manual de practicas de laboratorio de fisica

UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
MANUAL DE PRACTICAS DE
LABORATORIO DE FISICA
Departamento de Ciencias Básicas
Laboratorio de Física
1
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
BUCARAMANGA, COLOMBIA
JULIO DE 2012
ELABORADO POR :
JULIÁN O. HERRERA ORTIZ
JOSÉ A. PACHECO
DOCENTES DEL DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS
UNIDADES TECNOLOGICAS DE SANTANDER
Departamento de Ciencias Básicas
Laboratorio de Física
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UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
TABLA DE CONTENIDO
INTRODUCCIÓN ....................................................................................................................................... 5
PRACTICA PRESENTACIÓN LAB. ........................................................................................................... 6
Normas y formatos a tener en cuenta en el laboratorio .............................................................................. 6
FUNCIONES DEL LABORATORISTA ....................................................................................................................... 6
DERECHOS DE LOS USUARIOS.............................................................................................................................. 7
DEBERES DE LOS USUARIOS ................................................................................................................................. 8
NORMAS DE OBLIGATORIO CUMPLIMIENTO ........................................................................................................ 9
NORMAS GENERALES DE SEGURIDAD ............................................................................................... 10
CRITERIOS PARA LA EVALUACIÓN DE ASIGNATURAS DE LABORATORIO ..................................... 10
PRACTICA N° 0 ....................................................................................................................................... 31
Presentación del CASSY Lab, realizando la práctica de análisis de Fourier de señales simuladas
(rectangular y triangular). ......................................................................................................................... 31
PRACTICA MAGISTRAL N° 1 ................................................................................................................. 37
Movimiento rectilíneo acelerado, ecuación de movimiento de Newton ..................................................... 37
PRACTICA MAGISTRAL N° 2 ................................................................................................................. 42
Colisiones ................................................................................................................................................ 42
PRACTICA MAGISTRAL N° 3 ................................................................................................................. 46
Ley de Biot-Savart.................................................................................................................................... 46
PRACTICA MAGISTRAL N° 4 ................................................................................................................. 51
Caída Libre .............................................................................................................................................. 51
PRACTICA MAGISTRAL N°5 .................................................................................................................. 54
Poleas ...................................................................................................................................................... 54
PRACTICA MAGISTRAL N°6 .................................................................................................................. 57
Carga Especifica del Electrón, Líneas de Campo Eléctrico y de Campo Magnético ................................. 57
PRACTICA N° 1 ....................................................................................................................................... 61
Plano inclinado, coeficiente de fricción ..................................................................................................... 61
PRACTICA N° 2 ....................................................................................................................................... 65
Ley de Hooke y deflexión de una hoja de resorte ..................................................................................... 65
PRACTICA N° 3 ....................................................................................................................................... 70
Palancas .................................................................................................................................................. 70
PRACTICA N° 4 ....................................................................................................................................... 73
Transmisión de potencia de un transformador ......................................................................................... 73
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PRACTICA N° 5 ....................................................................................................................................... 77
Electrostática-Electrómetro ...................................................................................................................... 75
PRACTICA N° 6 ....................................................................................................................................... 79
Histéresis del núcleo de un transformador ............................................................................................... 79
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INTRODUCCIÓN
El presente manual de prácticas de laboratorio complementay refuerza el aprendizaje en el área de
Física de los estudiantes de la Facultad de Ciencias Naturales e Ingenierías de las Unidades
Tecnológicas de Santander, en las ramas de mecánica y electromagnetismo, asignaturas que los
estudiantes de esta Facultad cursan como parte de su ciclo básico.
En una asignatura práctica como ésta el aprendizaje se logra poniendo al alcance de los estudiantes
procedimientos y materiales de última tecnología, siendo fundamental lo conceptual, la observación, la
experimentación, el manejo de habilidades motoras en el desarrollo de los montajes y la manipulación de
los equipos e instrumentos de medición, realizando así una perfecta integración entre la teoría y la
práctica.
Con el conocimiento previo que tenga de los temas a tratar, la lectura y la escritura, el estudiante podrá
formular
hipótesis,
interpretar
resultados,
redactar
conclusiones,
observaciones
y
recomendacionesacerca de los fenómenos físicos que puedan ocurrir en cada una de las experiencias,
en fin, elaborar los informes que cada una de las prácticas requiere, para lo cual también se hace
necesario el buen uso de las herramientas informáticas para la búsqueda de información, elaboración de
documentos y de gráficos, todo esto en conjunto se convierte en una serie de herramientas útiles que le
contribuirán en su vida diaria y como futuro profesional.
Por lo anterior se espera que este manual sea de gran ayuda al crecimiento y formación de los
estudiantes de la Facultad de Ciencias Naturales e Ingenierías de las Unidades Tecnológicas de
Santander.
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IDENTIFICACIÓN
UNIDAD ACADÉMICA
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS
ASIGNATURA: LABORATORIO DE FISICA
UNIDAD TEMÁTICA
PRACTICA
Normas y formatos a tener en cuenta en el laboratorio
PRESENTACIÓN LAB.
COMPETENCIA
Conocer las normas que rigen el 
laboratorio
y
los
formatos
requeridos para la evaluación de 
las prácticas.
RESULTADOS DE APRENDIZAJE
Conoce las normas institucionales de trabajo en el
laboratorio.
Conoce cada uno de los formatos requeridos para la
evaluación de las prácticas del laboratorio.
ACTIVIDADES
Para dar a conocer las normas, el docente lee y explica las funciones, deberes de los usurarios,
derechos de los usuarios, las normas de seguridad y normas de obligatorio cumplimiento. También se
presentan los formatos de pre-informe e informe que se emplean para la evaluación de los
laboratorios.
REGLAMENTO DE LABORATORIO
FUNCIONES DEL LABORATORISTA
Son funciones de los auxiliares, técnicos e ingenieros encargados de los laboratorios de las Unidades
Tecnológicas de Santander, las siguientes:

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



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




Firmar el Paz y Salvo requerido por los estudiantes.
Ordenar y reubicar los equipos y manuales dentro del laboratorio.
Facilitar el área física del laboratorio y los implementos para el desarrollo de las prácticas.
Alistar el laboratorio para dar inicio a las labores académicas.
Elaborar las normas adecuadas que permitan compartir las responsabilidades con los docentes,
usuarios del laboratorio y el laboratorista.
Recopilar y unificar los pedidos de las necesidades semestrales de las asignaturas que se
ofrezcan en el laboratorio y remitirlas a la Coordinación o Departamento respectivo para mantener
los materiales necesarios para las prácticas.
Revisar periódicamente el estado del laboratorio, de los materiales y equipos que en allí se
encuentren, notificando inmediatamente a la Coordinación o Departamento respectivo, en caso de
observar algún deterioro, desperfecto o falta de alguno de ellos.
Recibir los materiales y equipos que ingresen al laboratorio, firmando el cargo correspondiente.
Elaborar un inventario de equipos y materiales existentes en el laboratorio, cada fin de semestre
académico y remitirlo a las instancias respectivas.
Velar por el cumplimiento de las normas de trabajo de obligatorio cumplimiento y de las normas de
seguridad dentro del laboratorio.
Mantener el laboratorio aseado, en perfecto estado las herramientas, equipos y módulos de
trabajo, es decir, en óptimas condiciones para realizar las prácticas en forma eficiente.
Proporcionarle al docente y a los estudiantes de la asignatura, los materiales y el equipo necesario
para la realización de las prácticas respectivas.
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
Custodiar los elementos y equipos de los laboratorios.
Realizar mantenimiento preventivo y correctivo a los equipos existentes en el laboratorio.
Brindar un eficiente, oportuno y amable servicio a los estudiantes.
Coordinar y planificar en conjunto con el jefe inmediato el servicio general de los laboratorios y/o
talleres de los respectivos programas.
Coordinar y planificar los horarios de los servicios de laboratorios.
Reintegrar al almacén general de la institución el equipo, o enseres que del laboratorio sean dados
de baja de acuerdo con la autorización del jefe inmediato.
Retirar del almacén general los pedidos que para su dependencia se haya hecho.
Colaborar con la organización de las muestras técnicas y de divulgación que la institución realice o
participe respectivamente.
Sugerir los cambios y las modificaciones que crea conveniente para el funcionamiento y la
modernización del laboratorio que se tiene a cargo.
Al finalizar la práctica, se debe verificar que los equipos, estén en perfectas condiciones.
Responder por las herramientas y equipos del laboratorio a cargo.
Colaborar en la instalación e implementación de equipos y máquinas adquiridas por la institución
para la actualización de los módulos de trabajo.
Resolver dudas pertinentes a las prácticas que se estén realizando en ausencia del docente.
Las demás funciones que le sean asignadas por el superior inmediato acorde con la naturaleza del
cargo.
DERECHOS DE LOS USUARIOS
Son derechos de los usuarios de un laboratorio de las UTS los siguientes:
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Utilización de los recursos disponibles para préstamo dentro de los horarios establecidos.
El usuario tendrá derecho a solicitar asesoría en el momento que lo requiera y será brindada por el
auxiliar encargado o por el profesor de la materia.
El usuario dispondrá del servicio para uso exclusivo de su formación académica.
Las solicitudes de servicio de soporte técnico o soporte al usuario se harán directamente a la
persona encargada de la atención y registro de estos requerimientos y podrán efectuarse mediante
solicitud verbal de acuerdo con los procedimientos establecidos por el reglamento del laboratorio
respectivo.
Los equipos y materiales que van a utilizar los docentes y estudiantes deben encontrarse en
perfecto orden y aseo.
Préstamo de los elementos o equipos necesarios para realizar las practicas del laboratorio.
Solicitar el buen estado de los elementos, equipos y bancos de trabajo.
La disponibilidad de los laboratorios en los horarios estipulados.
Exigir la verificación del funcionamiento de los equipos y elementos solicitados.
La explicación por parte del docente de la correcta manipulación de los equipos.
Los estudiantes tienen derecho a la clase práctica, orientada por el docente y el conocimiento con
anterioridad de las prácticas a realizar.
Recibir un trato cortes según los principios básicos de las relaciones humanas.
Recibir las advertencias necesarias que le permitan trabajar cumpliendo todas las normas de
obligatorio cumplimiento y de seguridad que disponga cada laboratorio según su reglamento
interno.
El estudiante para solicitar el préstamo de equipos y elementos dispone de 15 minutos después
del inicio del laboratorio.
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
Solicitar el permiso correspondiente si tuviera que ausentarse o no asistir, siempre y cuando sea
por una causa justificada.
DEBERES DE LOS USUARIOS
Son deberes de los usuarios de los laboratorios de las UTS los siguientes:






El usuario deberá comprometerse a dar un trato adecuado a los equipos, hardware, software,
muebles y elementos que hagan parte del laboratorio, respetando y acatando las normas
establecidas en el presente reglamento.
Todo usuario de un laboratorio deberá al momento de solicitar el servicio presentar el documento
que lo acredite como usuario, ya sea carné de estudiante, de empleado de las UTS, o cedula de
ciudadanía cuando se trate de algún tipo de convenio interinstitucional.
Todo usuario se hace responsable ante las UTS por los daños que se ocasionen a los equipos,
muebles y enceres durante el tiempo de su utilización.
El usuario recibirá el equipo en perfectas condiciones; si detecta cualquier irregularidad en el
funcionamiento, daño o faltante de algún elemento propio del equipo, deberá reportarlo
inmediatamente antes de hacer uso de este.
Queda rotundamente prohibido a cualquier usuario utilizar los equipos para prácticas o fines
diferentes a aquellos para los cuales fueron prestados por la institución, haciéndose además
responsable del deterioro de los equipos por uso negligente, así como de cualquier tipo de lesión
en su persona o en terceros que pueda derivarse de estos actos.
El usuario deberá presentarse a los laboratorios de las UTS vistiendo las ropas adecuadas y
cumpliendo con los requisitos de seguridad industrial necesarios para realizar la práctica
académica en cada laboratorio; la institución y el laboratorio no asumen responsabilidades por la
omisión, desconocimiento o violación de esta regla por parte de sus usuarios.
DE LOS ESTUDIANTES
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Dejar en perfecto orden y aseo todos los equipos, materiales, y manuales utilizados en la práctica.
Pagar o reponer en caso de pérdida o daño el (los) material(es) y equipo(s) que se encontraban a
su cargo durante la práctica.
Debe mantener el orden y la disciplina durante la práctica.
Debe hacer un buen uso de los equipos y materiales a su cargo durante las prácticas de
laboratorio.
Preservar, cuidar y mantener en buen estado el material de enseñanza, instalaciones, equipos,
dotación y bienes de los laboratorios.
Cumplir con las normas de respeto y convivencia para el logro de una formación integral.
Cumplir con las normas de seguridad del laboratorio que disponga cada laboratorio según su
reglamento interno.
En caso de no conocer el manejo de los equipos es necesario pedir las instrucciones pertinentes
antes de realizar cualquier conexión y de usarlos.
Cuidar lo que se conserve bajo su cuidado o a lo cual tenga acceso, así como impedir o evitar la
sustracción, destrucción, ocultamiento y utilización indebida de los equipos que se encuentren en
el laboratorio.
Verificar antes de iniciar una práctica el estado de su puesto de trabajo y del equipo a utilizar en la
experiencia.
Tratar con respeto, imparcialidad y rectitud a las personas con que tenga relación por razón del
servicio.
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


