LABORATORIO DE INTRODUCCIÓN A LA FISICA GUIA DE LABORATORIO EXPERIENCIA Nº 1

Transcripción

1 LABORATORIO DE INTRODUCCIÓN A LA FISICA GUIA DE LABORATORIO EXPERIENCIA Nº Sistema de Unidades, Medidas de con cronómetro, Medidas de Longitudes con calibrador Integrantes: Profesor: PUNTAJE OBTENIDO PUNTAJE IDEAL NOTA FINAL

2 OBJETIVOS DE LA EXPERIENCIA Nº : Conocer el uso de un calibrador (pie de metro) como instrumento de precisión Conocer el uso y funcionamiento de un cronómetro digital. Identificar variables elementales y relacionarlas con los sistemas de unidades correspondientes. MATERIALES A UTILIZAR: Detalle Cantidad Control Observacione s Requerida Devolucione Posibles Fallas s Taco de Rozamient o Esferas de Metal Cronometr o Digital Huincha de Medir Esfera de Goma Pie de Metro

3 PARTE I: FUNCIONAMIENTO DEL PIE DE METRO. FUNDAMENTOS TEÓRICOS Pie de Metro: El pie de metro es un instrumento que tiene la capacidad de realizar varios tipos de mediciones con gran precisión. Estructuralmente está hecho de una regla fija y una regla móvil, graduadas en centímetros y pulgadas. Cada una de las divisiones de la regla móvil se conoce con el nombre de nonio. Figura 2.. Si se desean efectuar medidas de diámetros interiores, introducir las puntas de interiores en el orificio a medir, hacer resbalar la punta móvil hasta que las dos hagan tope en el interior de la pieza. (Ver la figura Nº 3). Figura 3. Figura. El fundamento matemático del nonio es el siguiente: con una regla móvil dividida en n partes equivalentes a n - de la regla fija, se pueden apreciar longitudes de: 2. Si se desean medir profundidades o alojamientos interiores por medio de la sonda, la pieza a medir tiene que hacer tope con el instrumento como indica la figura Nº 4. n n = n n + n = n Para el caso en que 0 divisiones del nonio equivalen a 9 cm. de la regla fija, el valor de una división del nonio es de: 9 cm = 0,9 cm = 9 mm 0 Y su diferencia con la división de la regla fija, es de mm. Si las 0 divisiones del nonio equivalen a 9 mm de la regla, el valor de una división del nonio es de: 9 mm = 0,9mm 0 Figura 4. Para realizar medidas, se debe abrir el calibre, desplazando la parte móvil lo suficiente como para colocar la pieza que se desea medir. Una vez colocada ésta, efectuar la lectura de la medida de la siguiente manera: leer sobre la regla fija del calibre la longitud que hay hasta el cero de la regla móvil (nonio). La división del nonio coincide o se aproxima más a una división de la regla fija del calibre; el número de orden de aquella (el nonio) son los decimales

4 que hay que añadir a la longitud leída en la regla móvil. El calibre o pie de rey, como instrumento de medida, permite realizar tres tipos fundamentales de operaciones: a) Medida de grosores, diámetros o dimensiones exteriores. b) Medida de diámetros o dimensiones interiores. c) Medida de profundidades de alojamientos interiores. Para medir grosores, diámetros o dimensiones exteriores, se debe abrir el calibre, desplazando la parte móvil lo suficiente como para que la pieza, cuya dimensión se desea conocer pueda ser abarcada por éste. Una vez colocada la pieza, cerrar el calibre hasta que quede aprisionada suavemente, y de esta manera se puede registrar la lectura (ver fig.nº 2) 2. MATERIALES PARA ESTA EXPERIENCIA: Calibrador (pie de metro) Taco de rozamiento Esferita de metal Cinta de medir 3. ACTIVIDADES A REALIZAR:. Use el pie de metro para medir largo, ancho y alto del taco de rozamiento y anote sus medidas en la tabla Nº. 2. Calcule el volumen del taco multiplicando sus tres dimensiones. 3. Tome una esferita metálica y mida su diámetro. Registre su valor en la tabla Nº Calcule el volumen de la esfera. Considere la siguiente ecuación para calcular su volumen: V esfera = 4 3 π r3, r es el radio de la esfera. 5. Realice una medición de las dimensiones del taco de rozamiento, con la cinta de medir. Registre sus datos en la tabla Nº Calcule el volumen del taco 7. Trate de repetir la medición del diámetro de la esfera usando la cinta de medir. Registre sus datos en la tabla Nº RESULTADOS DE LAS MEDICIONES CON EL PIE DE METRO: Tabla Nº : Largo Ancho Alto(sin goma) [mm 3 ] Taco de rozamiento Tabla Nº 2: Diámetro Radio [mm 3 ] Esfera de Metal

5 Tabla Nº3: Largo Ancho Alto(sin goma) [mm 3 ] Taco de rozamiento Tabla Nº 4: Diámetro Radio [mm 3 ] Esfera de Metal 5. EVALUACIÓN:. Qué ventajas presenta el pie de metro respecto a una cinta de medir? 2. Qué desventajas puede presentar un pie de metro respecto a una cinta de medir? 3. Qué problema se presenta al medir el diámetro de la esfera con la cinta de medir?

