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INTRODUCCIN

A travs de la realizacin de los experimentos logramos comprender de mejor

manera el manejo de los diferente s conceptos fsicos dejando por sentado que

para una mejor comprensin es necesario un anlisis profundo y extensivo que

nos permita entender el manejo de la diferentes aplicaciones practicas.

A partir de esto podemos apreciar que esta parte de la fsica tiene una

aplicacin directa e insoluble con la realidad que nos servir en muestra futura

vida profesional en el montaje, en el modelaje y prediccin de conductas

correspondientes a nuestro campo profesional

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OBJETIVOS

Realizar un estudio que aclare los conceptos fsicos necesarios para el

entendimiento de la cinemtica y sus posibles aplicaciones a nuestra

vida cotidiana.

Saber analizar los diferentes tipos de condiciones en cada proceso

fsico, en los distintos campos que este contiene.

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EXPERIMENTO No 5

(Movimiento rectilneo uniforme)

Realizacin del experimento:

1. Incline suavemente el riel fotocinemtico, y coloque el carro en su parte

superior, evitando que este se deslice. Dle un pequeo impulso al carro,

pegndole suavemente, para que inicie su movimiento (la velocidad del

carro debe ser constante). Si el carro no se mueve, incline un poco ms el

riel y repita el proceso.

2. Registre en la tabla 5.1, el tiempo empleado por el carro (se deben hacer

cinco lecturas del tiempo), en recorrer las distancias de 10cm, 20cm, 30cm,

40cm, 50cm.

X(cm.) 10 20 30 40 50t1 0.163 0.296 0.552 0.668 0.778t2 0.160 0.345 0.503 0.595 0.731t3 0.168 0.328 0.490 0.584 0.770t4 0.163 0.309 0.467 0.616 0.745t5 0.167 0.329 0.529 0.638 0.699t 0.1642 0.33 0.5082 0.618 0.745

Tabla 5.1

3. Grafique (x) vs. ( t), qu tipo de grafica obtuvo?

R//

0

10

20

30

40

50

60

1 2 3 4 5

Tiempo

Distanci

Se obtuvo una lnea recta inclinada hacia la derecha con pendiente (m)

definida. En este caso (m) es igual a la velocidad del mvil.

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4. qu significado fsico tiene la pendiente de la grafica anterior?

R//En la anterior grafica la pendiente representa a la velocidad del mvil,

es decir, pendiente = velocidad.

5. Halle la ecuacin que relaciona las variables (x) y( t).

R//

X = xo + vt v = (x xo) / t

6. Utilizando los conocimientos de clculo de error exprese las mediciones

del tiempo como un valor central ms o menos la incertidumbre.

X(cm) 10 20 30 40 50

t 0.16420.1515

0.330.01

0.50820.015 0.6180.0104 0.7450.012

7. Grafique ( v) vs. ( t). Qu tipo de grafica obtuvo?

R//

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

1 2 3 4 5

Tiempo

velocidad

Como el movimiento es rectilneo uniforme y de velocidad constante la

grafica representa una recta horizontal.

8. Que significado fsico tiene la pendiente de la grafica anterior.

R// La pendiente es cero0, porque la recta es paralela al eje x con

respecto al tiempo.

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EXPERIMENTO No 6(Movimiento rectilneo uniformemente acelerado)

Realizacin del experimento:

1. Incline el riel de tal forma que el carro se mueva con un movimiento

uniformemente acelerado (M.U.A).

2. Registre en la tabla 6.1, el tiempo empleado por el carro (se deben hacer

cinco lectura del tiempo), en recorrer las distancias de 10cm, 20cm, 30cm,

40cm, 50cm.

X(cm.) 10 20 30 40 50

t1 0.522 0.843 1.073 1.295 1.462t2 0.519 0.800 1.093 1.287 1.457t3 0.536 0.826 1.054 1.305 1.457t4 0.520 0.833 1.061 1.314 1.475t5 0.526 0.816 1.082 1.295 1.463t 0.524 0.82 1.1 1.3 1.46

Tabla 6.1

3. Grafique ( x ) vs. ( t ), qu tipo de grafica obtuvo?

0

10

20

30

40

50

60

0 0,5 1 1,5 2 2,5

tiempo

pocisin

En la grafica x vs. (t), se obtuvo una parbola, adems en esta grafica nos

podemos dar cuenta que la vo cuando t = 0 es is velocidad inicial.