Avisar inmediatamente al asistente, o persona encargada de las salas acerca de las anomalías
que se presenten en los equipos.
Informar al docente o encargado del laboratorio sobre el mal uso que otros usuarios hagan de los
equipos.
Acatar las instrucciones de la persona encargada del laboratorio y respetar sus decisiones de
acuerdo con lo dispuesto en este reglamento.
DE LOS DOCENTES
 Durante la primera práctica deberán dar las indicaciones a los estudiantes, referentes al buen uso
del material y equipos de laboratorio, así como de sus deberes, obligaciones y cumplimiento de las
normas de seguridad dentro del laboratorio.
 Dar las indicaciones necesarias para la realización de las prácticas de laboratorio y la explicación
para su ejecución.
 Durante las prácticas de laboratorio, por ningún motivo deben abandonar a los estudiantes a su
cargo, ni ocupar el tiempo de las prácticas en las actividades ajenas a las mismas.
 Dar la explicación respectiva de la práctica a realizar, así como también la aclaración de las dudas
que tengan los estudiantes.
NORMAS DE OBLIGATORIO CUMPLIMIENTO
Se establecen las siguientes normas de estricto cumplimiento:
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
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
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Cumplir con el horario de laboratorio establecido, para la realización de las prácticas.
Está prohibido el ingreso de comidas, bebidas, cigarrillos a los laboratorios.
Está prohibido el ingreso de estudiantes en pantaloneta, bermuda, sandalias o en chanclas a los
laboratorios.
Tendrán acceso al laboratorio los estudiantes que se encuentren debidamente matriculados en el
período académico correspondiente.
Para préstamo de equipos y/o elementos del laboratorio se debe presentar carnet debidamente
estampillado.
Para el inicio de la práctica de laboratorio debe estar presente el docente de la asignatura quien se
hará responsable de la sala.
Está prohibido facilitar o propiciar el ingreso al laboratorio de personas no autorizadas.
En lo posible, el docente y el encargado deben permanecer todo el tiempo en el laboratorio,
durante la realización de las prácticas.
Quince (15) minutos después de iniciar la práctica de laboratorio no se permite el ingreso de
estudiantes al aula.
Después de quince (15) minutos de haber comenzado la práctica de laboratorio no se despachará
ninguna lista de pedido de equipos y/o elementos a los estudiantes (seguridad del laboratorio).
Quince (15) minutos antes de la hora prevista para la terminación de la práctica de laboratorio, el
estudiante debe devolver los equipos y/o elementos dados en préstamo.
El material asignado a cada práctica debe permanecer en el mismo lugar. No se debe coger
material destinado a prácticas distintas a la que se está realizando.
En caso de dudas en el momento de conectar un equipo, se debe preguntar a la persona indicada,
así se evitará el pago innecesario.
El estudiante debe seguir los pasos establecidos por el docente para la práctica.
Se permite el uso del laboratorio si está autorizado por el Coordinador del programa o el
laboratorista a cargo.
Todo estudiante debe estar debidamente preparado para la realización de la práctica.
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








La ausencia injustificada de una práctica de laboratorio se calificará con cero, cero (0,0).
La no presentación del pre-informe y del informe el día de la práctica se calificará con cero (0.0).
Cada equipo de trabajo es responsable del material que se le asigne, en caso de pérdida o daño
deberá responder por ello. Antes de empezar con el procedimiento experimental o utilizar algún
aparato, revisar todo el material, y en caso de desconocer su funcionamiento pregunte al docente
o al encargado del laboratorio.
La pérdida o deterioro por mal uso de un elemento, aparato o equipo, se cobra al estudiante
responsable. En caso de no encontrarse un responsable único, el grupo de la práctica
correspondiente asumirá la responsabilidad y cubrirá los costos de reparación o de sustitución del
equipo.
No se permite el traslado de computadores, sillas o de cualquier otro material o equipo que se
encuentre en el laboratorio, sin la debida autorización del funcionario encargado del mismo.
Al finalizar la práctica el material y la mesa de trabajo deben dejarse limpios y ordenados.
En los laboratorios con computadores, estos son para uso exclusivamente académico, evite
instalar programas de índoles ajenas a las de la academia.
En los laboratorios con computadores, se prohíbe la utilización de software que no esté amparado
legalmente mediante la respectiva licencia para la Universidad.
Se prohíbe el cambio de la configuración del software instalado.
NORMAS GENERALES DE SEGURIDAD
Son normas generales de seguridad en el laboratorio de Física las siguientes:











Quítese todos los accesorios personales que puedan producir descargas (recuerde que algunas
de las prácticas trabajan con altos voltajes y amperajes), como son anillos, pulseras, collares, etc.
La responsabilidad por las consecuencias de no cumplir esta norma dentro del laboratorio es
enteramente del estudiante.
Está prohibido fumar, beber o comer en el laboratorio, así como dejar encima de la mesa del
laboratorio algún tipo de prenda.
El pelo largo se llevará siempre recogido.
Evite los desplazamientos innecesarios dentro del aula y no corra dentro de ella.
Si presenta dudas acerca del montaje de alguna de las prácticas, consulte con el profesor o el
auxiliar encargado antes de la realización de la experiencia.
Es importante que antes del inicio, se haya leído la guía y realizado el preinforme, siguiendo a
cabalidad las recomendaciones de seguridad para la experiencia.
Manipule los equipos de manera responsable y cuidadosa.
Si alguno de los equipos presenta anomalías, apáguelo y repórtelo inmediatamente.
No encienda las fuentes, hasta que no esté seguro de las conexiones realizadas.
No se permitirá el ingreso de bolsos al aula.
Sobre la mesa de trabajo solo debe hallarse el equipo requerido para llevar a cabo la práctica.
CRITERIOS PARA LA EVALUACIÓN DE ASIGNATURAS DE LABORATORIO
Para evaluar los laboratorios se consideraran los siguientes instrumentos con sus respectivos
porcentajes: Preinformes y/o quices 20%, Informes 40% y Parcial Escrito 40%.
1. Preinforme y/o quiz: Para la revisión de los conceptos previos se evaluará con el pre informe o un
quiz, este último se realizará antes de iniciar la práctica o al finalizar la experiencia.El pre informe
se presenta al iniciar cada experiencia, es un documento escrito a mano que se elabora teniendo
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en cuenta la información suministrada en el manual de guías de laboratorio. En el pre informe el
equipo de trabajo refleja lo que va a ser su actividad en la práctica del día. A continuación se
presenta el formato para la elaboración del pre-informe:
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PRE INFORME DE LABORATORIO DE FISICA
IDENTIFICACIÓN
PRACTICA N°: El número que identifica la práctica
NOMBRE DE LA PRÁCTICA: El título debe ser conciso, pero
FECHA:
completo, en forma tal, que se entienda claramente el objeto del
experimento. Por ejemplo: “Carga Específica del Electrón”.
INTEGRANTES
NOMBRE: Los estudiantes que conforman el equipo de trabajo
CÓDIGO:
NOMBRE:
CÓDIGO:
NOMBRE:
CÓDIGO:
GRUPO:
El Grupo de la
asignatura.
Por ejemplo:
“A053, C064”
DOCENTE:
N° grupo: El grupo que lo
identifica dentro del laboratorio.
Es un número de 1 a 12.
RESULTADOS DE APRENDIZAJE
Son los resultados de aprendizaje trabajados desde el Programa de Asignatura.
PROGRAMA: El programa
académico que estudia. Por
ejemplo:
“Tecnología
Electromecánica”
MARCO TEÓRICO
En este espacio se describen las leyes, principios y teorías en las que se basa y se fundamenta
la práctica a desarrollar.
MATERIALES Y EQUIPOS
Aquí se relacionan todos los materiales a utilizar para el desarrollo de la práctica.
PROCEDIMIENTO (MONTAJE Y EJECUCIÓN)
En este espacio se debe realizar un resumen del procedimiento de la práctica, deberá hacerse en
diagrama de flujo, mapa conceptual y dibujo del montaje.
NOTA DE SEGURIDAD
Hace referencia a los cuidados que se deben tener con algunos equipos y/o materiales del
laboratorio. También el cuidado que se debe tener con los altos voltajes y corrientes que se usan
en algunas prácticas.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Para reportar un libro texto, escriba en su orden y teniendo en cuenta los signos de puntuación,
los siguientes elementos:Autor, título, número de edición, lugar de publicación, nombre de la
editorial, año de publicaciones, paginación.
Ejemplo:
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GROSSMAN, Stanley. INTRODUCCIÓN AL ALGEBRA LINEAL. Editorial Mc Graw Hill
Interamericana. México. 512,5L269i
Otras variables para tener en cuenta, en el momento de la evaluación de los laboratorios son: la
puntualidad, el trabajo en equipo, el comportamiento y seguimiento de las normas de seguridad, el
manejo y destreza para realizar los diferentes montajes. Estos criterios se consideran dentro de la
nota del pre informe.
2.
El informe: Se entrega una semana después de haber realizado la práctica. Es un
documento escrito a mano. Existen varios formatos para reportar los resultados de un experimento,
las secciones que se indican a continuación son aquellas que se encuentran en la mayoría de los
artículos que se publican. A continuación se presenta el formato para la elaboración del informe.
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INFORME DE LABORATORIO DE FISICA
IDENTIFICACIÓN
PRACTICA N°: El número que identifica la práctica
NOMBRE DE LA PRÁCTICA: El título debe ser conciso, pero
FECHA:
completo, en forma tal, que se entienda claramente el objeto del
experimento. Por ejemplo: “Carga Específica del Electrón”.
INTEGRANTES
NOMBRE: Los estudiantes que conforman el equipo de trabajo
CÓDIGO:
NOMBRE:
CÓDIGO:
NOMBRE:
CÓDIGO:
GRUPO:
El Grupo de la
asignatura.
Por ejemplo:
PROGRAMA:El
programa
“A053, C064”
académico que estudia. Por
N° grupo: El grupo que lo DOCENTE:
ejemplo:
“Tecnología
identifica
dentro
del
Electromecánica”
laboratorio. Es un número de
1 a 12.
RESUMEN
El resumen debe indicar la finalidad del experimento y presentar en forma breve pero muy clara
en qué consiste la práctica realizada (máximo 5 renglones). Nota: Esta parte debe ser
elaborada por el estudiante con sus propios análisis y argumentos.
TABLAS DE DATOS Y GRAFICAS
Los datos se refieren a aquellas cantidades que se derivan de mediciones y que se han de utilizar
en el proceso de los cálculos. En esta sección se muestran los resultados obtenidos. Los
gráficos y tablas que se muestren deben estar numerados y tener una leyenda o título, o sea,
deben estar identificados.
Los resultados deben presentarse preferiblemente en forma de gráficos, sin embargo si se
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requiere se hace necesario la inclusión de las tablas de datos. Los datos del experimento deben
estar diferenciados de otros datos que puedan incluirse para comparación y tomados de otras
fuentes.
Si en el laboratorio no se hacen mediciones, es decir, se basa en observaciones solamente,
entonces se realizan las anotaciones a cerca del desarrollo de la experiencia.
EVALUACIÓN Y CALCULOS
En este espacio el estudiante responde al cuestionario propuesto por el docente. Este
cuestionario le ayuda a obtener las conclusiones y a realizar el análisis de resultados de la
experiencia. La evaluación debe ser contestada apoyándose en la bibliografía consultada y en la
ejecución de la experiencia.
En esta parte también se deben mostrar las ecuaciones utilizadas y los cálculos realizados
Todos los símbolos deben definirse en el momento en que aparecen por primera vez. Los
resultados deben ser claros y precisos que indiquen lo que el estudiante pudo observar, no lo que
los libros dicen, que se ha debido observar.
ANALISIS DE RESULTADOS Y/O ANALISIS DE GRAFICAS
En este espacio se describe la relación (contrastación) entre los resultados obtenidos en la
práctica y la teoría expuesta en los libros de textos o en el aula de clases, si hay discrepancia
respecto a los valores aceptados o esperados, se deben indicar las causas y algunas
sugerencias que puedan mejorar el método experimental.
La discusión de resultados generalmente suele corresponder a un argumento lógico, basado en
los resultados y no una repetición de estos. En ocasiones, puede ser útil, comparar los
resultados obtenidos con los reportados en la literatura, mirar si hay discrepancia respecto a los
valores aceptados o esperados, indicando las causas y algunas sugerencias que puedan mejorar
el método experimental.
Otros aspectos a tratar son las dificultades encontradas durante la realización del experimento
que hayan podido influir en los resultados, si son o no válidas las aproximaciones hechas, son
entre otros, temas que también pueden tratarse como discusiones de resultados.
OBSERVACIONES
Se pretende realizar observaciones que mejoren la práctica o aquellos detalles de los cuales se
percató cuando realizó la experiencia y que pueden ser importantes en la obtención de los
resultados.
CONCLUSIONES
Debe hacerse una síntesis breve de los conocimientos verificados y de lo aprendido al cumplir
con los objetivos de la práctica. De ninguna manera serán fragmentos copiados de textos o
conclusiones extraídas de otras experiencias realizadas.
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Para reportar un libro texto, escriba en su orden y teniendo en cuenta los signos de puntuación,
los siguientes elementos:Autor, título, número de edición, lugar de publicación, nombre de la
editorial, año de publicaciones, paginación.
Ejemplo:
GROSSMAN, Stanley. INTRODUCCIÓN AL ALGEBRA LINEAL. Editorial Mc Graw Hill
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Interamericana. México. 512,5L269i
NOTA IMPORTANTE: El docente en la primera clase deberá socializar los criterios de evaluación
planteados en el Plan de Asignatura y también, motivar y explicar la importancia de la puntualidad, la
disciplina en el desarrollo de la práctica y del cumplimiento de las normas del laboratorio para alcanzar
los resultados de aprendizaje previstos para la asignatura. Además explicará a los estudiantes los
formatos con un ejemplo elaborado. En los laboratorios que usen software, el docente debe capacitar
a los estudiantes para que lo implementen de forma correcta en las prácticas.
3. Inasistencia: La inasistencia a una práctica de laboratorio, automáticamente descalifica el pre
informe y el informe, por lo que se asume que no presenta ninguna de estas evidencias,
obteniendo una nota de 0.0 (cero punto cero) en cada uno de ellos. Para recuperar una práctica el
estudiante debe presentar la incapacidad del médico de la EPS y el VoBo del Coordinador del
Programa. Para presentar la excusa y recuperar la experiencia el estudiante cuenta con 8 días
(una semana) contados a partir del día de la clase.
4. El parcial escrito: Se hace teniendo como referente los resultados de aprendizaje y las
habilidades previstas en cada práctica de laboratorio. Se diseñan en los formatos de evaluación
de las asignaturas teóricas. Se presenta de manera individual. Esta evaluación puede ser teórica,
teórico – práctica, o una evaluación tipo problema con datos de laboratorio. Este examen tiene un
valor del 40% del corte, se hace uno solo y comprende las prácticas realizadas antes de la fecha
del parcial.
A continuación se presentan los respectivos formatos: de pre informe y de informe.
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PRE INFORME DE LABORATORIO DE FISICA
IDENTIFICACIÓN
PRACTICA N°:
NOMBRE DE LA PRÁCTICA:
FECHA:
INTEGRANTES
NOMBRE:
CÓDIGO:
NOMBRE:
CÓDIGO:
NOMBRE:
CÓDIGO:
PROGRAMA:
GRUPO:
N° grupo
DOCENTE:
RESULTADOS DE APRENDIZAJE
MARCO TEÓRICO
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MARCO TEÓRICO
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MARCO TEÓRICO
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MATERIALES Y EQUIPOS
PROCEDIMIENTO (MONTAJE Y EJECUCIÓN)
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PROCEDIMIENTO (MONTAJE Y EJECUCIÓN)
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NOTA DE SEGURIDAD
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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IDENTIFICACIÓN
PRACTICA N°:
NOMBRE DE LA PRÁCTICA:
FECHA:
INTEGRANTES
NOMBRE:
CÓDIGO:
NOMBRE:
CÓDIGO:
NOMBRE:
CÓDIGO:
PROGRAMA:
GRUPO:
N° grupo
DOCENTE:
RESUMEN
TABLAS DE DATOS Y GRÁFICAS
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TABLAS DE DATOS Y GRAFICAS
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TABLAS DE DATOS Y GRAFICAS
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EVALUACIÓN Y CALCULOS
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EVALUACIÓN Y CALCULOS
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EVALUACIÓN Y CALCULOS
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ANALISIS DE RESULTADOS Y/O ANALISIS DE GRAFICAS
OBSERVACIONES
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CONCLUSIONES
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Laboratorio de Física
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UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
IDENTIFICACIÓN
UNIDAD ACADÉMICA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS
ASIGNATURA: LABORATORIO DE FISICA
UNIDAD TEMÁTICA
PRACTICA N° 0
Presentación del CASSY Lab, realizando la práctica de análisis de
Fourier de señales simuladas (rectangular y triangular).
COMPETENCIA
RESULTADOS DE APRENDIZAJE
Operar el software Cassy-Lab para
desarrollar
las
prácticas
del
laboratorio de Física.
Maneja el programa Cassy-Lab como herramienta de ayuda para el
desarrollo de las prácticas del laboratorio de Física.
ACTIVIDADES
PRESENTACION DE LA VENTANA DELCassy-Lab
Gráfica 1
Las funciones básicas pueden ser ejecutadas directamente con los botones rápidos de la línea
superior. Los botones rápidos más importantes también pueden ser operados mediante las teclas de
funciones.
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Borra la medición actual manteniendo sus ajustes o, si no hay medición presente, borra los
ajustes actuales. Si se aplica por segunda vez esta función borra una medición con sus ajustes.
Carga una serie de medición con sus ajustes y sus evaluaciones. Aquí también es posible
adjuntar una serie de medición a una serie de medición presente (sin cargar sus ajustes y
evaluaciones). Esto puede hacerse si las series de mediciones poseen las mismas variables de
medida. Alternativamente también se puede medir otra serie de medición a posteriori y adjuntarla. Se
dispone además de un filtro de importación ASCII (tipo de archivo *.txt).
Guarda las series de mediciones actuales con sus ajustes y sus evaluaciones. Aquí también
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se pueden almacenar sólo ajustes (sin datos de medición), con los cuales usted podrá repetir
fácilmente un experimento. Se dispone además de un filtro de exportación ASCII (tipo de archivo
*.txt). Los archivo CASSY Lab (tipo de archivo *.lab) son leíbles con cualquier editor de textos.
Imprime la tabla actual o el diagrama actual.
Inicia y detiene una nueva medición.
detenida prefijando un tiempo de medición.
Por otro lado una medición también puede ser
Modifica los ajustes actuales (por ej. CASSY, Parámetro/Fórmula/FFT, Representación,
Comentario, Puerto serie). Para los parámetros de medición esta función debe ser accionada dos
veces.
Representa el contenido de la línea de estado en un cuadro grande o lo oculta nuevamente.
Llama a esta ayuda.
Da información sobre la versión del software y permite la entrada del código de desbloqueo.
Cierra todos los instrumentos indicadores abiertos o los abre nuevamente.
En esta práctica va a observar como es el funcionamiento del software realizando la práctica de
análisis de Fourier de señales simuladas (rectangular y triangular).
Análisis de Fourier de señales simuladas (rectangular y triangular).
1. Se ingresa al CASSY Lab. Se cierra la ventana de presentación que sale, inmediatamente
aparecerá la ventana de ajustes (también saldría con F5). Gráfica 1
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Gráfica 1
Nota: Las fórmulas deben ser ingresadas sin espacios. El programa reconoce entre mayúsculas y
minúsculas.
2. Abra la pestaña de Parámetros/ Formulas/ FFT, y dando clic en “Nueva magnitud”, puede
empezar a ingresar la siguiente información:
a. En el cuadro “seleccionar magnitud” ingresar la variable Frecuencia, en propiedades
seleccionar Parámetro y un valor de 0.50, Símbolo f, Unidad, Hz, desde 0 hasta 1, posiciones
decimales 1; una vez terminado este proceso dar nuevamente click en nueva magnitud y así
cada vez que se vaya a ingresar una nueva magnitud, como son S1, S3, F1, etc.
b. Variable S1: En propiedades seleccione Formula = 4*(1-2*saw (f*t)), símbolo S_1, desde -10
hasta 10, posiciones decimales 2.
c. Variable F1: En propiedades seleccione Fast Fourier Transformation de S1, símbolo F_1,
desde 0 hasta 5, posiciones decimales 2.
d. Variable A1: En propiedades seleccione Formula = 3.31*cos(360*f*t), símbolo A_1, desde -10
hasta 10, posiciones decimales 2.
e. Variable A3: En propiedades seleccione Formula = 0.40*cos(360*3*f*t), símbolo A_3, desde 10 hasta 10, posiciones decimales 2.
f. Variable A5: En propiedades seleccione Formula = 0.17*cos(360*5*f*t), símbolo A_5, desde 10 hasta 10, posiciones decimales 2.
g. Variable A7: En propiedades seleccione Formula = 0.10*cos(360*7*f*t), símbolo A_7, desde 10 hasta 10, posiciones decimales 2.
h. Variable A9: En propiedades seleccione Formula = 0.08*cos(360*9*f*t), símbolo A_9, desde 10 hasta 10, posiciones decimales 2.
i. Variable S2: En propiedades seleccione Formula = A1+A3+A5+A7+A9, símbolo S_2, desde 10 hasta 10, posiciones decimales 2.
j. Variable
S3:
En
propiedades
seleccione
Fórmula
=
4*8/3.14^2*(cos(360*f*t)+1/9*cos(360*3*f*t)+1/25*cos(360*5*f*t)+1/49*cos(360*7*f*t)+
1/81*cos(360*9*f*t)), símbolo S_3, desde -10 hasta 10, posiciones decimales 2.
3. Ahora abra la pestaña de representación, y empieza a ingresar la siguiente información. Gráfica
2.
a. En seleccionar representación ingresar Estándar, en el eje x= t y en el eje y=S1. Si aparecen
otras variables se deben dejar inactivas, una vez terminado este proceso dar nuevamente click
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en nueva representación si es el caso y así cada vez que se vaya a ingresar una nueva
representación. En este caso dar los nombres respectivos a cada representación, que son:
Espectro de frecuencia, análisis de Fourier y sistema de Fourier.
b. Espectro de Frecuencia: en el eje x= f y en el eje y= F1.
c. Análisis de Fourier: en el eje x= t y en el eje y= A1, A3, A5, A7, A9.
d. Sistema de Fourier: en el eje de x=t y en el eje y= S1, S2, S3.
4. Dar clic en cerrar ajustes y darle inicio a la medición en el botón
del CASSY Lab y
observe la simulación, para finalizar la medición oprima nuevamente el reloj, después de 60
segundos.
5. En la parte inferior de la barra de herramientas aparecen unas pestañas la cuales son las
representaciones que acaba de crear, haciendo click en cada pestaña podrá observar las curvas
obtenidas.
6. Una vez obtenga las gráficas hechas con el Cassy-Lab con el botón derecho del mouse haga click
sobre la cuadricula en donde se encuentra la gráfica, allí encontrará una serie de opciones que le
permiten trabajar sobre la gráfica.
7. En el cuadro de opciones que aparece haga click en copiar diagrama, allí aparecen 2 opciones,
haga click en Bitmap, ahora está listo para copiar la gráfica obtenida en paint o cualquier
programa de imágenes, también le permite copiar la imagen en Word para que pueda incluirla en
su informe.
8. La opción de copiar diagrama también le permite copiar, pero no solo la gráfica, sino toda lo que
observa en la pantalla del PC.
9. Si ahora hace click con el botón derecho del Mouse sobre la tabla de datos, también aparece una
ventana con opciones que le permiten trabajar sobre los datos.
10. En esta ventana el programa le permite copiar los datos obtenidos y pegarlos en Word haciendo
click en la opción copiar tabla.
Gráfica 2
Estas son tan solo algunas de las opciones de trabajo que le permite el Cassy-Lab para su trabajo en
el laboratorio.
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EVALUACIÓN
Maneja el software CASSY Lab para desarrollar las prácticas del laboratorio de Física.
BIBLIOGRAFÍA
Manual de ayuda del CASSY Lab.
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IDENTIFICACIÓN
UNIDAD ACADÉMICA
UNIDAD TEMÁTICA
PRACTICA
MAGISTRAL N° 1
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS
ASIGNATURA: LABORATORIO DE FISICA
MECANICA
Movimiento rectilíneo acelerado, ecuación de movimiento de Newton
COMPETENCIA
RESULTADOS DE APRENDIZAJE
Evaluar las leyes de la Física
Clásica (mecánica) mediante la
experimentación,
aplicación y
análisis de resultados obtenidos
en pruebas de laboratorio.
Confirma la Segunda Ley del Movimiento de Newton a partir de
la observación, experimentación y análisis del efecto que tiene la
fuerza aplicada y la masa del cuerpo sobre el movimiento
rectilíneo uniforme acelerado (MRUA).
ACTIVIDADES
Para la evaluación del informe de laboratorio se tendrán en cuenta todos los conceptos y
explicaciones dadas como referencia y los criterios acordados de evaluación que se evidencia desde
la ejecución de la práctica hasta la realización y puntualidad de la entrega del informe de parte del
estudiante al profesor.
El preinforme escrito del laboratorio que usted realizará se entrega al iniciar la práctica y debe
contener: título de la práctica, objetivos, marco teórico (corresponde a la teoría investigativa acerca
del tema de la práctica realizada), materiales, procedimiento (montaje y ejecución) y bibliografía.
Los temas de la investigación teórica acerca de la práctica son los siguientes:
 Elementos de la cinemática (trayectoria, desplazamiento, velocidad, aceleración) fórmulas y
conceptos.
 Movimiento Rectilíneo con velocidad constante y con aceleración constante.
 Interpretación de gráficas X vs t, V vs t, a vs t.
 Tipos de fuerza (peso, normal, tensión, fricción), fuerzas de contacto, unidades de fuerza.
 Leyes de Newton.
 Energía Cinética (concepto y fórmula).
Al realizar el informe usted debe tener en cuenta el siguiente contenido: cálculos, análisis de los
resultados obtenidos (datos), análisis de gráficas, evaluación, observaciones y conclusiones.
LISTA DE MATERIALES
 Sensor – CASSY
 Adaptador de corriente
 Caja BMW
 Pista de aire lineal
 Soporte para la pista
 Fuente de alimentación de aire
 Sensor Polea
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







