Práctica 1: Fundamentos

Transcripción

1 Práctica 1: Fundamentos En esta práctica se realiza un repaso de conceptos que los alumnos van a necesitar en las prácticas siguientes. Así, se les explica mediante el uso de ejemplos qué es una magnitud física, cómo se mide, cómo se calculan sus dimensiones y se expresan sus unidades y cuáles son las cifras significativas de una medida. También se establecen en esta práctica los fundamentos de los cálculos de incertidumbres, cómo linealizar una función y para qué sirve y cómo realizar la representación de gráficas y la regresión lineal mediante Excel.

2 Práctica 2: Medida de longitudes, masas y tiempos El objetivo de esta práctica introductoria es que los alumnos aprendan a utilizar distintos instrumentos de uso común en la medida de tres magnitudes fundamentales: longitud, masa y tiempo. Para ello utilizarán un calibre, un micrómetro, una balanza y un cronómetro digital. Deberán aprender a realizar las medidas y a interpretar los resultados obtenidos, calculando su correspondiente error. Figura 1. Funcionamiento del nonius.

3 Práctica 3: Conservación de la energía mecánica El objetivo de esta práctica es comprobar la ley de conservación de la energía mecánica mediante la rueda de Maxwell. La rueda de Maxwell consiste en una llanta con eje que cuelga de dos hilos que se desenrollan cuando desciende bajo la acción de la gravedad. Utilizando este dispositivo los alumnos han de medir el tiempo que tarda la rueda en caer desde diferentes alturas y el tiempo que tarda el eje de la rueda en atravesar la barrera fotoeléctrica y comprobar que se conserva la energía mecánica. Para medir los tiempos se utiliza un Contador P en modo cronómetro que se activa, bien con la señal del mecanismo de enganche (disparador) o bien con la señal de una fotopuerta. Figura 2. Rueda de Maxwell.

4 Práctica 4: Leyes de los choques El objetivo de esta práctica es estudiar la conservación de la cantidad de movimiento y la energía en diferentes tipos de choques: choque plástico y choque elástico con uno de los planeadores en reposo y con los dos planeadores en movimiento. El dispositivo experimental consiste en un carril neumático conectado a un soplador eléctrico. Dos planeadores con sus accesorios deslizan sobre el carril moviéndose en línea recta y con una fricción despreciable debido al cojín de aire. Los estudiantes deben calcular la masa, la velocidad, la cantidad de movimiento y la energía cinética del sistema antes y después del choque. La velocidad de los planeadores antes y después de la colisión se determina con las fotopuertas conectadas al ordenador mediante la interfaz MacTimer. Figura 3. Choque elástico con los dos planeadores en movimiento.

5 Práctica 5: Dinámica de rotación El objetivo de esta práctica es el estudio experimental del movimiento de rotación. Para ello, los alumnos disponen de un disco metálico que puede girar en torno a un eje vertical sin apenas fricción debido al cojín de aire que le suministra un soplador. El disco tiene adosado a su eje un sistema de poleas sobre las cuales se enrolla un hilo que le transmite un momento producido por pesas de masa conocida que se cuelgan de su extremo. El disco lleva adosado en un punto de su circunferencia una pestaña en forma de sector circular que al interrumpir el haz de una fotopuerta activa unos contadores. Usando este dispositivo los alumnos deben calcular la velocidad de rotación y aceleración angular del disco a partir de los tiempos medidos con los contadores y determinar cómo depende esta aceleración angular del momento aplicado; separando la dependencia con la fuerza de la dependencia con la distancia. Figura 4. Esquema del dispositivo experimental empleado para dinámica de rotación.

6 Práctica 6: Péndulo de torsión El objetivo de esta práctica consiste en la determinación del módulo de torsión de una varilla. El dispositivo experimental consta de una varilla fija en su extremo superior mientras que el extremo inferior puede girar libremente al aplicarle un par de torsión con ayuda de un dinamómetro en distintos puntos de la barra horizontal fija al extremo inferior de la varilla. Una aguja solidaria a la varilla permite medir el ángulo girado sobre un disco graduado. Los estudiantes deben realizar el estudio de la dependencia del módulo de torsión con los parámetros geométricos y determinar el módulo de rigidez de diferentes materiales. Figura 5. Esquema del péndulo de torsión.

7 Práctica 7: Flexión de una barra El objetivo de esta práctica es verificar la ley de Hooke en el caso de la flexión de una barra y determinar el módulo de Young. Para ello los alumnos deben medir la deformación producida en una barra situada sobre dos apoyos prismáticos al colocarle diferentes pesas colgando de su centro. Esta deformación se mide con ayuda de un micrómetro. Los alumnos también deben determinar la influencia de la geometría de la barra en la constante elástica comparando los resultados obtenidos con barras de distintas dimensiones. Figura 6. Esquema del dispositivo experimental empleado en la flexión de una barra.