manual del laboratorio de física y biofísica

MANUAL DEL LABORATORIO DE FÍSICA Y BIOFÍSICA
UNIVERSIDAD METROPOLITANA
LABORATORIOS
2014
ÍNDICE
Pág.
1. COMPETENCIAS
1.1 COMPETENCIAS DE APRENDIZAJE DE FÍSICA
1.2 COMPETENCIAS DE APRENDIZAJE DE BIOFÍSICA
2. REGLAMENTO DEL LABORATORIO
2.1
RESPONSABILIDADES
2.1.1 Responsabilidad del Docente Administrador del Laboratorio
2.1.2 Responsabilidad del Docente
2.1.3 Responsabilidad del Auxiliar de Laboratorio
2.1.4 Responsabilidad del Estudiante
2.2
NORMAS DE BIOSEGURIDAD DEL LABORATORIO
1
1
1
1
1
1
1
1
2
2
3. ACTIVIDADES ACADÉMICAS PRÁCTICAS DEL LABORATORIO
2
3.1 ACTIVIDADES ACADÉMICAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO DEL
FÍSICA
 INCERTIDUMBRE, LECTURAS MÁXIMA Y MÍNIMA EN LOS
INSTRUMENTOS DE MEDICIÓN
 ERROR EN LA MEDIDA
 CONSTRUCCIONES GRAFICAS
 COMPOSICIONES DE FUERZAS
 FUERZAS QUE ACTÚAN SOBRE UN CUERPO SITUADO EN UN
PLANO INCLINADO
 FUERZA ELÁSTICA. LEY DE HOOKE
 LA PALANCA. 1 Parte
 LA PALANCA. 2 Parte
 LA POLEA FIJA
 LA POLEA MÓVIL
 CALOR ESPECIFICO
3.2 ACTIVIDADES ACADÉMICAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO DEL
BIOFÍSICA
 DENSIDAD DE LÍQUIDOS
 DENSIDAD DE SÓLIDOS
 DENSIDAD DE SÓLIDOS GRANULADOS
 DETERMINACIÓN DE LA TENSIÓN SUPERFICIAL DE UN LIQUIDO
3
4
6
8
10
13
15
18
21
24
26
28
30
31
33
35
37





FUERZAS ELÁSTICAS EN EL CUERPO HUMANO. LEY DE HOOKE
CALORIMETRÍA EN SÓLIDOS Y LÍQUIDOS
LENTES CONVERGENTES Y DIVERGENTES
TALLER: MECÁNICA DE LA AUDICIÓN Y LA VOZ HUMANA
TALLER: EFECTOS Y PROTECCIÓN DE LAS RADIACIONES
ELECTROMAGNÉTICAS EN EL ORGANISMO HUMANO.
40
43
45
48
50
ANEXOS
BALANZA MECÁNICA OHAUS
EQUIPO DE ÓPTICA
EQUIPO DE LEYES DE LA PALANCA
54
55
56
INTRODUCCIÓN
El estudio de la física le proporciona al estudiante el conocimiento de las leyes que
deben aplicar en el estudio de los fenómenos biológicos y fisiológicos.
El estudio de la física tanto teórica como práctica brinda la oportunidad al
estudiante de vivir los procesos de la ciencia, estructurando su pensamiento para
que sea lógico, coherente, reflexivo y científico, que es la estructura de
pensamiento que debe tener todo profesional en ciencias de la salud.
El objeto de estudio del estudiante de ciencias de la salud es la anatomía,
fisiología y morfofisiología de los órganos que componen el cuerpo humano; en
éste se dan procesos biológicos y fisiológicos que se estudian bajo las leyes de la
física, dando origen a una nueva ciencia llamada Biofísica.
La biofísica, se podría definir como la apropiación conceptual de la física y la
físico–química aplicada al ser vivo desde un punto de vista macroscópico o
microscópico; sin embargo la biofísica también se ocupa de los avances
tecnológicos en instrumentación para la diagnosis, terapia y cirugía que los
profesionales en ciencias de la salud utilizan en su quehacer profesional.