Cable multipolar de 6 polos, L = 50 cm
Par de cables, de 1 m, rojo y azul
Electroimán
Carro deslizador
16 masas de 1 gr
2 masas de 109.36 gr
PC con Windows 95/98/NT o versión mayor
Sofware CASSY Lab
MONTAJE Y EJECUCION DEL EXPERIMENTO
Figura 1
Para realizar el montaje deberá seguir los siguiente pasos con ayuda de la gráfica 1 y así poder
empezar a desarrollar la práctica:
1. Conectar correctamente el cable de 6 polos al sensor polea.
2. Ubicar el sensor polea al final del carril como se muestra en la figura 1
3. Ubicar el electroimán de retención a una distancia entre 60 y 70 cm del sensor polea de tal
manera que el electroimán sujete el carro del cual suspenden las masas de 1 gr que pasan a
través de la polea con el hilo.
4. Al carro se le debe agregar una masa de 100gr.
5. Acomodar la Caja BMW en el INPUT A del sensor CASSY.
6. Los cables de 100cm rojo y azul se deben conectar al electroimán como indica la figura 1
7. Conectar adecuadamente el cable de 6 polos a la caja BMW como lo muestra la figura 1
8. Conectar el sensor CASSY por puerto serial al PC.
9. Conectar el sensor CASSY con el adaptador de corriente al toma corriente.
10. No olvide que debe poner a funcionar la bomba de aire para reducir la fricción. La fuente de
alimentación de aire se enciende por la parte de atrás.
Nota: El hilo de transmisión que va del carro a la polea siempre debe pasar por la polea para el
registro de los datos.
Para la ejecución del experimento usted deberá realizar los siguientes pasos:
1. Ingresar al CASSY-lab dar clic en cerrar en la ventana que aparece.
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2. En la nueva ventana (ajustes) que aparece, debe ir a la pestaña General y activar el sensor
CASSY con un clic, como se muestra en la figura 2.
3. En la nueva ventana (ajustes) que aparece dar clic en cargar ejemplo.
4. En la ventana de ejemplos de ensayo dar clic en Física y luego en la práctica llamada
movimientos con el carril con cojín de aire (ecuación del movimiento de Newton).
5. Se da clic en cargar ejemplo (m = constante) y/o cargar ejemplo (F = constante) de acuerdo a
las indicaciones del docente.
Figura 2
6. Cerrar la ventana de ajustes y en documento nuevo dar clic, para iniciar las nuevas
mediciones.
Ahora está listo para empezar a ejecutar el experimento.
Para masa constante
Masa constante se refiere a la cantidad de discos que se colocan sobre el carro. Para realizar la
experiencia se debe seguir el siguiente procedimiento:
1. Seleccionar la masa con la cual se va a trabajar, pueden ser 100, 200, 300 o 400 gr, de acuerdo a
las indicaciones del docente.
2. Al final del hilo que pasa por la polea se colocan las masas de 1 gr, para empezar el movimiento
deben estar colocados mínimo 4 gr. Pregunte a su docente cuantas masas debe ir agregando.
3. Ahora dar clic en el botón de ajustes
y en la pestaña CASSY dar clic sobre la figura del
sensor en SA1. Aparece una ventana de configuración de entrada del sensor, allí dar clic en cero
para calibrar el movimiento, como aparece en la figura 3.
4. Cerrar las ventanas de configuración y la de ajustes para iniciar la práctica.
5. Recuerde que las mediciones se inician y se detienen con el botón
6. Si al momento de iniciar el experimento en la tecla
no inicia el movimiento del carro,
debe colocar más peso (masas de 1 gr) y volver a calibrar el equipo en el software, para empezar
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el experimento.
7. Repetir el experimento desde el punto (3), mínimo 4 veces más con diferentes pesos, de acuerdo
a las indicaciones dadas por el docente.
Figura 3
Para fuerza constante
Fuerza constante se refiere a mantener el mismo número demasas de 1 gr que se cuelgan del hilo.
Para realizar la experiencia se debe seguir el siguiente procedimiento:
1. Seleccionar el peso con el cual se va a trabajar, deben colocarse mínimo 4 gr. para iniciar el
movimiento o de acuerdo a las indicaciones del docente.
2. Colocar sobre el carro los discos de 100 gr de uno en uno o de acuerdo a las indicaciones del
docente.
3. Ahora dar clic en el botón de ajustes
y en la pestaña CASSY dar clic sobre la figura del
sensor en SA1. Aparece una ventana de configuración de entrada del sensor, allí dar clic en cero
para calibrar el movimiento, como aparece en la figura 3.
4. Cerrar las ventanas de configuración y la de ajustes para iniciar la práctica.
5. Recuerde que las mediciones se inician y se detienen con el botón
6. Si al momento de iniciar el experimento en la tecla
no inicia el movimiento del carro,
debe colocar más peso (masas de 1 gr) y volver a calibrar el equipo en el software, para empezar
el experimento.
7. Repetir el experimento 3 veces más, variando la cantidad de discos (masas), de acuerdo a las
indicaciones dadas por el docente.
Nota: Tenga en cuenta que el hilo siempre debe estar pasando por la polea para que se puedan
registrar los datos.
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40
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
EVALUACIÓN
Como parte de la evaluación ahora usted debe realizar las siguientes actividades:
a. Hallar la aceleración promedio con ayuda del software, para cada movimiento.
b. Con ayuda del software realizar la gráfica de la pestaña “Newton”, para esto calcular la
aceleración media e ingresarla en la tabla junto con la masa o fuerza correspondiente en cada
caso.
c. Proponer dos ejemplos con cálculos del tipo de movimiento ensayado.
d. Para ambas experiencias, de las gráficas de recorrido vs tiempo, hallar la velocidad media para
cada uno de los experimentos.
e. Para ambas experiencias y de la gráfica de velocidad vs tiempo, hallar la aceleración que tuvo el
cuerpo y compararlo con los datos arrojados por el software.
f. Para la experiencia de masa constante, calcular el valor de la masa y compararlo con el obtenido
durante el ensayo. Calcular el porcentaje de error.
g. Para la experiencia de fuerza constante, calcular el valor de la fuerza y compararlo con el obtenido
en el software. Calcular el porcentaje de error.
BIBLIOGRAFÍA
TEXTOS SUGERIDOS
SERWAY, Raymond. FISICA tomo I, Quinta edición. Ed. McGraw Hill.
GETTYS, W. Edward. FISICA tomo I. Ed. McGraw Hill.
OHANIAN, Hans; MARKERT, Jhon. Física para ingeniería y ciencias. Volumen 1. Tercera edición.
Ed. Mc Graw Hill.
TEXTOS COMPLEMENTARIOS
TIPLER, A, Física, tomo I y II
HOLLIDAY, R. Física, Parte I
ALONSO Y FINN. Mecánica.
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IDENTIFICACIÓN
UNIDAD ACADÉMICA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS
ASIGNATURA: LABORATORIO DE FISICA
UNIDAD TEMÁTICA
MECANICA
PRACTICA
MAGISTRAL N° 2
Colisiones
COMPETENCIA
RESULTADOS DE APRENDIZAJE
Evaluar las leyes de la Física
Clásica (mecánica) mediante la
experimentación, aplicación y
análisis de resultados obtenidos
en pruebas de laboratorio.
Comprueba la Ley de conservación de la cantidad de
movimiento y la energía, y distingue los diferentes tipos de
colisiones y la forma en que reaccionan los cuerpos a partir de la
observación, experimentación y análisis.
ACTIVIDADES
Para la evaluación del informe de laboratorio se tendrán en cuenta todos los conceptos y
explicaciones dadas como referencia y los criterios acordados de evaluación que se evidencia desde
la ejecución de la práctica hasta la realización y puntualidad de la entrega del informe de parte del
estudiante al profesor.
El preinforme escrito del laboratorio que usted realizará se entrega al iniciar la práctica y debe
contener: título de la práctica, objetivos, marco teórico (corresponde a la teoría investigativa acerca
del tema de la práctica realizada), materiales, procedimiento (montaje y ejecución) y bibliografía.
Los temas de la investigación teórica acerca de la práctica son los siguientes:
 Energía cinética (concepto y fórmula).
 Ley de conservación de la energía.
 Cantidad de movimiento (conceptos, fórmulas, unidades).
 Impulso (concepto, fórmulas, unidades).
 Conservación de la cantidad de movimiento (conceptos y fórmulas).
 Colisiones y tipos de colisiones (conceptos y características).
 Coeficiente de restitución (concepto, fórmula).
 Interpretación de gráficas de energía.
Al realizar el informe usted debe tener en cuenta el siguiente contenido: cálculos, análisis de los
resultados obtenidos (datos), análisis de gráficas, evaluación, observaciones y conclusiones.
LISTA DE MATERIALES
 Sensor – CASSY
 Adaptador de corriente
 Unidad Timer
 Pista de aire lineal
 Soporte para la pista
 Fuente de alimentación de aire
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UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER







