PROGRAMACIÓN DE LAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO

DATOS DEL PROFESOR:

Nombre: Ing. David A. Martínez González

Áreas académicas de interés: Enseñanza de la Física, Energías Renovables, Medio Ambiente.

Correo: dmgonzal@virtual.uady.mx, if-dmgonzal@gmail.com

TAREAS

Hola buenos días, por motivos de salud no podré estar esta semana con ustedes.

sin embargo para entrar en calor aquí les dejo una primera actividad, para entregar el miércoles 21.

Primera actividad: realiza un resumen del primer capitulo del libro "Física para ingeniería y ciencias. Autores Wolfgang Bauer, Gary D. WestFall. Volumen 1"

• Enfoca el resumen que realices a la carrera que estas estudiando, o sea el resumen debe ser desde el punto de vista de un ingeniero en...
• Apoyate tambien del video de youtube: https://youtu.be/MoMwhfhLXkk?si=NAmk982EH9x6LzLW 

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE YUCATÁN

FACULTAD DE INGENIERÍA

SECRETARÍA ACADÉMICA

INGENIERÍA FÍSICA

ASIGNATURA: Física General I                    HORAS TEÓRICAS: 60

ÁREA DISCIPLINARIA: Física                       HORAS PRÁCTICAS: 30

UBICACIÓN: 2^o Periodo                                  HORAS TOTALES: 90

INTRODUCCIÓN:

Iniciamos con esta materia un estudio detallado de mecánica, esta es la más antigua de las ciencias físicas, estudia el movimiento de los cuerpos. El cálculo de la trayectoria de una pelota de béisbol o de una sonda espacial enviada a Marte son algunos de los problemas que resuelve, lo mismo que el análisis de las trazas que forman las partículas elementales después de una colisión en los grandes aceleradores. Cuando se describe el movimiento, se trata de la parte de la mecánica denominada cinemática  (termino de origen griego que significa movimiento, como en cinema). Cuando se analizan las causas del movimiento, se refiere a la dinámica (otro término griego que significa fuerza, como en dinamita).

La Física es ante todo una ciencia experimental, a pesar de la elegancia matemática de alguna de sus teorías más complejas y abstractas. Por ello es indispensable que quienes realizan mediciones precisas coincidan en las normas de cómo expresar los resultados.

Contenido del reporte

Práctica 1. Gráficas y errores sistemáticos

Experimento 1. Plano inclinado

Objetivo

El alumno realizara y analizara gráficas de datos experimentales. Encontrando aquí los errores sistemáticos para plantear correcciones  para la medición.

Introducción

Una de las ventajas del análisis gráfico de datos, además de mostrar un panorama global del comportamiento del sistema físico estudiado, es que, nos permite detectar errores sistemáticos en las mediciones de algunas variables. Como ejemplo realizaremos el siguiente experimento.

Equipo

1 riel dinámico

2 pie de nivelación de riel

1 terminación de riel

1 carro dinámico

1 cronómetro

I nivel

1 barra de sobrepeso

Procedimiento

Colocar el riel dinámico con sus pies de nivelación y la terminación, correctamente nivelado longitudinal y transversalmente.

Levantar un poco el lado del riel que no tiene terminación para tener un plano inclinado, poniendo la barra metálica bajo los pies de nivelación de ese lado. Figura 1.

Coloque el carro en la parte alta del riel y marque como cero su referencia de inicio, a partir de ahí haga marcas a cada 20 cm.

Figura 1. Riel ligeramente inclinado.

Práctica No. 2. Movimiento en una dimensión

OBJETIVO: Al finalizar la practica el alumno:       1.     Describirá y calculara el movimiento rectilíneo de un objeto.       2.     Interpretar la gráfica de desplazamiento contra tiempo.       3.     Relacionara la pendiente de la gráfica desplazamiento contra tiempo con la velocidad.       4.     Relacionara el área bajo la curva velocidad contra el tiempo con la distancia recorrida.

Material requerido:

            Riel dinámico con pies de nivelación           Madera

            Deslizador de baja fricción                           Lanzador

            Terminación de riel                                       Fotocompuerta con Timer

            Fotocompuerta auxiliar                                 Barra de sobrepeso

Nivel                                                              (en una caja)

Introducción.- En este experimento podremos determinar: a) cómo registrar el movimiento de un carrito en función del tiempo de recorrido y b) también podrá visualizarlo mediante una gráfica de posición (distancia) - tiempo. Para realizar este trabajo deberá usar dos detectores de paso, fotocompuerta, para medir el tiempo en que se recorre una determinada distancia.

También es importante definir lo que vamos a entender por “Distancia” de modo que usemos esta expresión corta en cada ocasión que tengamos que referirnos a “la distancia que se recorra por un objeto en movimiento”.

Práctica 3. Fuerzas, arrastre y fricción

 OBJETIVO

Describir el movimiento de un cuerpo que es jalado sobre una superficie aplicando las leyes de Newton. Calcular la relación entre estas dos fuerzas y el peso del objeto.