Los biólogos en el siglo XIX reconocieron que la aplicación de las leyes de la física
es de vital importancia en el desarrollo de las investigaciones biológicas, a tal
punto que en los laboratorios de investigación utilizan la instrumentación óptica y
electrónica que tienen su base en principios de la física.
Los siguientes ejemplos avalan la anterior afirmación:
1.
La aplicación de las leyes de la física para la explicación del
funcionamiento en los sistemas circulatorio, respiratorio, auditivo y
termorreguladores, entre otros, del cuerpo humano.
2. El uso de los ultrasonidos, radiaciones (rayos x, rayos láser), para la
diagnosis, terapia y cirugía
3. El uso de aparatos para medir la actividad eléctrica que se genera en el
cuerpo humano (electrocardiógrafos,
electro miógrafos), o para la
imagenología.
1. COMPETENCIAS
1.1
COMPETENCIAS DE APRENDIZAJE DE FÍSICA

Reconocer las leyes y principios de la física que se aplican en el
estudio de los fenómenos biológicos y fisiológicos en el ser vivo.

Explicar casos en los seres vivos a partir de la aplicación de leyes y
conceptos físicos.
1.2


COMPETENCIAS DE APRENDIZAJE DE BIOFÍSICA
Aplicar conceptos de la Biofísica que explican fenómenos biológicos
y fisiológicos en el ser vivo.
Articular los principios de la biofísica que explican los desarrollos
tecnológicos que tienen aplicaciones en las ciencias de la salud en el
tratamiento de paciente, a través de la diagnosis, la terapia y la
cirugía.
2. REGLAMENTO DEL LABORATORIO
En el laboratorio debe mantenerse un excelente comportamiento para evitar
accidentes y preservar la integridad propia y de sus compañeros.
2.1 . RESPONSABILIDADES
2.1.1 Responsabilidad del Docente Administrador del Laboratorio
Supervisar el cumplimiento de las normas de bioseguridad y disposiciones de salud
ocupacional, exigiendo el uso del equipo individual de protección a todo el
personal que ingresa al laboratorio, para minimizar los riesgos a los que se
exponen.
2.1.2 Responsabilidad del Docente
Supervisar el cumplimiento de las normas de bioseguridad y disposiciones de salud
ocupacional, exigiendo el uso del equipo individual de protección a todo el personal que
ingresa al laboratorio, para minimizar los riesgos a los que se exponen.
2.1.3 Responsabilidad del Auxiliar de Laboratorio
Verificar que los estudiantes utilicen los implementos de bioseguridad y efectúen un
manejo adecuado de desechos en el laboratorio.
Organizar el material de vidrio limpio y seco, así como los equipos de laboratorio
requeridos para la actividad académica práctica.
1
Entregar a los estudiantes los materiales y equipos que requieren para el
desarrollo de la práctica y recibirlos al finalizar la actividad académica.
Cumplir con las normas de bioseguridad establecidas para el laboratorio. Mantener el
área del laboratorio en condiciones de higiene y limpieza apropiad a.
Verificar antes de terminar su jornada laboral que el material este bajo llave, que las
llaves del agua, gas, puertas y ventanas estén cerradas, los aires acondicionados, el
video Beam y las luces estén apagadas.
2.1.4 Responsabilidad del Estudiante
Cumplir y colaborar con el cumplimiento de las normas de bioseguridad.
2.2 . NORMAS DE BIOSEGURIDAD DEL LABORATORIO
1
2
Siga atentamente las instrucciones de los Docentes y Auxiliares, además de lo
establecido en las Guías de Laboratorio.
Use los elementos de bioseguridad como la bata manga larga y zapatos
cerrados.
3
Trabaje únicamente en el lugar asignado teniendo en cuenta las normas de
bioseguridad. Informe al profesor cualquier accidente de trabajo.
4 Manipule de manera segura los materiales de laboratorio entregados
durante la experiencia.
5 Identifique la salida de emergencia. En caso de alguna eventualidad, no obstruir
su paso.
6 Utilizar extintores en caso de incendio.
7 Descarte material de uso común: Papel, plásticos, cartón en las p apeleras con
bolsa verde.