Barreras de luz en horquilla
Cables multipolar de 6 polos, L = 50 cm
Puntas de colisión
2 Carritos y sus respectivas banderas
4 masas de 109.36 gr
PC con Windows 95/98/NT o versión mayor
Sofware CASSY Lab
MONTAJE Y EJECUCION DEL EXPERIMENTO
Figura 1
Para realizar el montaje deberá seguir los siguiente pasos con ayuda de la gráfica 1 y así poder
empezar a desarrollar la práctica:
1. Conectar a las barreras luminosas los cables de 6 polos como se muestra en la figura 1.
2. Ubicar las barreras luminosas entre las bases del carril.
3. Acomodar la Unidad Timer en el INPUT A del sensor CASSY.
4. Conectar a la unidad Timer los cables de 6 polos de las barreras luminosas según la
gráfica 1.
5. Conectar el sensor CASSY por puerto serial al PC.
6. Conectar el sensor CASSY con el adaptador de corriente al toma corriente.
7. Colocar en el carro los implementos (bandera, masas y accesorio de colisión) según el tipo
de colisión que se vaya a evaluar en la práctica.
8. Ubicar los carros según tipo de colisión y posición que se vaya a realizar.
9. No olvide que debe poner a funcionar la bomba de aire para reducir la fricción. La fuente
de alimentación de aire se enciende por la parte de atrás.
Nota: Para efectuar los movimientos se deben empujar suavemente los carros y no dejar que
vuelvan a pasar por las barreras de luz una vez se hayan devuelto al terminar la colisión.
Para la ejecución del experimento usted deberá realizar los siguientes pasos:
1. Ingresar al CASSY-lab dar clic en cerrar en la ventana que aparece.
2. En la nueva ventana (ajustes) que aparece dar clic en cargar ejemplo.
3. En la ventana de ejemplos de ensayo dar clic en Física y luego en la práctica llamada
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43
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
Conservación de la cantidad de movimiento y la energía (choques).
4. Se da clic en cargar ejemplo.
5. Cerrar las ventanas que aparecen excepto la ventana de ajustes.
6. En la ventana de ajustes y en la pestaña General se activa el sensor CASSY con un clic, como
se muestra en la figura 2.
Figura 2
7. Cerrar la ventana de ajustes y en documento nuevo dar clic, para iniciar las nuevas
mediciones.
Ahora está listo para empezar a ejecutar el experimento.
1. Seleccionar los accesorios o puntas de colisión de acuerdo al tipo de choque que se vaya a
realizar (elástica, inelástica, perfectamente inelástica).
2. Agregar a cada uno de los carros mínimo una masa de 100 gr para el movimiento o de
acuerdo a las indicaciones del docente.
3. Ahora dar clic en el botón de ajustes
y en la pestaña CASSY dar clic sobre la figura
del sensor en V1-V2. Aparece una ventana de configuración de entrada del sensor, allí podrá
seleccionar con un clic la disposición de los carros antes del choque de acuerdo al tipo de
colisión que vaya a realizar. Por último dar clic en cero para calibrar el movimiento, como
aparece en la figura 3.
4. Cerrar las ventanas de configuración y la de ajustes para iniciar la práctica.
5. Recuerde que las mediciones se inician y se detienen con el botón
, en este caso se
debe dar clic solo una vez se ha terminado la colisión.
6. Realizar el mismo tipo de colisión con mínimo 2 ejecuciones con diferentes masas en los
carros y/o con diferentes disposiciones de los carros antes de la colisión, de acuerdo a las
indicaciones dadas por el docente.
7. Copiar las tablas de datos obtenidos en Excel o en Word.
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UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
Figura 3
EVALUACIÓN
Como parte de la evaluación ahora usted debe realizar las siguientes actividades:
a. Con los datos obtenidos de masa y de velocidad calcular y comprobar la cantidad de movimiento
(P) y la energía cinética (E).
b. Determinar qué tipo de colisión se realizó en cada caso a partir del cálculo del coeficiente de
restitución e.
c. Calcular y comprobar el valor de pérdida de energía para cada una de las colisiones realizadas.
d. Proponer dos ejemplos con cálculos de los tipos de colisiones ensayadas.
BIBLIOGRAFÍA
TEXTOS SUGERIDOS
SERWAY, Raymond. FISICA tomo I, Quinta edición. Ed. McGraw Hill.
GETTYS, W. Edward. FISICA tomo I. Ed. McGraw Hill.
OHANIAN, Hans; MARKERT, Jhon. Física para ingeniería y ciencias. Volumen 1. Tercera edición.
Ed. Mc Graw Hill.
TEXTOS COMPLEMENTARIOS
TIPLER, A, Física, tomo I y II.
HOLLIDAY, R. Física, Parte I
ALONSO Y FINN. Mecánica.
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UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
IDENTIFICACIÓN
UNIDAD ACADÉMICA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS
ASIGNATURA: LABORATORIO DE FISICA
UNIDAD TEMÁTICA
PRACTICA
MAGISTRAL N° 3
ELECTROMAGNETISMO
Ley de Biot-Savart
COMPETENCIA
Evaluar
las
leyes
del
Electromagnetismo mediante la
experimentación,
aplicación
y
análisis de resultados obtenidos
en pruebas de laboratorio.
RESULTADOS DE APRENDIZAJE
Validala Ley de Biot-Savart, relacionando el valor del campo
magnético y la intensidad de la corriente eléctrica que circula por
diferentes elementos conductores (conductor recto, anillos
circulares y bobina).
ACTIVIDADES
Para la evaluación del informe de laboratorio se tendrán en cuenta todos los conceptos y
explicaciones dadas como referencia y los criterios acordados de evaluación que se evidencia desde
la ejecución de la práctica hasta la realización y puntualidad de la entrega del informe de parte del
estudiante al profesor.
El preinforme escrito del laboratorio que usted realizará se entrega al iniciar la práctica y debe
contener: título de la práctica, objetivos, marco teórico (corresponde a la teoría investigativa acerca
del tema de la práctica realizada), materiales, procedimiento (montaje y ejecución) y bibliografía.
Los temas de la investigación teórica acerca de la práctica son los siguientes:
 Ley de Biot-Savart(concepto, fórmulas, unidades, interpretación vectorial).
 Ley de Ampere (concepto, formulas, unidades, interpretación vectorial).
 Concepto de solenoide.
 Concepto de fuerza magnética.
 Campo magnético, en un conductor recto, en un anillo circular y en un solenoide o bobina
(concepto, fórmulas e interpretación vectorial).
Al realizar el informe usted debe tener en cuenta el siguiente contenido: cálculos, análisis de los
resultados obtenidos (datos), análisis de gráficas, evaluación, observaciones y conclusiones.
LISTA DE MATERIALES
 Conductor Recto
 Anillos circulares
 Bobina de número variable de espiras por unidad de longitud y base en forma de silla de
montar (caballete)
 Soporte para enchufar elementos
 Transformador de alta frecuencia TESLA
 Sonda tangencial de campo magnético
 Sonda axial de campo magnético
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UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER








