm/s 2 . Sin embargo, hay que tener en cuenta las diferentes incertidumbres y los factores que pueden afectar en ellas, porque estos

tienen una relación directa con los cálculos que se puedan realizar, en este caso la gravedad. REFERENCIAS Aquí se listan las referencias citadas en las diferentes secciones del informe. Utilizar la convención de referencias de acuerdo a los siguientes ejemplos: [1] Mosca G. y Tipler P., Física para Ciencias e Ingeniería, Vol. II, 5 Ed. (2008) 357 [2] Klepner A. y Kolenkov V., Experimentos de Fisica para Ingenieros, 2 Ed. (2020) 112120 [3] Pagina web: //http:www.Fisicainteractiva/experimentos/electricidad, visitada el 12/09/2015 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------SOBRE EL FORMATO DEL DOCUMENTO -

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http://www.colegiocooperativaalcazar.es/site/secundaria/depart_fyq/documentos_depart_fy q/El%20pendulo_%20simple%20-%20calculo%20del%20valor%20de%20(g).pdf 6 OCTUBRE