4. Linealice la ecuacin obtenida del grafico anterior, haciendo ( t ) = t.R//

x = at

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x / t = at

V = at

V = x / t

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1 2 3 4 5

Tiempo

Pocisin

5. Grafique la ecuacin del numeral 4 qu tipo de grafica obtuvo?R//

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1 2 3 4 5

Tiempo

Pocisin

La grafica que se obtuvo de la ecuacin del numeral 4 es una lnea recta.

6. Qu significado tiene la pendiente de la grafica del numeral 5?

R// La pendiente fue la misma con cualquier punto que se escogi; eso

quiere decir que la aceleracin es constante.

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7. Grafique ( a ) vs. ( t ) qu tipo de grfica obtuvo?

R//

1 2 3 4 5

tiempo

aceleracin

Da una lnea recta paralela a ( t ).

8. Qu significado fsico tiene la pendiente de la grafica del numeral 7?

R//En este tipo de grfica no se puede la apreciar la pendiente puesto que

es paralela al eje ( x ); adems de que su aceleracin es constante.

9. Exprese las mediciones del tiempo, como un valor central ms o menos

la incertidumbre.

R//t1 t2 t3 t4 t5

0.5240.0014 0.810.016 1.10.053 1.30.0067 1.460.0035

EXPERIMENTO No 9

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(Segunda ley de Newton)

Realizacin del experimento:

1. Determine la masa del carro y la masa suspendida de la cuerda.

2. Coloque el photo gate separados a una distancia de 10cm. Y halle el

tiempo empleado por el carro en recorrer dicha distancia.

3. Repita el numeral anterior para distancias de 20, 30, 40, 50, 60, 70cm.

Consigne los datos en la siguiente tabla 9.1.

X(cm.) 10 20 30 40 50 60 70t1 (seg.) 0.203 0.325 0.485 0.719 0.837 1.02 1.230t2 (seg.) 0.21 0.336 0.488 0.7 0.876 1.02 1.195

t3 (seg.) 0.223 0.338 0.499 0.673 0.884 1.07 1.263t4 (seg.) 0.194 0.330 0.484 0.674 0.911 1.06 1.215t5 (seg.) 0.188 0.330 0.504 0.719 0.904 1.14 1.205t (seg.) 0.236 0.332 0.5 0.7 0.88 1.062 1.22

Tabla 9.1

4. Realice el grafico (x) ( t). Qu tipo de grafica obtuvo?

R//

0

10

20

30

40

50

60

70

0 0,5 1 1,5

tiempo

pocisin

El tipo de grafica que se obtuvo es una parbola

5. Linealice el grafico anterior usando (x/ t ) vs. ( t. )

R//Para linealizar la grafica se recurre a las siguientes formulas

x / t = at v = at

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6.

Halle

la

pendiente. Qu unidades tiene dicha pendiente? Qu significado fsico

tiene esta pendiente?

R// Las unidades que posee la pendiente es el metro sobre segundo alcuadrado (m / s). Su representacin fsica es la aceleracin.

7. Halle la ecuacin que relaciona las variables x y t. compare con la

ecuacin del M.U.A.x= vot + atCunto vale la aceleracin a?

R//a= y2 y1 40 30,7 a = 93.5cm / s

x2 x1 0.75 - 0.65

2v / t = a 2(30,7 ) a = 93.7cm / s0.65

8. De acuerdo a la segunda ley de Newton la aceleracin del carro es

a = m / m+Mxg. Halle la aceleracin del carro. Comprela con la obtenida en

el numeral 8.

R//De acuerdo a l a segunda ley de Newton la aceleracin es igual a 92.3cm/s

EXPERIMENTO No 10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1 2 3 4 5 6 7

t (seg)

x(cm)

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(Rozamiento)

Realizacin del experimento:

1. Coloque un bloque de madera de masa conocida sobre la superficiehorizontal, sujete el extremo del dinammetro en la argolla del bloque.

2. Con el dinammetro en forma horizontal tire del bloque observando el

valor que este registra, justo antes de empezar el movimiento del bloque.

Esta es la fuerza mxima ( e) cuando el movimiento es inminente.