Cable de 6 polos L=50 cm
Varilla de soporte de 25 cm
Zócalo
Fuente de potencia de alta corriente
2 cables conectores rojo y azul
Tripode en forma de V de 30 cm
Banco óptico pequeño
2 prensas múltiples Leybold
MONTAJE Y EJECUCION DEL EXPERIMENTO
Se realizarán 3 montajes, para igual número de experiencias, las cuales son las siguientes:
A. Ley de Biot-Savart para un conductor recto.
B. Ley de Biot-Savart para anillos circulares conductores.
C. Ley de Biot-Savart para una bobina al aire.
a) Montaje para un conductor recto
b) Montaje para anillos circulares
c) Montaje para bobina al aire
Figura 1
NOTA: El botón del Teslametro debe encontrarse en voltaje DC (-----) cuando realice el experimento.
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47
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
Ley de Biot-Savart para un conductor recto
Medición como una función de la corriente
1. Realice el montaje de acuerdo a la figura 1a.
2. Ubique en el centro del conductor recto la sonda tangencial (lo más cercano posible, sin tocar
el conductor recto) como se muestra en la figura 1a.
3. Seleccione el rango de medida, en el medidor TESLA a 20 mT y calibre el cero con el botón
de compensación (para tener precisión en las medidas que vaya a realizar)
4. Aumente la corriente desde 0 hasta 16 A por etapas de a 2 A, medir el campo magnético B en
cada caso y registrar los datos.
5. Organice los datos de corriente y de campo magnético en una tabla.
6. Una vez termine las mediciones lleve a cero la fuente de corriente y apague el teslametro.
Medición como función de la longitud
1. Ubique en el centro del conductor recto la sonda tangencial (lo más cercano posible, sin tocar
el conductor recto) como se muestra en la figura 1a.
2. Seleccione el rango de medida, en el medidor TESLA a 20 mT y calibre el cero con el botón
de compensación (para tener precisión en las medidas que vaya a realizar).
3. Suministre una corriente constante al conductor recto (pregunte a su docente el valor de la
corriente) y varíe la distancia de la sonda tangencial desde el centro del conductor hacia la
derecha en pasos de 3 mm, hasta que el teslámetro no registre un valor de campo magnético.
4. Organice los datos de distancia y de campo magnético en una tabla.
5. Una vez termine las mediciones lleve a cero la fuente de corriente y apague el teslametro.
Ley de Biot-Savart para anillos circulares conductores
Medición como una función de la corriente
1.
2.
3.
4.
Realice el montaje de acuerdo a la figura 1b. Inicie colocando el anillo de 40 mm
Ubique en el centro del anillo la sonda axial como se muestra en la figura 1b.
En el medidor TESLA calibre el cero con el botón de compensación.
Aumente la corriente desde 0 hasta 16 A por etapas de a 2 A, medir el campo magnético B en
cada caso y registrar los datos.
5. Organice los datos de corriente y de campo magnético en una tabla.
6. Una vez termine las mediciones lleve a cero la fuente de corriente y apague el teslametro.
7. Repita los pasos 1 al 6 con los anillos de 80 mm y 120 mm.
Medición como función de la longitud
1. Ubique la sonda axial en el centro del anillo como se muestra en la figura 1b. Inicie colocando
el anillo de 40 mm.
2. En el medidor TESLA calibre el cero con el botón de compensación.
3. Suministre una corriente constante al anillo conductor(pregunte a su docente el valor de la
corriente) y varíe la distancia de la sonda axial desde el centro del anillo hacia la derecha en
pasos de 3 mm, hasta que el teslámetro no registre un valor de campo magnético. Ahora
devuelva la sonda al centro y haga lo mismo hacia la izquierda del anillo (sin apagar la fuente
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48
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
y con el mismo valor de corriente).
4. Organice los datos de distancia y de campo magnético en una tabla.
5. Una vez termine las mediciones lleve a cero la fuente de corriente y apague el teslametro.
6. Repita los pasos 1 al 5 con los anillos de 80 mm y 120 mm.
Ley de Biot-Savart para una bobina al aire
Medición como una función de la corriente
1. Realice el montaje de acuerdo a la figura 1c. Ubicando la sonda axial en el centro de la
bobina.
2. En el medidor TESLA calibre el cero con el botón de compensación.
3. Acerque las clavijas conectoras (b. c) una hacia otra en forma simétrica hasta que la distancia
entre sí sea de 15 cm. (b: 12.5 cm., c: 27.5 cm.).
4. Aumente la corriente desde 0 hasta 16 A por etapas de a 2 A, medir el campo magnético B en
cada caso y registrar los datos.
5. Organice los datos de corriente y de campo magnético en una tabla.
6. Una vez termine las mediciones lleve a cero la fuente de corriente y apague el teslametro.
Medición como función de la longitud
1. En el medidor TESLA calibre el cero con el botón de compensación.
2. Suministre una corriente constante a la bobina (pregunte a su docente el valor de la corriente)
y varíe la distancia de las clavijas conectoras (b, c) en forma simétrica, determinando los
valores de campo magnético para cada longitud.
3. Organice los datos de distancia y de campo magnético en una tabla.
4. Una vez termine las mediciones lleve a cero la fuente de corriente y apague el teslametro.
EVALUACIÓN
Como parte de la evaluación ahora usted debe realizar las siguientes actividades:
a. Realizar para cada uno de los casos (conductor recto, anillos circulares y bobina) las gráficas de
Campo Magnético vs Corriente de acuerdo a los datos obtenidos y haga comparaciones.
b. Realizar para cada uno de los casos (conductor recto, anillos circulares y bobina) las gráficas de
Campo Magnético vs Longitud de acuerdo a los datos obtenidos y haga comparaciones.
c. Para el caso de la bobina calcular los valores del campo magnético y compararlo con los valores
obtenidos calculando el porcentaje de error.
d. Para los casos de la bobina y los anillos circulares conductores, calcular el flujo magnético de 3
medidas de corriente para cada uno de los casos.
e. Argumente el efecto que tiene la corriente y la distancia al conductor recto al medir el campo
magnético.
BIBLIOGRAFÍA
Departamento de Ciencias Básicas
Laboratorio de Física
49
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
TEXTOS SUGERIDOS
SERWAY, Raymond. FISICA tomo II, Quinta edición. Ed. McGraw Hill.
OHANIAN, Hans; MARKERT, Jhon. Física para ingeniería y ciencias. Volumen 2. Tercera edición.
Ed. Mc Graw Hill.
TEXTOS COMPLEMENTARIOS
SADIKU, Matthew. Elementos de Electromagnetismo, Tercera edición.
FLEISCH, Kraus. Electromagnetismo con aplicaciones, Quinta edición.
RODRIGUEZ, Omar. Física Electromagnetismo.
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Laboratorio de Física
50
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
IDENTIFICACIÓN
UNIDAD ACADÉMICA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS
ASIGNATURA: LABORATORIO DE FISICA
UNIDAD TEMÁTICA
MECANICA
PRACTICA
Caída Libre
MAGISTRAL N° 4
COMPETENCIA
Evaluar las leyes de la Física 
Clásica (mecánica) mediante la
experimentación, aplicación y 
análisis de resultados obtenidos
en pruebas de laboratorio
RESULTADOS DE APRENDIZAJE
Confirma la proporcionalidad que existe entre la distancia de
caída y la raíz cuadrada del tiempo de caída.
Determina el valor de la aceleración de la gravedad de
manera experimental.
ACTIVIDADES
Para la evaluación del informe de laboratorio se tendrán en cuenta todos los conceptos y
explicaciones dadas como referencia y los criterios acordados de evaluación que se evidencia desde
la ejecución de la práctica hasta la realización y puntualidad de la entrega del informe de parte del
estudiante al profesor.
El preinforme escrito del laboratorio que usted realizará se entrega al iniciar la práctica y debe
contener: título de la práctica, objetivos, marco teórico (corresponde a la teoría investigativa acerca
del tema de la práctica realizada), materiales, procedimiento (montaje y ejecución) y bibliografía.
Los temas de la investigación teórica acerca de la práctica son los siguientes:
 Elementos de la cinemática (trayectoria, desplazamiento, velocidad, aceleración) fórmulas y
conceptos.
 Gráficas de Movimiento Rectilíneo Uniforme Acelerado.
 Caída Libre (concepto y formulas)
 Lanzamiento vertical hacia arriba (concepto y formulas)
 Energía Potencial Gravitatoria y Energía Cinética (conceptos y fórmulas).
Al realizar el informe usted debe tener en cuenta el siguiente contenido: cálculos, análisis de los
resultados obtenidos (datos), análisis de gráficas, evaluación, observaciones y conclusiones.
LISTA DE MATERIALES
 Placa de contacto
 Electroimán con manguito
 Disparador del electroimán
 Contador S
 Varilla con regla
 2 bases soporte
 3 Varillas de soporte de 25 cm
 Varilla de soporte de 150 cm
 2 Mordazas múltiples Leybold
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51
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER




2 cables rojos (50 cm y 200 cm)
2 cables azules (50 cm y 200 cm)
2 Indicadores amarillos
Esfera de acero (balín) masa 13,7674 gr
MONTAJE Y EJECUCION DEL EXPERIMENTO
Figura 1
Para realizar el montaje deberá seguir los siguiente pasos con ayuda de la figura 1 y así poder
empezar a desarrollar la práctica:
1. Colocar y ajustar 2 varillas de 25 cm entre las bases soporte como indica la figura 1.
2. Colocar y ajustar las varillas de 150 cm y la que tiene la regla en las bases soporte como lo
muestra la figura 1. Insertar los indicadores amarillos en la varilla con regla.
3. Colocar en el electroimán con manguito una varilla de 25 cm como se muestra en la figura.
4. Ubicar la placa de contacto lo más abajo posible cerca a la base soporte según como lo
muestra la figura 1.
5. Ubicar el electroimán con manguito a una altura (h) de 90 cm de la placa de contacto como lo
muestra la figura 1.
6. Conectar los cables rojo y azul de 200 cm al electroimán y a la base soporte según la figura 1.
7. Acomodar el disparador del electroimán sobre los cables colocados en la base soporte y
conectarlo al contador S, según se muestra en la figura 1.
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Laboratorio de Física
52
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
8. Conectar los cables rojo y azul de 50 cm a la placa de contacto y al contador S como se indica
en la figura 1.
9. Conectar el contador S a la corriente.
Ahora está listo para empezar a ejecutar el experimento. Para realizar la experiencia se debe seguir
el siguiente procedimiento:
1. Colocar la esfera de acero (balín) en el electroimán.
2. Acomodar la placa de contacto en la posición 1 (la posición más elevada).
3. Presione el botón MODE del contador S hasta que se encienda el led de color rojo en
.
Ahora presione el botón CERO (0) y luego el botón START del contador S para iniciar la
medición.
4. Oprima el botón negro del disparador del electroimán. La esfera metálica cae sobre la placa
de contacto y el tiempo se detiene en el contador S.
5. Registre el tiempo medido por el contador S.
6. Repita la medición para la misma altura (h), tomando 3 valores de tiempo.
7. Repita los pasos 1 a 6 variando ahora la altura (h) a 80, 70, 60 y 50 cm de la placa de
contacto.
EVALUACIÓN
Como parte de la evaluación ahora usted debe realizar las siguientes actividades:
a. Calcular el tiempo promedio de las 3 mediciones realizadas en cada altura (h)
b. Calcularlos valores de la gravedad en cada altura (h). Con estos resultados calcule el valor de la
gravedad promedio obtenida en la experiencia.
c. Calcular el porcentaje de error entre la gravedad obtenida experimentalmente y la teórica.
d. Determinar con el valor de gravedad promedio experimental, el valor de la velocidad final de caída
de la esfera metálica para cada altura (h) realizada.
e. Calcular con el valor de gravedad teórico, el valor de la velocidad final de caída de la esfera
metálica para cada caso realizado.
f. Calcular la EK y la EP para cada altura (h). (Use el valor de la g promedio experimental).
BIBLIOGRAFÍA
TEXTOS SUGERIDOS
SERWAY, Raymond. FISICA tomo I, Quinta edición. Ed. McGraw Hill.
GETTYS, W. Edward. FISICA tomo I. Ed. McGraw Hill.
OHANIAN, Hans; MARKERT, Jhon. Física para ingeniería y ciencias. Volumen 1. Tercera edición.
Ed. Mc Graw Hill.
TEXTOS COMPLEMENTARIOS
HOLLIDAY, R. Física, Parte I
ALONSO Y FINN. Mecánica.
Departamento de Ciencias Básicas
Laboratorio de Física
53
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
IDENTIFICACIÓN
UNIDAD ACADÉMICA
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS
ASIGNATURA: LABORATORIO DE FISICA
UNIDAD TEMÁTICA
PRACTICA
MAGISTRAL N° 5
MECANICA
Poleas
COMPETENCIA
RESULTADOS DE APRENDIZAJE
Evaluar las leyes de la Física Determina la fuerza de tensión en un arreglo de poleas como
Clásica (mecánica) mediante la una función de la carga suspendida y del número de poleas.
experimentación,
aplicación y
análisis de resultados obtenidos
en pruebas de laboratorio.
ACTIVIDADES
Para la evaluación del informe de laboratorio se tendrán en cuenta todos los conceptos y
explicaciones dadas como referencia y los criterios acordados de evaluación que se evidencia desde
la ejecución de la práctica hasta la realización y puntualidad de la entrega del informe de parte del
estudiante al profesor.
El preinforme escrito del laboratorio que usted realizará se entrega al iniciar la práctica y debe
contener: título de la práctica, objetivos, marco teórico (corresponde a la teoría investigativa acerca
del tema de la práctica realizada), materiales, procedimiento (montaje y ejecución) y bibliografía.
Los temas de la investigación teórica acerca de la práctica son los siguientes:
 Condiciones de equilibrio
 Poleas y tipos de poleas (Fija, móvil, diferencial , potencial, aparejo horizontal y aparejo vertical)
 Ventaja mecánica práctica y teórica
 Eficiencia mecánica
 Rendimiento
 Aplicaciones de las poleas
Al realizar el informe usted debe tener en cuenta el siguiente contenido: cálculos, análisis de los
resultados obtenidos (datos), análisis de gráficas, evaluación, observaciones y conclusiones.
LISTA DE MATERIALES
 Poleas de 50 y 100 mm
 Gancho de polea
 Base magnética
 Base magnética con gancho
 Dinamómetro redondo de 2N y de 5N
 12 masas de 50 gr
 Tablero metálico magnético
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54
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
MONTAJE Y EJECUCION DEL EXPERIMENTO
Poleas y Aparejos
Figura 1
Figura 2
Para la ejecución del experimento el docente realizará los montajes mostrados en las figuras 1 y 2, a
lo cual es estudiante debe prestar atención y tomar los datos necesarios para la solución de la
evaluación.
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55
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
EVALUACIÓN
Como parte de la evaluación ahora usted debe realizar las siguientes actividades:
a.
b.
c.
d.
Calcular la distancia recorrida.
Calcular el valor de la tensión, fuerza o potencia.
Calcular el trabajo efectuado por la fuerza de tensión.
Calcular la ventaja mecánica en cada uno de los montajes.
BIBLIOGRAFÍA
TEXTOS SUGERIDOS
SERWAY, Raymond. FISICA tomo II, Quinta edición. Ed. McGraw Hill.
OHANIAN, Hans; MARKERT, Jhon. Física para ingeniería y ciencias. Volumen 1. Tercera edición.
Ed. Mc Graw Hill.
TEXTOS COMPLEMENTARIOS
HOLLIDAY, R. Física, Parte I
ALONSO Y FINN. Mecánica.
Departamento de Ciencias Básicas
Laboratorio de Física
56
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
IDENTIFICACIÓN
UNIDAD ACADÉMICA
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS
ASIGNATURA
UNIDAD TEMÁTICA
PRACTICA
MAGISTRAL N°6
ELECTROMAGNETISMO
Carga Especifica del Electrón, Líneas de Campo Eléctrico y de Campo
Magnético
COMPETENCIA
Evaluar
las
leyes
del 
Electromagnetismo mediante la 
experimentación,
aplicación y
análisis de resultados obtenidos
en pruebas de laboratorio.
RESULTADOS DE APRENDIZAJE
Comprueba la carga específica del electrón.
Distingue los conceptos de campo eléctrico y magnético.
ACTIVIDADES
Para la evaluación del informe de laboratorio se tendrán en cuenta todos los conceptos y
explicaciones dadas como referencia y los criterios acordados de evaluación que se evidencia desde
la ejecución de la práctica hasta la realización y puntualidad de la entrega del informe de parte del
estudiante al profesor.
El preinforme escrito del laboratorio que usted realizará se entrega al iniciar la práctica y debe
contener: Título de la práctica, objetivos, marco teórico (corresponde a la teoría investigativa acerca
del tema de la práctica realizada), materiales, procedimiento (montaje y ejecución) y bibliografía.
Los temas de la investigación teórica acerca de la práctica son los siguientes:
 Estructura de la materia (electrones, protones, neutrones).
 Carga específica del electrón (conceptos, formulas y ejemplo para su cálculo).
 Fuerza de Lorentz y Fuerza Centrípeta (conceptos, formulas, interpretación vectorial).
 Campo eléctrico (definición).
 Líneas de fuerza y líneas equipotenciales de campo eléctrico (conceptos y forma gráfica).
 Campo magnético (definición)
 Campo magnético generado por un par de bobinas de Helmholtz.
 Campo magnético generado por circulación de corriente en un conductor recto, en una espira, en
una bobina corta y larga (concepto y forma gráfica).
 Campo magnético generado por imanes.
Al realizar el informe usted debe tener en cuenta el siguiente contenido: cálculos, análisis de los
resultados obtenidos (datos), análisis de gráficas, evaluación, observaciones y conclusiones.
NOTA:
Para el manejo de fórmulas busque en la web “Determinación de la carga específica del
electrón Leybold”, descargue e imprima el archivo con extensión .pdf que tiene el mismo
nombre de la búsqueda.
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57
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
LISTA DE MATERIALES
 Tubo de rayo electrónico filiforme (bombona)
 Par de bobinas de Helmholtz
 Fuente de potencia DC de 0…500V
 Fuente de potencia DC de 0…20V
 10 cables conectores de seguridad, 25 cm
 Fuente de 25 KV
 Recipiente indicador cerrado 9 cm) con aceite, arena y barrita de agitación.
 4 placas impresas con cortes de electrodos de material conductor; con hembrillas de 4 mm
para conectar la alta tensión
 Bloque de conservación
 Cable rojo
 Cable de alta tensión
 Fuente de alta corriente
 Set para demostración de campo magnético (4 placas de acrílico, 2 imanes, recipiente con
limadura de hierro)
 Par de cables azul y rojo
 Proyector de acetatos
MONTAJE Y EJECUCION DEL EXPERIMENTO
Carga Específica del Electrón
Figura 1
Notas de seguridad
El tubo de rayo requiere voltajes de contacto peligrosos hasta de 300 v para acelerar los electrones.
Otros voltajes que están conectados con los anteriores también representan peligro. Los voltajes de
contacto peligrosos están presentes en el panel de conexión del soporte y en las bobinas Helmholtz
cuando el tubo está en operación