8 No fume, ni consuma alimentos o bebidas en el laboratorio.
9 Al finalizar la práctica, cerciórese que los equipos eléctricos se encuentren
apagados y las llaves de agua queden cerradas.
10 Antes de salir del laboratorio, quitarse los elementos de protección.
3. ACTIVIDADES ACADÉMICAS PRÁCTICAS DE LABORATORIO
2
3.1. ACTIVIDADES ACADÉMICAS PRÁCTICAS
DE LABORATORIO DE FÍSICA
3
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Guía de Laboratorio
Programa:NUTRICION Y DIETETICA
Versión:
Código:
Componente de
Formación:
Básico
Institucional
Área de Formación:
CIENCIAS BÁSICAS GENERALES
Código del Componente
de Aprendizaje:
Semestre:I
Período:I Semestre
Nombre de la practica:
Componente de
Aprendizaje:
FISICA
Horas Practicas:2
Practica N° 1
INCERTIDUMBRE, LECTURAS MAXIMA Y MINIMA
EN LOS INSTRUMENTOS DE MEDICION.
4
5
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Guía de Laboratorio
Programa:NUTRICION Y DIETETICA
Versión:
Código:
Componente de
Formación:
Básico
Institucional
Área de Formación:
CIENCIAS BÁSICAS GENERALES
Código del Componente
de Aprendizaje:
Período:I Semestre
Componente de
Aprendizaje:
FISICA
Horas Practicas: 2
Semestre:I
Nombre de la practica:
Practica N° 2
ERROR EN LA MEDIDA
6
7
8
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Guía de Laboratorio
Programa:NUTRICION Y DIETETICA
Versión:
Código:
Componente de
Formación:
Básico
Institucional
Área de Formación:
CIENCIAS BÁSICAS GENERALES
Código del Componente
de Aprendizaje:
Período:I Semestre
Componente de
Aprendizaje:
FISICA
Horas Practicas: 2
Semestre:I
Nombre de la practica:
CONSTRUCCIONES GRAFICAS
Practica N°3
9
1
0
1
1
UNIVERSIDAD METROPOLITANA
Guía de Laboratorio
Programa:NUTRICION Y DIETETICA
Versión:
Código:
Componente de
Formación:
Básico
Institucional
Área de Formación:
CIENCIAS BÁSICAS GENERALES
Código del Componente
de Aprendizaje:
Semestre:I
Período:I Semestre
Nombre de la practica:
COMPOSICION DE FUERZAS FUERZA E
INTERACCIONES.
Componente de
Aprendizaje:
FISICA
Horas Practicas: 2
Practica N° 4
1
2
1
3
1
4
UNIVERSIDAD METROPOLITANA
Guía de Laboratorio
Programa:NUTRICION Y DIETETICA
Versión:
Código:
Componente de
Formación:
Básico
Institucional
Área de Formación:
CIENCIAS BÁSICAS GENERALES
Código del Componente
de Aprendizaje:
Semestre:I
Período:I Semestre
Nombre de la practica:
Componente de
Aprendizaje:
FISICA
Horas Practicas: 2
Practica N° 5
FUERZAS QUE ACT´UAN SOBRE UN CUERPO
SITUADO EN UN PLANO INCLINADO
1
5
1
6
UNIVERSIDAD METROPOLITANA
Guía de Laboratorio
Programa:NUTRICION Y DIETETICA
Versión:
Código:
Componente de
Formación:
Básico
Institucional
Área de Formación:
CIENCIAS BÁSICAS GENERALES
Código del Componente
de Aprendizaje:
Período:I Semestre
Componente de
Aprendizaje:
FISICA
Horas Practicas: 2
Semestre:I
Nombre de la practica:
Practica N° 6
FUERZA ELASTICA. LEY DE HOOKE
1
7
1
8
1
9
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Guía de Laboratorio
Programa:NUTRICION Y DIETETICA
Versión:
Código:
Componente de
Formación:
Básico
Institucional
Área de Formación:
CIENCIAS BÁSICAS GENERALES
Código del Componente
de Aprendizaje:
Semestre:I
Período:I Semestre
Nombre de la practica:
Componente de
Aprendizaje:
FISICA
Horas Practicas: 2
Practica N° 7
LA PALANCA. 1a Parte ( Punto de apoyo en el centro
de la palanca )
2
0
2
1
RESULTADOS
2
2
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Guía de Laboratorio
Programa:NUTRICION Y DIETETICA