3. Utiizando el mismo bloque y con la misma cara contra el plano, observe

el valor que registra el dinammetro, cuando el bloque se mueve a

velocidad constante. Esta es la fuerza de rozamiento dinmico ( d).

4. Repita el procedimiento anterior variando la masa del bloque y consigne

los datos en la tabla 10.1

Madera MaderaMasa 0.077kg 0.177 0.277 0.377

Normal (N) 0.7546 1.73 2.71 3.69d 0.399 0.52 1.38 1.69

e 0.44 0.634 1.37 1.99Tabla 10.1

5. Repita el procedimiento anterior para superficies en contacto Fieltro

Madera. Consigne los datos en la tabla 10.2

Madera FieltroMasa 0.1317 Kg. 0.2317 0.3317 0.4317

Normal (N) 1.29 N 2.25 3.23 4.23d 0.38 0.69 0.7 1.0

e 0.61 0.85 0.9 1.5Tabla 10.2

6. Para cada par de superficies realice los grficos ( e) vs. (N) y ( d) vs.

(N).Qu tipo de grafica obtuvo?

R//

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Madera madera

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

1 2

Fuerza estatica

N

ormal

0

0, 5

1

1, 5

2

1 2

Fuerza dinami

Normal

Madera Fieltro

0

0,20,4

0,6

0,8

1

1,2

1,4

1 2

Fueza estatic

Normal

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12/23

0

0,5

1

1,5

2

2,5

1 2

Fuerza dinamica

Normal

El tipo de grafica que se obtuvo es una lnea recta.

7. Halle la pendiente de cada una de las rectas obtenidas. Qu

representa esta pendiente? Cules son sus unidades?

R// En cada recta la pendiente indica el coeficiente de friccin esttica y

cintica.

8. Utilizando un plano inclinado, verifique los coeficientes de rozamiento

esttico y dinmico obtenidos. Compare los valores obtenidos.

R//Despus de haber analizados los datos hallados se puede apreciar queel coeficiente de friccin esttico es mayor que el dinmico.

9. Coloque un bloque sobre el plano horizontal y suba este lentamente,

hasta que el bloque comience a deslizarse.

10.Determine el ngulo crtico obtenido, para el deslizamiento del bloque.

La tangente de este ngulo corresponde al coeficiente de rozamiento

esttico.

R//El ngulo crtico fue de 30.

Si W sen 30 - F. K = 0 y N W = 0.

W sen 30 = Fk W cos 30 = N = W sen 30 = MKN = MkW cos 30 N

Tan 30 = 0.57 que es el coeficiente de rozamiento dinmico.

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11. Coloque el mismo bloque sobre el plano horizontal y suba este

lentamente. Dle pequeos golpes al bloque y observe si desliza a

velocidad constante, sino lo hace, incline ms el plano y repita lo anterior

hasta que el bloque se mueva a velocidad constante.

R//En este paso el bloque se desliza en movimiento constante cuando el

plano esta un poco ms inclinado.

EXPERIMENTO No 11(Condiciones de equilibrio esttico)

Realizacin del experimento:

1. Coloque pesas sobre la platina de tal forma que la barra quede de forma

horizontal.

2. Anote las lecturas de los dinammetros y el valor de cada una de laspesas en la tabla 11.1

T1(N) T2(N) W1(N) W2(N) W3(N) W4(N) W5(N) W6(N)2.5 2.3 0.49 0.49 0.49 0.49 0.49 0.49

Tabla 11.13. Halle el peso de la platina.R//

m = 0.193

W = mg w = 0.193 x 9.8w = 1.89 N

4. Halle tericamente los valores de T1 y T2, comprelos con los

registrados en los dinammetros. Que observo?

R//

X(cm) X1(cm) X2(cm) X3(cm) X4(cm) X5(cm) X6(cm) X7(cm)60 5 15 20 40 45 55 30

T1X = w1X1+ w2X2+ w3X3+ w4X4+ w5X5+ w6X6+ w7X7

T1= w1X1+ w2X2+ w3X3+ w4X4+ w5X5+ w6X6+ wpX7X

T1 = 2.415 N

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T2X= w1X1+ w2X2+ w3X3+ w4X4+ w5X5+ w6X6+ wpX7X

T2 = 2.415 N

Los valores de T1 y T2 son bastantes similares a los valores de las tensiones

del numeral anterior.