6 PARTE II: FUNCIONAMIENTO DEL CRONÓMETRO DIGITAL. FUNDAMENTOS TEÓRICOS: El cronómetro es un instrumento diseñado para medir el tiempo entre dos o más eventos consecutivos. De acuerdo al modelo y diseño se puede tener un cronómetro con mayor o menor precisión (ver fig. Nº.) El sistema de medición de tiempos usual es el segundo, en una escala de uno a sesenta, donde: minuto = 60 segundos y hora = 60 minutos Las subunidades correspondientes de tiempo, (centésimas y milésimas de segundo) están basadas usualmente en el sistema centesimal, donde: s = 00 centésimas de s, o s = 000 milésimas de s Se debe considerar que las mediciones obtenidas con dicho instrumento pueden variar según el tiempo de reacción de una persona. 2. ACTIVIDADES A REALIZAR: Tome la esferita de goma y déjela caer desde una altura de 2 m. Registre el valor del tiempo desde que se suelta hasta llegar al suelo en la tabla N. Repita el procedimiento anterior, ahora cambiando el integrante del grupo que va a registrar el tiempo cada nueva medición. 3. MATERIALES PARA ESTA EXPERIENCIA: Cronómetro digital. Cinta de medir. Esferita de goma.

7 4. RESULTADOS: Tabla Nº : Registro de datos con el cronómetro Evento Integrante Integrante 2 Integrante 3 Integrante 4 Promedio Caída libre 5. EVALUACIÓN:. Cuál es la causa más probable de la diferencia en los valores registrados? 2. Qué importancia tienen las cifras aproximándose a la derecha de la coma? Hasta dónde es útil aproximar?

8 PARTE III: SISTEMAS DE UNIDADES.. FUNDAMENTOS TEÓRICOS: La observación de un fenómeno, suele ser a veces incompleta a menos que se entregue una información cuantitativa. Para obtener dicha información, se requiere la medición de una propiedad física. Así, la medición constituye una buena parte de la rutina diaria tanto de un técnico, como de un ingeniero o de un científico. La medición es la técnica o método por medio de la cual se asigna un número a una propiedad física, como resultado de una comparación de dicha propiedad con otra similar tomada como patrón o referencia, la cual se ha adoptado como unidad. Las unidades de medición para cada variable se han establecido de común acuerdo, existe de esta manera el Sistema Internacional de Mediciones (S.I.), en los cuales sus variables fundamentales deben de cuantificarse con las siguientes unidades: Longitud: Metros (m.) : Segundos (s) Masa: Kilogramos (kg.) Lo anteriormente señalado se conoce también con el nombre de Sistema MKS. Este constituye el sistema más utilizado a nivel general. Existe también otro sistema de mediciones llamado CGS, en el cual las variables fundamentales se deben cuantificar de la siguiente manera: Longitud: Centímetros (cm.) : Segundos (s) Masa: Gramos (g) Se han establecido además equivalencias entre los distintos sistemas de unidades conocidos, tomemos como ejemplo otras unidades de medición: Longitudes: pulgada = 2,54 cm. pie = 30,48 cm. yarda = 9,44 cm. Masa: libra= 453,59 g onza= 28,35 g La evidencia experimental, tanto en las ciencias, como en la vida diaria, especialmente en la construcción nos pone de manifiesto la necesidad de de establecer una única unidad de medida para una magnitud dada, de modo que la información sea comprendida por todas las personas. 2. MATERIALES PARA ESTA EXPERIENCIA: Resultados obtenidos en tablas anteriores. 3. ACTIVIDADES A REALIZAR: Usar los resultados obtenidos en las partes I y II para transformar los resultados a los sistemas pedidos.

9 4. RESULTADOS: PARTE I: Largo [m] Ancho [m] Alto (sin goma) [m] [m 3 ] Taco de rozamiento Largo [pie] Ancho [pie] Alto (sin goma) [pie] [pie 3 ] Taco de rozamiento Parte II: Evento Caída Libre Promedio [min] Promedio [Hrs] 5. EVALUACIÓN:. Cuál es el sistema (según su experiencia) que más se usa en la construcción? 2. Mencione 3 instrumentos de uso común en la construcción en el que es necesario realizar transformación de unidades, o en su defecto que se use con otras unidades distintas al sistema MKS.