Versión:
Código:
Componente de
Formación:
Básico
Institucional
Área de Formación:
CIENCIAS BÁSICAS GENERALES
Código del Componente
de Aprendizaje:
Semestre:I
Período:I Semestre
Nombre de la practica:
Componente de
Aprendizaje:
FISICA
Horas Practicas: 2
Practica N° 8
LA PALANCA. 2a Parte ( Punto de apoyo en el extremo
de la palanca )
2
3
2
4
2
5
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Guía de Laboratorio
Programa:NUTRICION Y DIETETICA
Versión:
Código:
Componente de
Formación:
Básico
Institucional
Área de Formación:
CIENCIAS BÁSICAS GENERALES
Código del Componente
de Aprendizaje:
Período:I Semestre
Componente de
Aprendizaje:
FISICA
Horas Practicas: 2
Semestre:I
Nombre de la practica: LA POLEA FIJA
Practica N° 9
2
6
2
7
2
8
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Guía de Laboratorio
Programa:NUTRICION Y DIETETICA
Versión:
Código:
Componente de
Formación:
Básico
Institucional
Área de Formación:
CIENCIAS BÁSICAS GENERALES
Código del Componente
de Aprendizaje:
Período:I Semestre
Componente de
Aprendizaje:
FISICA
Horas Practicas: 2
Semestre:I
Nombre de la practica: LA POLEA MOVIL
Practica N° 10
2
9
3
0
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Guía de Laboratorio
Programa:NUTRICION Y DIETETICA
Versión:
Código:
Componente de
Formación:
Básico
Institucional
Área de Formación:
CIENCIAS BÁSICAS GENERALES
Código del Componente
de Aprendizaje:
Período:I Semestre
Componente de
Aprendizaje:
FISICA
Horas Practicas: 2
Semestre:I
Nombre de la practica: CALOR ESPECIFICO
Practica N° 11
3
1
3
2
3
3
3.2. ACTIVIDADES ACADÉMICAS PRÁCTICAS
DE LABORATORIO DE BIOFÍSICA
3
4
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Guía de Laboratorio
Programa:NUTRICION Y DIETETICA
Código:
Versión:
Componente de
Área de Formación:
Componente de Aprendizaje:
BIOFISICA
Formación:Básico CIENCIAS BÁSICAS GENERALES
Institucional
Código del Componente
de Aprendizaje:
Período: I
Semestre
Horas Practicas: 2
Semestre:I
Nombre de la práctica:
DESIDAD DE LIQUIDOS
Practica N° 1
INTRODUCCION
La densidad de una sustancia es la masa de una unidad de volumen de la misma.
Así, en el sistema C.G.S, la densidad de una sustancia corresponde a la masa en
𝑔
gramos de 1 mililitro o 1 de la misma. Por ejemplo la densidad del agua es 1𝑐𝑚 3
debido a que 1𝑐𝑚3 de agua tiene una masa de 1 gramo.
De acuerdo a la definición, conocidas la masa (m) de un sistema o sustancia y el
volumen (v) ocupado por el (la)mismo (a), la densidad de tal sustancia se calcula a
través de la siguiente formula:
𝑚
ρ= 𝑣
La densidad de solidos es una magnitud física de gran importancia y con diversas
aplicaciones en el campo medico entre ellas la ¨Densitometría ósea". Este
procedimiento consiste fundamentalmente en medir la densidad de la masa ósea de
una persona. Este examen tiene gran aplicación en el diagnóstico de la
osteoporosis, enfermedad que se presenta por efecto de la disminución en la fijación
del calcio en los huesos y es más frecuente en mujeres mayores, debido a la baja en
la producción de hormonas. En la práctica de hoy, los estudiantes, determinaran la
densidad del hueso y de otros solidos aplicando el principio de Arquímedes.
Para llegar bien informados a la práctica los estudiantes deben consultar:
Concepto de densidad, unidades de medida, densidad relativa, efectos de presión y
la temperatura sobre la densidad y aplicación de la temática en el campo de la
medicina.