Ejecutar la conexión del panel solamente por medio de conectores de seguridad.
Siempre estar seguro de apagar todas las fuentes de potencia antes de conectar o variar el
montaje del experimento.
No encender la fuente de potencia hasta que haya terminado de ensamblar el circuito.
No tocar los elementos del experimento, particularmente las bobinas Helmholtz y el tubo de rayo
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58
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
electrónico, durante la operación.
Este proceso de debe realizar en un ambiente oscuro para detallar bien las variaciones de los
electrones. Observe las diferentes reacciones del haz de electrones cuando se varía la corriente de
las bobinas.
Líneas de Campo Eléctrico y de Campo Magnético
Figura 1
Para la ejecución del experimento usted deberá realizar los siguientes pasos:
1. Conectar el cable de alta tensión (verde-amarillo) y el cable rojo al conector del mismo color en
la fuente de 25 KV.
2. Conectar el otro extremo de los cables en las hembrillas de las placas impresas de material
conductor en cualquier posición.
3. Sobre el retroproyector colocar una de las placas impresas de material conductor.
4. Agitar fuertemente la arena del recipiente indicador. Al agitar el recipiente indicador debe
tener cuidado de no dejarlo caer al suelo.
5. Coloque el recipiente indicador sobre la placa seleccionada.
6. Encienda la fuente e inicie suministrando voltaje desde 0 KV hasta máximo 10 KV con escalas
de 1 KV.
7. Observe las diferentes líneas de campo eléctrico que se producen, dibuje lo observado y
explique el fenómeno que se presenta.
8. Reduzca el voltaje y apague la fuente.
9. Cambie la placa de material conductor y repita del procedimiento los pasos 2 a 8.
Campo Magnético: Líneas de campo magnético
Para la ejecución del experimento usted deberá realizar los siguientes pasos:
1. Conectar el cable azul y el cable rojo al conector del mismo color en la fuente de alta corriente.
2. Conectar el otro extremo de los cables en los conectores de las placas de acrílico en cualquier
posición.
3. Sobre el retroproyector colocar la placa conectada.
4. Encienda la fuente, gire el botón de voltaje hasta el tope derecho y el de la corriente hasta 8 o
10 A.
5. Espolvoree cuidadosamente, sin abrir el recipiente, la limadura de hierro sobre la placa
seleccionada.
6. Observe las diferentes líneas de campo magnético que se producen, dibuje lo observado y
explique el fenómeno que se presenta. Si es necesario golpee suavemente con el dedo la
placa de acrílico para una mejor visualización del efecto.
7. Reduzca la corriente hasta 0 A y luego el voltaje hasta el tope izquierdo. Apague la fuente.
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59
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
8. Recoja la limadura de hierro. Tenga cuidado de no regar ni botar la limadura de hierro.
Sea cuidadoso al momento de reenvasarla en el recipiente plástico.
9. Cambie la placa de acrílico y repita del procedimiento los pasos 2 a 8, excepto para la placa
sin alambre de cobre.
10. Para la placa sin alambre de cobre solicite a su docente las indicaciones respectivas.
Figura 2
EVALUACIÓN
Como parte de la evaluación ahora usted debe realizar las siguientes actividades:
a.
b.
c.
d.
Determinar el campo magnético B en cada radio (r) constante.
Calcular la carga específica del electrón.
Calcular la velocidad de los electrones.
Dibujar y explicar las líneas de campo eléctrico de las diferentes disposiciones de las placas
impresas.
e. Dibujar y explicar las líneas de campo magnético de las diferentes disposiciones.
f. Explicar los fenómenos de campo eléctrico y campo magnético.
BIBLIOGRAFÍA
TEXTOS SUGERIDOS
SERWAY, Raymond. FISICA tomo II, Quinta edición. Ed. McGraw Hill.
OHANIAN, Hans; MARKERT, Jhon. Física para ingeniería y ciencias. Volumen 2. Tercera edición.
Ed. Mc Graw Hill.
TEXTOS COMPLEMENTARIOS
SADIKU, Matthew. Elementos de Electromagnetismo, Tercera edición.
PAGINAS WEB
www.google.com “Determinación de la carga específica del electrón Leybold”
www.leybold-didactic.com
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60
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
IDENTIFICACIÓN
UNIDAD ACADÉMICA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS
ASIGNATURA: LABORATORIO DE FISICA
UNIDAD TEMÁTICA
MECANICA
PRACTICA N° 1
Plano inclinado, coeficiente de fricción
COMPETENCIA
RESULTADOS DE APRENDIZAJE
Evaluar las leyes de la Física Evalúa el efecto que tiene el ángulo de inclinación sobre un
Clásica (mecánica) mediante la cuerpo en un plano inclinado y determina el coeficiente de
experimentación, aplicación y rozamiento para diferentes áreas y superficies en contacto.
análisis de resultados obtenidos
en pruebas de laboratorio.
ACTIVIDADES
Para la evaluación del informe de laboratorio se tendrán en cuenta todos los conceptos y
explicaciones dadas como referencia y los criterios acordados de evaluación que se evidencia desde
la ejecución de la práctica hasta la realización y puntualidad de la entrega del informe de parte del
estudiante al profesor.
El preinforme escrito del laboratorio que usted realizará se entrega al iniciar la práctica y debe
contener: título de la práctica, objetivos, marco teórico (corresponde a la teoría investigativa acerca
del tema de la práctica realizada), materiales, procedimiento (montaje y ejecución) y bibliografía.
Los temas de la investigación teórica acerca de la práctica son los siguientes:
 Movimiento Rectilíneo con velocidad constante y con aceleración constante.
 Tipos de fuerza (peso, normal, tensión, fricción), fuerzas de contacto, unidades de fuerza.
 Leyes de Newton.
 Diagrama de cuerpo libre.
 Problemas (ejercicios) de plano inclinado.
 Energía potencial, energía cinética (concepto y fórmula).
Al realizar el informe usted debe tener en cuenta el siguiente contenido: cálculos, análisis de los
resultados obtenidos (datos), análisis de gráficas, evaluación, observaciones y conclusiones.
LISTA DE MATERIALES
 Plano inclinado
 Carrito
 Angulo de aluminio en L
 Dinamómetro de precisión 1.0 N
 Dinamómetro de precisión 2.0 N
 2 Bloque de madera de 165 gr y 339gr
 1 metro
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61
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
MONTAJE Y EJECUCION DEL EXPERIMENTO
COEFICIENTE DE FRICCIÓN ESTATICO Y FUERZAS SOBRE EL PLANO INCLINADO
Figura 1
Para el montaje deberá realizar los siguiente pasos para poder empezar a desarrollar la práctica:
1. Corregir los dinamómetros al punto cero (0)
2. Se acomoda la base del plano inclinado a una distancia de 50 cm. del pivote (cada franja
blanca y negra corresponde a 5cm).
3. El montaje debe quedar como ésta indicado en la figura 1.
4. Tomar el dinamómetro 1 (F1) acomodarlo en el extremo superior del plano.
5. Colocar el carrito sobre el plano inclinado y engancharlo al dinamómetro 1 (F1).
6. Cuidadosamente acomodar el dinamómetro 2 (F2) lo más perpendicularmente posible al plano
inclinado y soltar el carrito hasta que toque apenas la superficie del plano.
7. Repetir la medición, moviendo el soporte de acuerdo a los valores de la tabla.
8. Leer y registrar los valores de las fuerzas de acuerdo a la siguiente tabla.
DISTANCIA
(cm)
50
40
30
20
10
5
DINAMOMETRO 1
(F1)
DINAMOMETRO 2
(F2)
DETERMINACIÓN DEL COEFICIENTE DE FRICCIÓN USANDO EL PLANO INCLINADO
1. Se acomoda la base del plano inclinado a una distancia de 50 cm del pivote (cada franja
blanca y negra corresponde a 5 cm).
2. Colocar el bloque de 165 gr sobre el plano inclinado por el lado plastificado hacia abajo y
lentamente mueva el soporte hacia el pivote hasta que el bloque empiece a deslizar como se
muestra en la figura 2.
3. Medir la distancia entre el pivote y el soporte con el metro. Registre estos valores en la tabla.
4. Repetir la medición para el bloque de 165 gr colocando ahora el lado de madera hacia abajo.
5. Repetir el experimento para el bloque de 339 gr por el lado plastificado y por el lado de
madera.
6. Ahora coloque los bloques por uno de los lados y repita la experiencia. Calcule el área de
cada lado del bloque.
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Laboratorio de Física
62
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
Figura 2
BLOQUE
MATERIAL
AREA (cm2)
S (cm)
EVALUACIÓN
Como parte de la evaluación ahora usted debe realizar las siguientes actividades:
a. Hallar los ángulos del plano inclinado teniendo en cuenta los datos tomados a cada distancia que
se encontraba el soporte.
DISTANCIA
50
40
30
20
10
5
ANGULO
b.
c.
d.
e.
Hallar el peso del carro.
Hallar las componentes en X (F1) e Y (F2) del peso del carro en el plano inclinado.
Realice una tabla comparativa entre los valores de F1 y F2 medidos y calculados para el carro.
Realice una gráfica de F (fuerza) vs S (distancia) para los valores de F1 y F2 medidos y
calculados para el carro.
f. Con los datos obtenidos en la parte de determinación del coeficiente de fricción en el plano
inclinado, calcule la energía potencial y la energía cinética de los bloques cuando se deslizan
sobre la superficie de madera.
g. Hallar los coeficientes de fricción que se producen en losbloques por cada superficie
Departamento de Ciencias Básicas
Laboratorio de Física
63
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
 ESTATICO(MADERA)

ESTATICO(PLASTICA)
BLOQUE 165 g
BLOQUE 339g
BIBLIOGRAFÍA
TEXTOS SUGERIDOS
SERWAY, Raymond. FISICA tomo I, Quinta edición. Ed. McGraw Hill.
GETTYS, W. Edward. FISICA tomo I. Ed. McGraw Hill.
TEXTOS COMPLEMENTARIOS
TIPLER, A, Física, tomo I y II.
HOLLIDAY, R. Fisica, Parte I
ALONSO Y FINN. Mecánica.
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Laboratorio de Física
64
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
IDENTIFICACIÓN
UNIDAD ACADÉMICA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS
ASIGNATURA: LABORATORIO DE FISICA
UNIDAD TEMÁTICA
PRACTICA N° 2
MECANICA
Ley de Hooke y deflexión de una hoja de resorte
COMPETENCIA
RESULTADOS DE APRENDIZAJE
Evaluar las leyes de la Física
Clásica (mecánica) mediante la
experimentación, aplicación y
análisis de resultados obtenidos
en pruebas de laboratorio.
Verifica la relación entre la deflexión de una hoja de resorte con
la longitud y la fuerza aplicada, determina la constante de
elasticidad del material y que la deformación longitudinal de un
resorte es proporcional a la fuerza aplicada, también comprueba
que el periodo de oscilación de un resorte es función de la masa
colgada.
ACTIVIDADES
Para la evaluación del informe de laboratorio se tendrán en cuenta todos los conceptos y
explicaciones dadas como referencia y los criterios acordados de evaluación que se evidencia desde
la ejecución de la práctica hasta la realización y puntualidad de la entrega del informe de parte del
estudiante al profesor.
El preinforme escrito del laboratorio que usted realizará se entrega al iniciar la práctica y debe
contener; título de la práctica, objetivos, marco teórico (corresponde a la teoría investigativa acerca
del tema de la práctica realizada), materiales, procedimiento (montaje y ejecución) y bibliografía.
Los temas de la investigación teórica acerca de la práctica son los siguientes:
 Concepto de flexión.
 Momento flector o flectante.
 Concepto de deformación y tipos de deformación.
 Ley de Hooke (concepto y fórmula) y constante de elasticidad.
 Aplicaciones de la Ley de Hooke.
 Concepto de rigidez.
 Energía potencial elástica (concepto y fórmula).
Al realizar el informe usted debe tener en cuenta el siguiente contenido: cálculos, análisis de los
resultados obtenidos (datos), análisis de gráficas, evaluación, observaciones y conclusiones.
LISTA DE MATERIALES
 2 bases soporte
 Barra soporte de 25 cm
 2 barras soportes de 50 cm
 Prensa universal
 Hoja de resorte (regla metálica de acero, aluminio, bronce, cobre, plástica)
 Par de indicadores
Departamento de Ciencias Básicas
Laboratorio de Física
65
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER





Cinta métrica
Juego de 17 pesas de 50 gr
2 Resortes helicoidales mediano (2 cm de diámetro) y pequeño (1.5 cm de diámetro)
1 Manguito
1 aguja ó pin, 5.5 cm
MONTAJE Y EJECUCION DEL EXPERIMENTO
Hoja de Resorte
Figura 1
NOTA IMPORTANTE:
Para desarrollar la práctica usted debe traer preparadas dos reglas, de mínimo 30 cm de
longitud, con un orificio en uno de sus extremos. Una regla debe ser metálica (acero, aluminio,
bronce, cobre) y la otra debe ser una regla plástica.
Para ejecutar la experiencia debe seguir los siguientes pasos:
1. La fig. 1 muestra la disposición de los equipos para el experimento. Ensamble los elementos
como se muestra, pero sin colgar las pesas inmediatamente.
2. Usar el puntero o indicador para señalar la posición cero del resorte sin carga (Fig. 2). No
cambiar la posición del puntero una vez que se ha movido a su posición apropiada.
3. Colgar las pesas en el extremo libre de la hoja de resorte.
Figura 2
Después de haber realizado el montaje proceda a la ejecución del experimento de la siguiente
manera:
Deflexión S con longitud constante
1. Coloque la hoja de resorte a una longitud (L) entre 15 a25 cm de acuerdo a la figura 2.
2. Tome como punto de referencia la ubicación de la regla antes de suspender las pesas.
3. Medir las deflexiones de la hoja de resorte, S, (fig. 1) cada vez que se añada una pesa, siendo n
(el número de pesas) e ingrese los valores en la tabla 1. Suspenda de 8 a 12 pesas de acuerdo a
las indicaciones del docente.
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Laboratorio de Física
66
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
n
𝐹
𝑁
L=
𝑆
𝑐𝑚
Tabla 1
Deflexión S con fuerza F constante
1. Suspenda el número de masas que le indique el docente en la hoja de resorte.
2. Cambiar la longitud (L) de la hoja de resorte de acuerdo con las indicaciones del docente y
midiendo cada vez la deflexión S de la hoja.
3. Al cambiar la longitud (L) debe llevar la hoja de resorte a su posición cero (0).
4. Registre los datos y complete la tabla 2.
𝐿
𝑐𝑚
n= F=
𝑆
√𝑆
𝑐𝑚
𝑐𝑚
Tabla 2
Resortes
Para realizar el montaje deberá seguir los siguiente pasos y así poder empezar a desarrollar la
práctica:
1. Acomodar las 2 bases soporte, las barras de 25 y 50 cm, el manguito y el pin como lo muestra
la figura 3.
2. Ubicar los resortes (mediano y pequeño), uno a la vez, y mida sus longitudes sin aplicarle
carga, posteriormente, comience colocando 1 masa e ir agregando de una en una hasta 5
masas midiendo en cada caso la longitud de los resorte.
Departamento de Ciencias Básicas
Laboratorio de Física
67
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
Figura 3
EVALUACIÓN
Como parte de la evaluación ahora usted debe realizar las siguientes actividades:
a. Trazar una gráfica que muestre S como una función de la fuerza F, con los datos de la tabla 1,
para cada regla empleada. Determine la relación (ecuación) entre la deflexión S y la fuerza F.
b. Trazar una gráfica que muestre la deflexión S como una función de la longitud (L), con los datos
de la tabla 2. Determine la relación (ecuación) que se presenta entre la deflexión S y la longitud L.
c. Trazar una gráfica de S vs L. Determinar la relación (ecuación) entre S y L.
d. Calcule el valor de la pendiente de las gráficas obtenidas y compárelos entre sí. ¿Qué significa el
valor de la pendiente calculada?
e. Para los 2 resortes determine la elongación. Organice los datos en una tabla.
f. Trace un gráfica que muestre la elongación de los 2 resortes helicoidales como una función de la
elongación.
g. Calcule a partir de los datos o de las gráficas los valores de K, para cada uno de los resortes.
h. ¿Qué hace que un resorte sea diferente de otro?
i. Calcule la energía potencial elástica para cada resorte al suspender cada una de las masas.
BIBLIOGRAFÍA
TEXTOS SUGERIDOS
SERWAY, Raymond. FISICA tomo I, Quinta edición. Ed. McGraw Hill.
OHANIAN, Hans; MARKERT, Jhon. Física para ingeniería y ciencias. Volumen 1. Tercera edición.
Ed. Mc Graw Hill.
TEXTOS COMPLEMENTARIOS
TIPLER, A, Física, tomo I y II.
ALONSO Y FINN. Mecánica.
Departamento de Ciencias Básicas
Laboratorio de Física
68
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
Departamento de Ciencias Básicas
Laboratorio de Física
69
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
IDENTIFICACIÓN
UNIDAD ACADÉMICA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS
ASIGNATURA: LABORATORIO DE FISICA
UNIDAD TEMÁTICA
PRACTICA N° 3
MECANICA
Palancas
COMPETENCIA
RESULTADOS DE APRENDIZAJE
Evaluar las leyes de la Física
Clásica (mecánica) mediante la
experimentación,
aplicación
y
análisis de resultados obtenidos en
pruebas de laboratorio.
Determina la importancia que tiene la ubicación de la potencia,
la resistencia y el punto de apoyo en los diferentes tipos de
palancas y compara el efecto que tiene la fuerza (potencia) que
se debe ejercer como una función del brazo de potencia y del
brazo de carga (resistencia) para que permanezca en equilibrio
una barra rígida.
ACTIVIDADES
Para la evaluación del informe de laboratorio se tendrán en cuenta todos los conceptos y
explicaciones dadas como referencia y los criterios acordados de evaluación que se evidencia desde
la ejecución de la práctica hasta la realización y puntualidad de la entrega del informe de parte del
estudiante al profesor.
El preinforme escrito del laboratorio que usted realizará se entrega al iniciar la práctica y debe
contener; título de la práctica, objetivos, marco teórico (corresponde a la teoría investigativa acerca
del tema de la práctica realizada), materiales, procedimiento (montaje y ejecución) y bibliografía.
Los temas de la investigación teórica acerca de la práctica son los siguientes:
 Momento de una fuerza.
 Condiciones de Equilibrio.
 Máquinas simples, clases, leyes y elementos.
 Tipos de palancas. Aplicaciones
 Problemas (ejercicios) de palancas.
Al realizar el informe usted debe tener en cuenta el siguiente contenido: cálculos, análisis de los
resultados obtenidos (datos), análisis de gráficas, evaluación, observaciones y conclusiones.
LISTA DE MATERIALES
 Barra soporte de 47 cm
 Mordaza múltiple Leybold
 Barra de equilibrio de 1 m
 12 Pesas de 49 gr c/u
 Trípode en forma de V de 30 cm
 Dinamómetro de 5 N
 Dinamómetro de 10 N
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Laboratorio de Física
70
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
MONTAJE Y EJECUCION DEL EXPERIMENTO
Figura 1A
Figura 1B
1. Se acomoda la barra de soporte de 47 cm. en la base de forma de V grande.
2. Con la prensa múltiple se acomoda la palanca de 1m, de tal forma que quede horizontal
(franjas blancas y negras en frente) como lo indica la figura 1
EXPERIMENTO:
Realice las siguientes mediciones, primero para la palanca de 2 brazos (figura 1A) y repítalas para la
palanca de 1 brazo (figura 1B)
a. Medición como una función del brazo de carga F2.
Suspender 4, 8 y 12 pesas (cada pesa tiene un peso de 49 g) en X2= 24 cm y colocar un
dinamómetro (con el que mejor resultados obtenga) en X1=48 cm para determinar la fuerza F1
requerida para mantener la palanca en equilibrio.
F1
X1
F2
X2
b. Medición como una función del brazo de carga X2.
Suspender 4 pesas en X2.= 48 cm ,36 cm y 24 cm colocando un dinamómetro (con el que mejor
resultados obtenga) en X1= 32 cm para determinar la fuerza F1 requerida para mantener la palanca
en equilibrio.
F1
X1
F2
X2
c. Medición como una función de brazo de potencia X1.
Departamento de Ciencias Básicas
Laboratorio de Física
71
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
Suspender 4 pesas en X2. = 44 cmy colocar un dinamómetro (con el que mejor resultados obtenga)en
X1= 40, 32 y 20 cm para determinar la fuerza F1requerida para mantener la potencia en equilibrio.
F1
X1
F2
X2
d
Cálculo del punto de equilibrio en palanca de 2 brazos.
Coloque 8 masas en X1= 20 cm. Calcule el valor de X2 cuando suspende 5 y luego 6 masas.
e
Cálculo del número de masas para el equilibrio en palanca de 2 brazos.
Coloque 6 masas en X2= 28 cm. Calcule el número de masas necesarias para lograr el equilibrio si
las debe ubicar en X1= 12 cm.
NOTA: Se puede tomar los datos de esta práctica desde cualquier distancia teniendo en cuenta que
tipo de medición se quiere observar.
EVALUACIÓN
Como parte de la evaluación ahora usted debe realizar las siguientes actividades:
a
b
c
Comprobar a partir de la segunda condición de equilibrio los valores deF1.
Hallar el porcentaje de error entre el valor de F1 experimental y calculado.
¿Qué tipo de palanca representa la palanca de 1 brazo y la de 2 brazos?
BIBLIOGRAFÍA
TEXTOS SUGERIDOS
SERWAY, Raymond. FISICA tomo I, Quinta edición. Ed. McGraw Hill.
GETTYS, W. Edward. FISICA tomo I. Ed. McGraw Hill.
OHANIAN, Hans; MARKERT, Jhon. Física para ingeniería y ciencias. Volumen 1. Tercera edición.
Ed. Mc Graw Hill.
TEXTOS COMPLEMENTARIOS
TIPLER, A, Física, tomo I y II.
HOLLIDAY, R. Fisica, Parte I
ALONSO Y FINN. Mecánica.
Departamento de Ciencias Básicas
Laboratorio de Física
72
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
IDENTIFICACIÓN
UNIDAD ACADÉMICA
UNIDAD TEMÁTICA
PRACTICA N° 4
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS
ASIGNATURA: LABORATORIO DE FISICA
ELECTROMAGNETISMO
Transmisión de potencia de un transformador
COMPETENCIA
RESULTADOS DE APRENDIZAJE
Evaluar
las
leyes
del
Electromagnetismo mediante la
experimentación, aplicación y
análisis de resultados obtenidos
en pruebas de laboratorio.
Comprueba el funcionamiento de un transformador, la diferencia
de fase entre el voltaje y la corriente, la eficiencia y la
transferencia de potencia entre el devanado primario y el
secundario..
ACTIVIDADES
Para la evaluación del informe de laboratorio se tendrán en cuenta todos los conceptos y
explicaciones dadas como referencia y los criterios acordados de evaluación que se evidencia desde
la ejecución de la práctica hasta la realización y puntualidad de la entrega del informe de parte del
estudiante al profesor.
El preinforme escrito del laboratorio que usted realizará se entrega al iniciar la práctica y debe
contener: título de la práctica, objetivos, marco teórico (corresponde a la teoría investigativa acerca
del tema de la práctica realizada), materiales, procedimiento (montaje y ejecución) y bibliografía.
Los temas de la investigación teórica acerca de la práctica son los siguientes:
 Transformadores (Alta, baja y reguladores).
 Concepto de autoinducción e inducción mutua.
 Aplicaciones de los transformadores.
 Concepto de rectificación de la corriente.
 Concepto de corriente alterna (AC) y corriente continua (DC).
 Fuerza electromotriz (FEM) (concepto y fórmula).
Al realizar el informe usted debe tener en cuenta el siguiente contenido: cálculos, análisis de los
resultados obtenidos (datos), análisis de gráficas, evaluación, observaciones y conclusiones.
LISTA DE MATERIALES
 PowerCassy
 Sensor Cassy
 Adaptador de corriente
 Núcleo en forma de U con yugo
 Dispositivo de sujeción
 Transformador de 250 espiras

 6 Cables, 100cm, negros
 Cinta métrica
Departamento de Ciencias Básicas
Laboratorio de Física
73
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER


PC con Windows 95/98/NT o mejor versión
Sofware CASSY Lab
MONTAJE Y EJECUCION DEL EXPERIMENTO
Figura 1
Para poder realizar el montaje deberá seguir los siguientes pasos con ayuda de la gráfica 1 y así
poder empezar a desarrollar la práctica.
1. Conectar el sensor CASSY y el Power CASSY en serie por medio de los conectores a cada
lado, uno macho y hembra como se observa en la figura 1.
2. Conectar el reóstato y el transformador usando los cables negros de acuerdo a la figura 1.
3. Conectar el Power CASSY al puerto serial del PC.
4. Verificar las conexiones eléctricas antes de alimentar el circuito.
5. Conectar el Sensor CASSY y el Power CASSY con el adaptador de corriente al toma
corriente.
Para la ejecución de del experimento usted deberá realizar los siguientes pasos:
1. Ingresar al CASSY-Lab dar clic en la ventana que aparece.
2. En la nueva Ventana (Ajustes) que aparece dar clic en cargar ejemplo.
3. En la ventana de ejemplos de ensayo dar clic en Física y luego en la práctica llamada
Trasmisión de Potencia de un Transformador.
4. Se da clic en cargar ejemplo (con Power CASSY).
5. Cerrar las ventanas que aparecen excepto la ventana de ajustes.
6. En la ventana de ajustes y en la pestaña General se activa el sensor Power CASSY, como se
muestra en la figura 2.
7. En el botón visualizar parámetros de medición dar clic en registro manual.
8. Cerrar la ventana de ajustes y en documento nuevo dar clic, para iniciar las nuevas
mediciones.
Ahora ésta listo para empezar a ejecutar el experimento.
1. Con la cinta métrica mida la longitud del reóstato.
Departamento de Ciencias Básicas
Iniciando en 4.5 cm hasta 37.5 cm
Laboratorio de Física
74
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
2. Ahora dar clic en el botón de ajustes
y en la pestaña CASSY dar clic sobre la figura
del PowerCassy en U1, allí se debe tener ajustado en 5 Vp, ahora cierre la ventana de ajustes
en el generador de funciones.
3. Ahora dar clic en el sensor en IA2, allí dar clic en corregir. Aparece una ventana para corregir
valores medidos, allí en el cuadro Offset escribir cero (0) y dar clic en corregir offset, como se
muestra en la figura 3. Cerrar las ventanas de configuración del sensor.
Figura 2
4. Ahora dar clic sobre la figura del sensor en UB2, allí dar clic en corregir. Aparece una ventana
para corregir valores medidos, allí en el cuadro de Offset escribir cero (0) y dar clic en corregir
offset.
5. Cerrar las ventanas de corregir valores medidos, la de configuración del sensor y por último la
de ajustes.
6. Recuerde que las mediciones se inician y se detienen con el botón
, en este caso se
debe dar clic cada vez que se mueve 0.5 cm la resistencia del reostáto.
7. Copie las gráficas y los datos en Word o Excel
8. Ahora repita los pasos 2 a 7, teniendo ajustado el U1 del PowerCassy en 3 Vp y 7 Vp.
Departamento de Ciencias Básicas
Laboratorio de Física
75
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
Figura 3
EVALUACIÓN
Como parte de la evaluación ahora usted debe realizar las siguientes actividades:
a.
b.
c.
d.
e.
¿Cómo es el funcionamiento de un transformador?, explique su respuesta.
¿Qué significado tiene la gráfica obtenida y que se puede identificar en ella?
¿Qué diferencias se presentan en las curvas al variar la el voltaje pico en 3, 5 y 7 Vp.
¿Qué indica la eficiencia obtenida en las gráficas?
Para 10 de los datos obtenidos calcular los valores de voltaje y corriente en el primario y en el
secundario.
BIBLIOGRAFÍA
TEXTOS SUGERIDOS
SERWAY, Raymond. FISICA tomo II, Quinta edición. Ed. McGraw Hill.
OHANIAN, Hans; MARKERT, Jhon. Física para ingeniería y ciencias. Volumen 2. Tercera edición.
Ed. Mc Graw Hill.
TEXTOS COMPLEMENTARIOS
SADIKU, Matthew. Elementos de Electromagnetismo, Tercera edición.
FLEISCH, Kraus. Electromagnetismo con aplicaciones, Quinta edición.
RODRIGUEZ, Omar. Física Electromagnetismo.
Departamento de Ciencias Básicas
Laboratorio de Física
76
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
IDENTIFICACIÓN
UNIDAD ACADÉMICA
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS
ASIGNATURA: LABORATORIO DE FISICA
UNIDAD TEMÁTICA
ELECTROMAGNETISMO
PRACTICA N° 5
Electrostática-Electrómetro
COMPETENCIA
RESULTADOS DE APRENDIZAJE
Evaluar
las
leyes
del Comprueba el fenómeno físico de carga eléctrica de un cuerpo
Electromagnetismo mediante la por contacto, fricción e inducción reconociéndolo como un efecto
experimentación, aplicación y superficial.
análisis de resultados obtenidos
en pruebas de laboratorio.
ACTIVIDADES
Para la evaluación del informe de laboratorio se tendrán en cuenta todos los conceptos y
explicaciones dadas como referencia y los criterios acordados de evaluación que se evidencia desde
la ejecución de la práctica hasta la realización y puntualidad de la entrega del informe de parte del
estudiante al profesor.
El preinforme escrito del laboratorio que usted realizará se entrega al iniciar la práctica y debe
contener: Título de la práctica, objetivos, marco teórico (corresponde a la teoría investigativa acerca
del tema de la práctica realizada), materiales, procedimiento (montaje y ejecución) y bibliografía.
Los temas de la investigación teórica acerca de la práctica son los siguientes:
 Ley de Faraday
 Ley de Ampere
 Ley de Gauss
 Ley de du Fay
 Ley de Coulomb
 Concepto de carga y campo eléctrico
 Concepto y unidades de capacitancia eléctrica
 Concepto, formas, fórmulas y elementos de un capacitor
 Energía de un condensador o capacitor eléctrico
Al realizar el informe usted debe tener en cuenta el siguiente contenido: cálculos, análisis de los
resultados obtenidos (datos), análisis de gráficas, evaluación, observaciones y conclusiones.
LISTA DE MATERIALES
 Vaso de Faraday grande y pequeño
 Placa circular
 Conector
 Cables 2 rojos y 1 azul
 Varilla de PVC
Departamento de Ciencias Básicas
Laboratorio de Física
77
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER







Varilla metálica
Varilla acrílica
Varilla metálica para tierra
Multímetro análogo
Electrómetro amplificador
Adaptador de corriente
Condensador de 10 nF
MONTAJE Y EJECUCION DEL EXPERIMENTO
Figura 1
NOTA IMPORTANTE:
Para desarrollar la práctica usted debe traer un trozo de tela de lana, un trozo de tela de
algodón y papel periódico.
Para ejecutar la experiencia debe seguir los siguientes pasos:
1. La fig. 1 muestra la disposición de los equipos para el experimento. Ensamble los elementos
como se muestra en la figura, sin conectar a la corriente hasta que sean revisadas las
conexiones.
NOTA: Mantenga el electrómetro desenchufado de la corriente y el multímetro apagado hasta
el momento de iniciar la toma de datos.
Para la ejecución del experimento usted deberá realizar los siguientes pasos:
1. Encender el multímetro en la escala de color rojo y coloque la perilla en la escala de voltaje en
3 de corriente continua.
2. Calibre el multímetro, para esto, hágalo con el tornillo de color negro, ubicado en la parte
superior derecha del aparato.
3. Conecte el electrómetro amplificador a la corriente.
Ahora está listo para empezar a ejecutar el experimento.
Departamento de Ciencias Básicas
Laboratorio de Física
78
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
4. Frote la varilla de PVC con el trozo de tela de lana, luego, introduzca la varilla en el vaso de
Faraday grande y registre el voltaje medido en el multímetro.
5. Repita el proceso con las otras varillas (acrílico y metálica).
6. Ahora repita el proceso con las tres (3) varillas cambiando los elementos de descarga (vaso de
Faraday pequeño y placa circular).
7. Repita los pasos 4 a 6 frotando las varillas con el trozo de tela de algodón y con el papel
periódico. También se pueden frotar las varillas con el cabello.
Registre en la siguiente tabla los voltajes medidos.
Elemento de descarga
Elemento para
frotar
Lana
Algodón
Vaso de Faraday grande
Papel periódico
Otro elemento
Lana
Algodón
Vaso de Faraday
pequeño
Papel periódico
Otro elemento
Lana
Algodón
Placa circular
Papel periódico
Otro elemento
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Varilla
Metálica
PVC
Acrílica
Metálica
PVC
Acrílica
Metálica
PVC
Acrílica
Metálica
PVC
Acrílica
Metálica
PVC
Acrílica
Metálica
PVC
Acrílica
Metálica
PVC
Acrílica
Metálica
PVC
Acrílica
Metálica
PVC
Acrílica
Metálica
PVC
Acrílica
Metálica
PVC
Acrílica
Metálica
PVC
Acrílica
Laboratorio de Física
79
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
NOTA 1: Del cuidado que tengan en la ejecución de la práctica y en la toma de datos dependen
la calidad de datos que puedan obtener.
NOTA 2: Si el multímetro no regresa a su posición cero (0) después de retirar la varilla, toque
con la varilla para tierra el elemento de descarga (vaso grande, vaso pequeño o placa circular)
que tenga ubicado en el electrómetro, si aún no regresa a cero (0) puede apagarlo y volverlo a
encender, y como última medida si aún no regresa a cero (0) acomode con el tornillo de color
negro el cero (0).
EVALUACIÓN
Como parte de la evaluación ahora usted debe realizar las siguientes actividades:
a
b
c
d
e
Describa el proceso de carga de un capacitor.
A partir de los datos obtenidos calcular el valor de la carga eléctrica almacenada en los 3 casos
(con los 2 vasos de Faraday y para la placa circular).
Con los datos obtenidos calcular el valor de la energía potencial eléctrica almacenada en los 3
casos (con los 2 vasos de Faraday y para la placa circular).
¿Qué tipo de carga se genera en cada una de las varillas empleadas?. Confronte sus resultados
con el tipo de carga que producen estos materiales según la literatura.
Compare el tipo de carga generada y su valor de acuerdo al material (lana, algodón, papel
periódico) con el que frotó las varillas.
BIBLIOGRAFÍA
TEXTOS SUGERIDOS
SERWAY, Raymond. FISICA tomo II, Quinta edición. Ed. McGraw Hill.
OHANIAN, Hans; MARKERT, Jhon. Física para ingeniería y ciencias. Volumen 2. Tercera edición.
Ed. Mc Graw Hill.
TEXTOS COMPLEMENTARIOS
SADIKU, Matthew. Elementos de Electromagnetismo, Tercera edición.
FLEISCH, Kraus. Electromagnetismo con aplicaciones, Quinta edición.
RODRIGUEZ, Omar. Física Electromagnetismo.
Departamento de Ciencias Básicas
Laboratorio de Física
80
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
IDENTIFICACIÓN
UNIDAD ACADÉMICA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BASICAS
ASIGNATURA: LABORATORIO DE FISICA
UNIDAD TEMÁTICA
ELECTROMAGNETISMO
PRACTICA N° 6
Histéresis del núcleo de un transformador
COMPETENCIA
RESULTADOS DE APRENDIZAJE
Evaluar
las
leyes
del
Electromagnetismo mediante la
experimentación, aplicación y
análisis de resultados obtenidos
en pruebas de laboratorio.
Valida los conceptos de susceptibilidad y permeabilidad
magnética en materiales ferromagnéticos, distingue las partes y
lo que ocurre en el ciclo de una curva de histéresis a partir de la
observación, experimentación y análisis de curvas realizadas
con ayuda del software CASSY-lab.
ACTIVIDADES
Para la evaluación del informe de laboratorio se tendrán en cuenta todos los conceptos y
explicaciones dadas como referencia y los criterios acordados de evaluación que se evidencia desde
la ejecución de la práctica hasta la realización y puntualidad de la entrega del informe de parte del
estudiante al profesor.
El preinforme escrito del laboratorio que usted realizará se entrega al iniciar la práctica y debe
contener: título de la práctica, objetivos, marco teórico (corresponde a la teoría investigativa acerca
del tema de la práctica realizada), materiales, procedimiento (montaje y ejecución) y bibliografía.
Los temas de la investigación teórica acerca de la práctica son los siguientes:
 Materiales ferromagnéticos, paramagnéticos y diamagnéticos (conceptos, propiedades y
características).
 Concepto de dominio magnético.
 Concepto de permeabilidad magnética.
 ¿Qué es la histéresis magnética y como se produce?. Explicación de la curva.
 Formas de las curvas de histéresis y aplicaciones.
Al realizar el informe usted debe tener en cuenta el siguiente contenido: cálculos, análisis de los
resultados obtenidos (datos), análisis de gráficas, evaluación, observaciones y conclusiones.
LISTA DE MATERIALES
 Sensor Cassy
 Adaptador de corriente
 Núcleo en forma de U con yugo
 Dispositivo de sujeción
 Transformador de 500 espiras
 Generador de funciones S12 con adaptador
 Resistencia STE, 1 Ohmio, 2 W
 Tablero de conexión
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Laboratorio de Física
81
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER



8 Cables, 100cm, negros
PC con Windows 95/98/NT o mejor versión
Sofware CASSY Lab
MONTAJE Y EJECUCION DEL EXPERIMENTO
Figura 1
Para realizar el montaje deberá seguir los siguiente pasos con ayuda de la gráfica 1 y así poder
empezar a desarrollar la práctica:
1. Conectar la Resistencia de 1 Ohmio sobre el tablero de conexión como se muestra en la figura
1.
2. Conectar los cables negros de acuerdo a lo mostrado en la figura 1.
3. Conectar el sensor CASSY por puerto serial al PC.
4. Conectar el sensor CASSY con el adaptador de corriente al toma corriente.
NOTA: Para evitar el sobrecalentamiento cuando no se encuentre trabajando mantenga
desconectado el generador de funciones S12 y el sensor Cassy.
Para la ejecución del experimento usted deberá realizar los siguientes pasos:
1. Ingresar al CASSY-lab dar clic en cerrar en la ventana que aparece.
2. En la nueva ventana (ajustes) que aparece dar clic en cargar ejemplo.
3. En la ventana de ejemplos de ensayo dar clic en Física y luego en la práctica llamada
Histéresis del hierro de un transformador.
4. Se da clic en cargar ejemplo cargar ejemplo (sin Power-CASSY).
5. Cerrar las ventanas que aparecen excepto la ventana de ajustes.
6. En la ventana de ajustes y en la pestaña General se activa el sensor CASSY con un clic, como
se muestra en la figura 2
7. Cerrar la ventana de ajustes y en documento nuevo dar clic, para iniciar las nuevas
mediciones.
Ahora está listo para empezar a ejecutar el experimento.
1. Ajuste el generador de funciones a una frecuencia de 0,1 Hz, onda senoidal y un voltaje
inducido U=2 V.
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Laboratorio de Física
82
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
2. Ahora dar clic en el botón de ajustes
y en la pestaña CASSY dar clic sobre la figura del
sensor en IA1. Aparece una ventana de configuración de entrada del sensor, allí dar clic el
botón corregir. Aparece una ventana para corregir valores medidos, allí el cuadro Offset
escribir cero (0) y dar clic en corregir offset, como aparece en la figura 3.
3. Cerrar las ventanas de corregir valores medidos y la de configuración del sensor.
Figura 2
4. Ahora dar clic sobre la figura del sensor en UB1, allí dar clic en corregir. Aparece una ventana
para corregir valores medidos, allí en el cuadro de Offset escribir cero (0) y dar clic en corregir
Offset, como se muestra en la figura 3.
5. Cerrar las ventanas de corregir valores medidos, la de configuración del sensor y por último la
de ajustes.
6. Recuerde que las mediciones se inician y se detienen con el botón
, en este caso dar
clic para que inicie y termine la toma de datos y la representación de la curva de histéresis.
7. Ahora cambie el ajuste del generador de funciones a una frecuencia de 0,3 Hz, 0.5 Hz onda
senoidal y un voltaje inducido U=2 V y repita la medición para cada frecuencia graficando las 3
curvas en la misma cuadricula del Cassy-Lab.
8. Ahora cambie el ajuste del generador de funciones a una frecuencia de 0,2 Hz, onda senoidal
y un voltaje inducido U=1 V, 2 V y 3 V. Repita la medición para cada frecuencia graficando las
3 curvas en la misma cuadricula del Cassy-Lab.
Departamento de Ciencias Básicas
Laboratorio de Física
83
UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER
Figura 3
EVALUACIÓN
Como parte de la evaluación ahora usted debe realizar las siguientes actividades:
a.
b.
c.
d.
Con el CassyLab calcule la integral de pico para los ciclos de la curva de histéresis.
¿Qué significa el valor de la integral calculada?
Explique el comportamiento de la curva de histéresis, es decir ¿porqué tiene esa forma?.
Graficadas en la misma cuadricula compare las diferentes curvas de histéresis que obtuvo cuando
cambió la frecuencia. Explique el porqué de su diferencia.
e. Graficadas en la misma cuadricula haga las mismas comparaciones entre las diferentes curvas de
histéresis que obtuvo cuando cambió el voltaje inducido U. Explique el porqué de su diferencia.
f. ¿Qué fenómeno físico ocurre para que en los diferentes ciclos la curva de histéresis no pase por
el mismo trazado?.
BIBLIOGRAFÍA
TEXTOS SUGERIDOS
GURU, Bhag S. MAQUINAS ELECTRICAS Y TRANSFORMADORES, Segunda edición. Ed. Mc
Graw Hill.
SEGUI CHILET, Salvador. FUNDAMENTOS BASICOS DE LA ELECTRONICA DE POTENCIA
OHANIAN, Hans; MARKERT, Jhon. Física para ingeniería y ciencias. Volumen 2. Tercera edición.
Ed. Mc Graw Hill.
TEXTOS COMPLEMENTARIOS
TIPLER, A, Física, tomo I y II.
RODRIGUEZ, O, Física electromagnetismo
RAYMOND, A. Física para ciencias e Ingeniería
Departamento de Ciencias Básicas
Laboratorio de Física
84