5. Halle el porcentaje de error de T1 y T2 obtenido por mtodo geomtrico y

las realizadas en las lecturas de los dinammetros.

R//

T1 = 2.5 2.415 = 0.042 el porcentaje de error es de 4.2 %2

T2 = 2.415 2.3 = 0.115 el porcentaje de error es de 11.5 %2

6. Dado el caso que la platina quede inclinada al colocarle los diferentes

pesos, sugiera un mtodo geomtrico para hallar T1 y T2.

R// si la platina esta inclinada, el mtodo geomtrico a utilizar seria

descomponer en sus componentes rectangulares las tensiones, al igual que

los diferentes pesos suspendidos en la platina.

EXPERIMENTO No 12(Equivalencia entre trabajo y energa)

Realizacin del experimento:

1. Incline el riel a un ngulo , mida la masa del carro y colquelo en el

extremo superior de riel.

2. Observe la longitud y el tiempo empleado por el carro al llegar al

extremo inferior de este.

3. Repita este procedimiento 5 veces, halle el tiempo promedio y registre

los datos en la tabla 12.1

t1 t2 t3 t4 t5 t1.02 1.03 1.01 1.02 1.02 1.02

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4. Obtenga l aceleracin del movimiento haciendo uso de la ecuacin x =

at

R//

a = 2x / t a = 2 x 0.82 a = 1.6 m / s(1.02)

5. halle la velocidad con la que el carro llega al punto inferior del riel

mediante la ecuacin v = at.

R//

v = 1.6 m / s x 1.02 s

v = 1.632 m / s

6. Halle el trabajo net realizado sobre el carro y comprelo con la energa

cintica del mismo.

R//

m = 0.491 kg.y = 0.13 mvf= 1.632 m/s

Wneto = mgy Wneto = 0.625 joules

K = KF Ki

K = mvf- mvi pero vi = 0 K = mvfK = 0.65 joules

7. Registre los datos que obtuvo anteriormente en la siguiente tabla.

m x t a v wneto k30 0.491 0.82 1.02 1.6 1.632 0.625 0.65

8. Halle el valor de haciendo uso del teorema de trabajo y energa.

R//

= arcsen mv FX

N =Ec

Fsen X = mvsen = mv 28,8 cm

FX 1,7cm

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9. Obtenga por mtodo trigonomtrico y comprelo con e punto anterior.

R//

sen = 28.8 = 0.26107

= arcsen 0.26 = 15

1,7cm28,8 cm

10. Exprese los tiempos medidos como un valor central mas o menos la

incertidumbre, utilizando el mtodo de las diferencias secuenciales.

R // (1.02 0.003) seg

EXPERIMENTO No 13(Pndulo balstico)

Realizacin del experimento:

1. Mida la altura del pndulo desde su pocisin inicial, hasta su pocisinfinal y consigne a en la tabla 13.1

Altura (h) h1 h2 h3 h4 h5 hp(cm.) 8.2 8.6 8.5 8.6 8.5 8.5

Tabla 13.1

2. Mida la masa de la bala y la masa del pndulo.R//Masa de la bala = 0.066kgMasa del pndulo = 0.104kg

3. Calcule la velocidad final del proyectil.R//

(m2+ m1)v = (m2+ m1)ghv = (2gh)v = 1.3m / s

Tenemos que v = vf y v2 = 0m1 v1i + m2v2i = (m1+ m2)vf

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Despejando v1i tenemos que v1i = (m1+ m2) vf = 3.35m / sm1

4. Explique por que no es correcto igualar la energa cintica inicial del

proyectil, con la energa potencial gravitatoria del conjunto (proyectil

bloque)

R//Porque la energa cintica no se conserva puesto que esta pasa a ser

energa potencial, y luego lo que se conserva es momento lineal.

5. De dos ejemplos aplicados a la vida real de choques inelsticos.

R//I. Cuando un carro choca contra una pared.

II. Cuando una plastilina es lanzada contra una pared.

6. En los choques inelsticos en que clase de energa se convierte parte

de la energa total?

R//Una buena parte se transforma en energa calorfica sonora etc.