OBJETIVOS
1. Determinar la densidad de un sólido por el método de inmersión.
2. Identificar los factores que pueden incidir en la densidad de un sólido.
3
5
MATERIALES
Balanza.
Probeta.
Agua
Beackers
Cuerpo Problema (3):
Hueso, caucho y cobre
PROCEDIMIENTO
El procedimiento para determinar la densidad está basado en medir la masa y el
volumen de la sustancia:
1. Determine la masa del cuerpo m =___ g.
2. Determine el volumen del cuerpo por el método de inmersión, para ello realice los
siguientes pasos:
a) Tome una muestra de agua deposítela en la probeta, de tal manera que el
cuerpo pueda sumergirsetotalmente. Llámelo volumen inicial 𝑉𝑖 = __ 𝑐𝑚3
b) Sumerja suavemente el cuerpo en la probeta. Que le ocurre al nivel del líquido en
la probeta? Por qué?Llámelo volumen final 𝑉𝑓 = __𝑐𝑚3
c) El cuerpo al ser sumergido desaloja un volumen de líquido igual a su volumen, por
tanto, su volumense puede determinar por la relación𝑉(𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜 ) = 𝑉𝑓 - 𝑉𝑖
3. Repita el procedimiento con las dos muestras problemas siguientes.
𝑚
4. Calcule la densidad absoluta de cada uno de los sólidos 𝑝(𝑠𝑜𝑙 ) =
𝑣
5. Calcule la densidad relativa de cada sólido.
6. Calcule el error absoluto y el error relativo (porcentaje de error) cometido para
cada uno de los valores delas densidades experimentales halladas.
ANALISIS
1. ¿Es confiable este método para determinar la densidad de un sólido?, Por qué?
2. ¿Por qué en alguna tabla de densidad aparece escrito el valor de la presión y de
la temperatura?
3. ¿Cómo afecta la presión y la temperatura a la densidad en un sólido?
4. Enuncie y explique mínimo tres causas que pueden afectar la determinación de la
densidad de una sustanciapor el método empleado. Recuerde que la temperatura
y la presión se han mantenido constantes en lapráctica, por tanto no pueden
considerarse como causas.
COMPLETE Y DESPRENDA LA PRESENTE TABLA
MAGNITUDES
Masa (g)
Volumen Inicial, Vi (ml)
Volumen Final, Vf (ml)
Volumen del sólido, Vsol (ml)
Densidad (g/ml)
Densidad Relativa
Densidad Tabulada (g/ml)
Error absoluto (g/ml)
Error Relativo%
Cuerpo 1
Cuerpo 2
Cuerpo 3
3
6
REFERENCIAS
[1] FRUMENTO, Antonio. Elementos de Biofísica. Tercera Edición. Idoyma.
Barcelona 1995.
[2] SIMON G.G. Mac DONALD, DESMOND M.BURNS Física para las ciencias de la
vida y de la salud. Ed.: Addison-Wesley Iberoamericana, S.A. 1989.
[3] CROMER, Alan H.c Física para las Ciencias de la Vida. 2 ed. : Editorial Reverte.
[4] PARISI, Mario Temas de Biofísica Mc Graw Hill Interamericana, Santiago de
Chile 2001.
3
7
UNIVERSIDAD METROPOLITANA
Guía de Laboratorio
Programa:NUTRICION Y DIETETICA
Código:
Versión:
Componente de
Área de Formación:
Componente de Aprendizaje:
BIOFISICA
Formación:Básico CIENCIAS BÁSICAS GENERALES
Institucional
Código del Componente
de Aprendizaje:
Período: I
Semestre
Horas Practicas: 2
Semestre:I
Nombre de la práctica:
DESIDAD DE SOLIDOS
Practica N° 2
INTRODUCCION
La densidad de una sustancia es una propiedad característica de la materia y se
define como la masa de la unidadde volumen de la misma. Así, en el sistema C G S,
la densidad de una sustancia corresponde a la masa en gramosde 1 mililitro o 1 cm3
𝑔
de la misma. Por ejemplo la densidad del agua es 1 𝑐𝑚 3 debido a que 1𝑐𝑚3 de agua
tiene una masa de 1 gramo.
