fisica CCAA uned

PRACTICAS FISICA
CIENCIAS AMBIENTALES
CURSO 2011-2012













INDICE:
1. Péndulo simple y péndulo de resorte helicoidal.
2. Rozamiento.
3. Péndulo de torsión. Momentos de inercia.
4. Densidad de sólidos.
5. Ley de Ohm. Resistencia.
6. Ley de Lenz.
7. Ley de Snell. Ángulo límite.











PRÁCTICA 1: PENDULO SIMPLE Y PENDULO DE RESORTE HELICOIDAL.PENDULO SIMPLE

Objetivo: estudiar el movimiento de un péndulo simple como ejemplo del movimiento armónico simple y determinar el valor de la aceleración de la gravedad.

Metodología: un péndulo simple consiste en una masa colgada de un hilo inextensible de masa despreciable. El péndulo del que disponemos en esta práctica está constituido por una pequeña esfera de gran densidad, suspendida de unhilo cuya masa es despreciable frente a la de la esfera, y cuya longitud es mayor que el radio de la esfera.
Cuando se separa el péndulo de su posición de equilibrio y se suelta, el peso de la esfera y la tensión del hilo producen una fuerza resultante que tiende a llevar al péndulo a su posición inicial. Si el arco descrito es pequeño, la fuerza causante del movimiento puede considerarseproporcional a dicho desplazamiento y el sistema oscila armónicamente. El periodo de estas oscilaciones T es independiente de la masa y de la amplitud de las oscilaciones, dependiendo de la longitud del péndulo y de la aceleración de la gravedad. Esta es la ecuación fundamental del péndulo simple, válida solo para ángulos no superiores a 20º.

T = 2 


Datos y análisis:
Exponemos al péndulo hadistintas medidas y con un cronómetro calculamos cuántos segundos le cuesta realizar 20 oscilaciones.
Longitud(m)
Oscilaciones
Tiempo retorno (s)
(

(
0,71
20
33,59
0,60
20
30,85
0,43
20
26,19
0,35
20
23,88
0,24
20
19,37
A partir de estos datos, pasamos a calcular los valores de  y T.
(m)
T (s)
(
(
0,843
1,68
0,775
1,54
0,656
1,31
0,592
1,19
0,490
0,97Hemos dado estos errores directos porque la medida más pequeña de la regla con la que realizamos la práctica es 1mm, por lo tanto:
Error =
En el caso de los segundos hemos de tener en cuenta que no usamos toda la resolución del cronómetro ya que las condiciones pueden no ser buenas (por ejemplo que el cronómetro no funcione correctamente) y además el cronómetro utiliza una resolución mayor(nosotros no somos tan rápidos). Así pues: Error = Estimación. El error suele estar entre 0,3-0,7 segundos por lo que en este caso hemos tomado un valor de 0,5 s.
Estas pautas para calcular el error directo las vamos a tener en cuenta a lo largo de todas las prácticas.
Ajustamos a una recta las longitudes  (ordenadas) frente a los periodos T (abscisas). La pendiente da el valor de la cte1 según laecuación:
T = 2  → T  cte1 . 
Seguidamente obtendremos g a partir de:
g= 2

En lugar de realizar el método de mínimos cuadrados aplicamos este gráfico Excel que ya nos aporta toda la información que necesitamos.
Hemos obtenido la siguiente ecuación: y = 1,8399x + 0,0932 así que ya tenemos la cte1 que nos viene dada por la x, en este caso, es 1,8399.
Por lo tanto, g= 2 =  =11,66 m/s2
En esta práctica no se puede calcular el error indirecto mediante derivadas parciales, perderíamos el error ya que Excel que nos aporta la cte1 no trabaja con errores (otros programas más específicos sí que nos darían el error indirecto en el momento en el que hiciéramos la gráfica).

PENDULO DE RESORTE HELICOIDAL

Objetivo: estudiar la relación entre las fuerzas y las deformacionesen el resorte helicoidal y determinar la constante elástica del muelle.

Metodología: la constante de elasticidad de un muelle puede calcularse a partir de la experiencia que nos permite verificar la Ley de Hooke, es decir, añadiendo pesas a un muelle colgado verticalmente y construyendo a continuación la gráfica de la fuerza aplicada al mismo en función de su elongación. La pendiente de la...