INTRODUCCIÓN

Cuando empujamos un carro sobre la carretera, al iniciar el movimiento, sentimos que debemos hacer un gran esfuerzo antes de lograrlo, esto es debido a la fricción estática, pero una vez que está en movimiento nuestro esfuerzo al empujarlo para que continúe moviéndose es diferente, la oposición a éste esfuerzo le llamamos fuerza de fricción cinética, y resulta mucho menor que la fuerza de oposición antes de que el movimiento iniciara. Además sabemos que si le damos un fuerte empujón continuará moviéndose solo, unos metros más y nos podemos cuestionar ¿qué lo detiene? Pero que tanto puede influir el hecho de que tengamos el mismo carro moviéndose sobre otro tipo de superficie, como por ejemplo: sobre un campo de fútbol, sobre pavimento mojado, o en caso extremo sobre una pista de hielo.

Ahora analizaremos un experimento en el cual un cuerpo de masa M situado en una superficie nivelada se jala con una cuerda a de la que cuelga una masa (m), como se muestra en el siguiente diagrama. Al soltar la masa m comenzará a caer y M se moverá por la superficie horizontal.

Práctica 4. Lanzamiento de proyectiles

Objetivo

El alumno aplicara los conceptos vistos en clase para el estudio de un lanzador de proyectiles en el laboratorio comparando los resultados calculados con el experimento.

Motivación

En clase se ha realizado el análisis del lanzamiento de un proyectil, mostrando que los conceptos básicos se pueden escribir matemáticamente llevándonos a obtener ecuaciones o formulas y se han resuelto ejercicios marcados en el libro. Ahora vamos a analizar un sistema real en el laboratorio, con ayuda de un lanzador y comparemos el análisis matemático con la situación real del lanzamiento. Identificando y cuantificando las variables del lanzador. A esto se le llama caracterizar el lanzador.

Teoría

Prepara un resumen sobre:

1-      MRUA

2-      Lanzamiento de proyectiles

3-      Ley de Hooke

4-      Energía potencial elástica

Práctica 5. Conservación de la energía

 

OBJETIVO: Verificar la conservación de la energía mecánica.

Material requerido.-

                Riel de mínima fricción

                Polea con soporte p/Riel

                Computadora.

                Interface.

                Fotocompuerta auxiliar.

                Carro dinámico

                Balanza. 

                Juego de pesas.              

                1.5 m de hilo.

               
Realizar una investigación sobre el tema para tu resumen. Energía mecánica, conservación de la energía.

Práctica 8. Movimiento circular y aceleración centrípeta

Fuerza centrípeta

Mediante este experimento de física podrás determinar la fuerza centrípeta de un cuerpo que gira en movimiento circular uniforme. Se experimentara con dos métodos para calcular dicha fuerza. En uno deberás medir distancias con una regla, en el otro contar vueltas.

En la conclusión deberás comparar los resultados obtenidos, por ambos métodos y describir como se complementan.

Objetivos

Que los alumnos:

• Comprendan la acción de la fuerza centrípeta que actúa sobre un cuerpo en movimiento circular uniforme.
• Utilicen métodos experimentales para estudiar fenómenos físicos.

Descripción

En esta actividad, los alumnos realizarán un experimento cuyas variables pueden ser controladas para poder observar y analizar un fenómeno físico. En este caso, el movimiento circular y la fuerza centrípeta.

Fuerza centrípeta

En el movimiento circular uniforme, un cuerpo se mueve en una trayectoria circular a una velocidad de desplazamiento constante. Este movimiento es el que describe, por ejemplo, una piedra a la que hacemos girar atada a una soga. Si la hacemos girar más rápidamente, debemos agarrar la soga con mayor fuerza para que no se deslice de la mano permitiendo que la piedra se aleje y gire con un radio mayor. Da la sensación de que sobre la piedra actúa una fuerza que «la jala hacia afuera», a esta le llamamos fuerza centrífuga. Sin embargo, esta «fuerza centrífuga» en realidad no existe, ya que sobre la piedra actúa una fuerza que «la jala hacia adentro», en la dirección de la soga. Esta es la fuerza centrípeta.

Un cuerpo de masa m en movimiento circular uniforme de velocidad v y fuerza centrípeta F.

Práctica 6. Conservación del momento

 Conservación del momento

Objetivo

Estudiar, analizar, recrear y observar los distintos choques elásticos. Demostrar la conservación del momento lineal

Resumen

En la presente práctica se presentará la conservación del momento lineal por medio de colisiones con el uso de dos deslizadores, en el cual, uno se encontrará en reposo mientras el otro le impacta, esto será posible haciendo el uso de un lanzador. Con ayuda de un la interface y dos fotocompuertas se registrará los datos en la computadora para efectuar los cálculos y demostrar dicha conservación en esta práctica.

Marco teórico (Investiga para tu resumen)

Momento lineal

Conservación del momento lineal

Colisiones