De acuerdo a la definición, conocidas la masa (m) de un sistema o sustancia y el
volumen (v) ocupado por el (la) mismo (a), la densidad de tal sustancia se calcula a
través de la siguiente formula:
𝑚
ρ= 𝑣
La densidad de solidos es una magnitud física de gran importancia y con diversas
aplicaciones en el campo medico entre ellas la ¨Densitometría ósea". Este
procedimiento consiste fundamentalmente en medir la densidad de la masa ósea de
una persona. Este examen tiene gran aplicación en el diagnóstico de la
osteoporosis, enfermedad que se presenta por efecto de la disminución en la fijación
del calcio en los huesos y es más frecuente en mujeres mayores, debido a la baja en
la producción de hormonas. En la práctica de hoy, los estudiantes, determinaran la
densidad del hueso y de otros solidos aplicando el principio de Arquímedes.
Para llegar bien informados a la práctica los estudiantes deben consultar:
Concepto de densidad, unidades de medida, densidad relativa, efectos de presión y
la temperatura sobre la densidad y aplicación de la temática en el campo de la
medicina.
3
OBJETIVOS
1. Determinar la densidad de un sólido por el método de inmersión.
8
2. Identificar los factores que pueden incidir en la densidad de un sólido.
MATERIALES
Balanza.
Probeta.
Agua
Beackers
Cuerpo Problema (3):
Hueso, caucho y cobre
PROCEDIMIENTO
El procedimiento para determinar la densidad está basado en medir la masa y el
volumen de la sustancia:
1. Determine la masa del cuerpo m =___ g.
2. Determine el volumen del cuerpo por el método de inmersión, para ello realice los
siguientes pasos:
a) Tome una muestra de agua deposítela en la probeta, de tal manera que el
cuerpo pueda sumergirsetotalmente. Llámelo volumen inicial 𝑉𝑖 = __ 𝑐𝑚3
b) Sumerja suavemente el cuerpo en la probeta. Que le ocurre al nivel del
líquido en la probeta? Por qué?Llámelo volumen final 𝑉𝑓 = __𝑐𝑚3
c) El cuerpo al ser sumergido desaloja un volumen de líquido igual a su volumen,
por tanto, su volumense puede determinar por la relación𝑉(𝑠𝑜𝑙𝑖𝑑𝑜 ) = 𝑉𝑓 - 𝑉𝑖
3. Repita el procedimiento con las dos muestras problemas siguientes.
𝑚
4. Calcule la densidad absoluta de cada uno de los sólidos 𝑝(𝑠𝑜𝑙 ) = 𝑣
5. Calcule la densidad relativa de cada sólido.
6. Calcule el error absoluto y el error relativo (porcentaje de error) cometido para
cada uno de los valores delas densidades experimentales halladas.
ANALISIS
1. ¿Es confiable este método para determinar la densidad de un sólido?, Por qué?
2. ¿Por qué en alguna tabla de densidad aparece escrito el valor de la presión y de
la temperatura?
3. ¿Cómo afecta la presión y la temperatura a la densidad en un sólido?
4. Enuncie y explique mínimo tres causas que pueden afectar la determinación de la
densidad de una sustanciapor el método empleado. Recuerde que la temperatura
y la presión se han mantenido constantes en lapráctica, por tanto no pueden
considerarse como causas.
COMPLETE Y DESPRENDA LA PRESENTE TABLA
MAGNITUDES
Masa (g)
Volumen Inicial, Vi (ml)
Volumen Final, Vf (ml)
Volumen del sólido, Vsol (ml)
Densidad (g/ml)
Densidad Relativa
Densidad Tabulada (g/ml)
Error absoluto (g/ml)
Error Relativo%
Cuerpo 1
Cuerpo 2
Cuerpo 3
3
9
REFERENCIAS
[1] FRUMENTO, Antonio. Elementos de Biofísica. Tercera Edición. Idoyma.
Barcelona 1995.
[2] SIMON G.G. Mac DONALD, DESMOND M.BURNS Física para las ciencias de la
vida y de la salud. Ed.: Addison-Wesley Iberoamericana, S.A. 1989.