7. Calcule el error relativo para las medidas de altura.R//Incertidumbre absoluta = 0.2

Incertidumbre relativa = Incertidumbre absoluta x 100%hp

Incertidumbre relativa = 2.95%

EXPERIMENTO No 14(Conservacin del momento de inercia)

Realizacin del experimento:

1. Mida la masa (M) del disco y la masa (m) suspendida del hilo. Utilice undinammetro.

R//M = 14286 gr.

m = 50 gr.

2. Halle el radio (R) del disco y el radio (r) de la polea. Utilice un calibrador.R//R = 11.7cmr = 2.5cm

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3. Envuelva el hilo en la polea y mida la altura (h) que dista del piso.R//h = 14.4cm

4. Tome el tiempo (t) empleado por la masa al descender dicha altura.R//t = 2.6seg

5. Anote todas la mediciones de los puntos anteriores en la tabla 14.1

Tabla 14.1

6. Obtenga el valor de la aceleracin ( a ) mediante la ecuacin h = at.R//a = 2h / t a = 4.26cm / seg

7. Encuentre el momento de la inercia del disco por medio de la expresin

I=(mg-ma)r/a.

R//Remplazando datos obtenidos en la ecuacin se tiene que:I = 71577.2gr.cm

8. Nuevamente halle ( I ) pero usando la expresin I = MRy compare el

resultado con el inciso anterior.

R//

Al remplazar los valores en la ecuacin se tiene que I = 97180.5gr.cm

Al comparar los resultados se puede decir que el anterior resultado da un

momento de inercia menor.

M(gr) m(gr) R(cm) r(cm) h(cm) t(seg)

1428.6 50 11.7 2.5 14.4 2.6

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CONCLUSIONES

Con el experimento de M.R.U, hemos comprendido el movimiento, como el

cambio continuo de la posicin de la partcula. Tambin podemos decir que si

el movimiento es rectilneo uniforme, su velocidad resulta ser constante, es

decir, recorre espacios iguales en tiempos iguales y su trayectoria es una lnea

recta; a esta lnea la podemos representar en una grafica tomando a x como

el espacio recorrido e a t como el tiempo transcurrido en recorrer dicho

espacio para encontrar las variables.

Con el experimento movimiento uniformemente acelerado, comprobamos que

su aceleracin es constante, es decir que en cada unidad de tiempo su

velocidad cambia en la misma cantidad. Y al calcular el valor de la aceleracin

nos damos cuenta que siempre es constante, y que su representacin grafica

es determinada por una lnea recta paralela al eje de las ( x ).

A travs del experimento segunda ley de Newton hemos comprobado que se

cumple teniendo en cuenta la distancia y los tiempos recorridos por el mvil,

para con esta hallar la aceleracin del mvil. En este experimento logramos

notar que un cuerpo cambia su estado de movimiento rectilneo o reposo, s

acta sobre el una fuerza mayor que cero; adems nos dimos cuenta que la

fuerza es proporcional a la aceleracin.

Con el experimento de rozamiento pudimos determinar el coeficiente de

rozamiento esttico y cintico de dos superficies en contacto. Estudiamos el

movimiento de los cuerpos e hicimos un anlisis de la situacin y nos dimos

cuenta que la fuerza es la que nos permite caminar sin deslizarnos y esta

fuerza es la que conocemos como rozamiento. Adems logramos darnos

cuenta que el aplicar una fuerza externa a un cuerpo, este no se mueve a

menos de que se le aplique una fuerza lo suficiente grande.

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A travs del experimento de condiciones de equilibrio esttico pudimos analizar

y comprobar que este se cumple para un conjunto de fuerzas paralelas.

Con el experimento de trabajo y energa, comprobamos que el trabajo netoproducido por una fuerza constante no depende, de la distancia recorrida por el

mvil.

Con el experimento de pndulo balstico reconocimos las caracterstica de los

choques inelsticos a dems logramos ver que en este tipo de choque la

energa cintica no se conserva.

A travs del experimento de momento de inercia, calculamos el momento de

inercia para un disco.

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BIBLIOGRAFA

R. SERWAY; R. BEICHNER. Fsica para ciencias e ingenieras. Vol. 1.EDITORIAL PRENTICE HALL.

JERRY WILSON. Fsica. EDITORIAL PRENTICE HALL.

MICROSOFT CORPORATION. Biblioteca de Consulta Encarta 2005.

www.google.com.co

www.elprisma.com

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