[3] CROMER, Alan H.c Física para las Ciencias de la Vida. 2 ed. : Editorial Reverte.
[4] PARISI, Mario Temas de Biofísica Mc Graw Hill Interamericana, Santiago de
Chile 2001.
4
0
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Guía de Laboratorio
Programa:NUTRICION Y DIETETICA
Código:
Versión:
Componente de
Área de Formación:
Componente de Aprendizaje:
BIOFISICA
Formación:Básico CIENCIAS BÁSICAS GENERALES
Institucional
Código del Componente
de Aprendizaje:
Período: I
Semestre
Horas Practicas: 2
Semestre:I
Nombre de la práctica:
Practica N° 3
DESIDAD DE S_OLIDOS GRANULADOS
INTRODUCCION
La densidad de solidos disgregados: limaduras, arena etc., puede calcularse por el
método del picnómetro.El picnómetro puede, quizá, ser más preciso para medir la
densidad de un sólido siempre que éste se halle finalmentegranulado o disgregado.
En el laboratorio de hoy se calculara la densidad de la arena determinando
previamentela masa y el volumen ocupado por la misma, con ayuda del picnómetro.
OBJETIVOS
1. Reforzar el concepto de fase sólida y propiedades de los sólidos.
2. Determinar la densidad de un sólido disgregado por medio del picnómetro.
3. Reconocer los factores que pueden afectar la medición de la densidad de un
sólido disgregado por el método.
MATERIALES
Balanza.
Picnómetro
Hoja de papel
Probeta.
Agua
Arena como un solido
disgregados
PROCEDIMIENTO Y CALCULOS
4
1
Para determinar la densidad de un sólido disgregado, se necesita conocer su masa y
su volumen.
1. Mídase en la balanza la masa del picnómetro vacío, 𝑚𝑝𝑣 .
2. Se toma una hoja de papel y se mide su masa en la balanza,𝑚𝑝.
3. Se toma una cantidad de arena seca (cantidad que llenará el picnómetro hasta su
mitad aproximadamente)y se mide su masa junto con la hoja de papel, 𝑚𝑝𝑎 . Si a esta
masa 𝑚𝑝𝑎 . se le resta la masa de la hoja depapel 𝑚𝑝. , se obtiene la masa de arena
marena, así: 𝑚(𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 )
= 𝑚𝑝𝑎 . - 𝑚𝑝
4. Se vierte la arena en el picnómetro y se completa su capacidad con agua. A
continuación se determina conla balanza la masa de ese conjunto, 𝑚𝑐𝑜𝑛𝑗 .
5. Si a esta masa𝑚𝑐𝑜𝑛𝑗 . se le resta 𝑚𝑝𝑣 . y 𝑚(𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 ). , es decir, la masa del
picnómetrovacío
y de la arena,respectivamente, se obtiene la masa de agua
utilizada, 𝑚(𝑎𝑔𝑢𝑎 ). así:
𝑚(𝑎𝑔𝑢𝑎 ). = 𝑚(𝑐𝑜𝑛𝑗 ). = 𝑚𝑝𝑣 .
= 𝑚(𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 )
6. Teniendo en cuenta la densidad del agua, 𝑝(𝑎𝑔𝑢𝑎 ). , a las condiciones del
laboratorio, él volumen de agua usadapuede calcularse mediante
𝑉(𝑎𝑔𝑢𝑎 ). =
𝑣 (𝑎𝑔𝑢 𝑎 )
𝑝(𝑎𝑔𝑢𝑎 )
7. Teniendo en cuenta la capacidad del picnómetro
volumen de arena utilizada así:
𝑉(𝑝𝑖𝑐 ).
puede calcularse el
𝑉(𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 ). = 𝑉(𝑝𝑖𝑐 ). - 𝑉(𝑎𝑔𝑢𝑎 ).
8. Con la masa y el volumen de la arena utilizada, es fácil hallar ahora la densidad
de la arena:
𝑝(𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 ). =
𝑚 (𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 )
𝑣(𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 )
4
2
ERRORES EN LA MEDICION REALIZADA
1. Enuncie las causas de errores que puedan afectar el resultado obtenido, por
el método empleado.
2. Calcule el error absoluto y el error relativo (porcentual) cometido en la
medici_on de la densidad de la arena,
3. teniendo en cuenta que la densidad real (te_orica o tabulada) de la arena
usada es:𝑝(𝑎𝑟𝑒𝑛𝑎 ). = 2.5
𝑔
𝑐𝑚 3
REFERENCIAS
[1] FRUMENTO, Antonio. Elementos de Biofísica. Tercera Edición. Idoyma.
Barcelona 1995.
[2] SIMON G.G. Mac DONALD, DESMOND M.BURNS Física para las ciencias de la
vida y de la salud. Ed.: Addison-Wesley Iberoamericana, S.A. 1989.
[3] CROMER, Alan H.c Física para las Ciencias de la Vida. 2 ed. : Editorial Reverte.
[4] PARISI, Mario Temas de Biofísica Mc Graw Hill Interamericana, Santiago de
Chile 2001.
4
3
UNIVERSIDAD METROPOLITANA
Guía de Laboratorio
Programa:NUTRICION Y DIETETICA
Código:
Versión:
Componente de
Área de Formación:
Componente de Aprendizaje:
BIOFISICA
Formación:Básico CIENCIAS BÁSICAS GENERALES
Institucional
Código del Componente
de Aprendizaje:
Semestre:I
Período: I
Semestre
Nombre de la práctica:
Horas Practicas: 2
Practica N° 4
DETERMINACION DE LA TENSION SUPERFICIAL
DE UN LÍQUIDO
INTRODUCCION
Una de las propiedades más importantes de un líquido es su tendencia a disminuir
su superficie. La superficie secomporta de hecho como si fuera una piel elástica
quetratase de disminuir constantemente su área. La cohesióninterna, la atracción
entre las moléculas del fluido, es un atributo básico que distingue los líquidos de los
gases.
Encondiciones de ingravidez, una gota de líquido adquiere una forma esférica,
minimización de su área superficial.
Así mismo, en un lago plano y en calma la superficie del agua es plana y sin rizos,
ya que es la condición queminimiza el área superficial. Los insectos acuáticos
pueden así caminar por encima de la superficie del agua, yaque su peso esta
compensado por la resistencia de la superficie a su deformación.
Las fuerzas de cohesión dan lugar, pues, a la tensión superficial, que corresponde a
una fuerza por unidad delongitud, o a una energía por unidad deárea depositada en
la superficie del fluido. ¿De dónde proviene estaenergía? para mostrarlo se utilizara
un modelo molecular del fluido.
4
4
En un fluido se puede distinguir dos
regiones (ver la figura): región interior y
región Superior. Mientras que lamolécula
de la región interior en promedio tiene el
mismonúmero de moléculas que la atraen
hacia la derechaque hacia la izquierda,
hacia arriba o hacia abajo, y, porlo tanto,
la resultante de todas las fuerzas es cero,
unamolécula de la regiónsuperior tiene
una fuerza resultantedirigida hacia el
interior del unido. Esto hace quepara
llevar una molécula a la superficie tenga que realizarseun trabajo, es decir, hay que
aportar una energíaque, evaluada por unidad deárea, es lo que se conoce
comotensión superficial.
Definición.La tensión superficial de un líquido es la fuerza por unidad de longitud
que ejerce la superficie de un líquido sobre una línea cualquiera situada en ella. Esta
fuerza pertenece a la superficie y es perpendicular a lalínea:
y =
𝐹
𝑙
Definición. La tensión superficial de un líquido es la fuerza por unidad de longitud
que ejerce la superficie deun líquido sobre una línea cualquiera situada en ella. Esta
fuerza pertenece a la superficie y es perpendicular a lalínea: (
𝐷𝑖𝑛𝑎
sistema C.G.S, la unidades la Dina por Centímetro(
𝑐𝑚
𝑁
𝑚
), y en el antiguo
).
Método de gotas. Este procedimiento, no muy exacto, tiene, sin embargo, la ventaja
de su simplicidad. En la figura se muestra el proceso de formación de una gota:
4
5
En el momento del desprendimiento de la gota (figura 3) del tubo cilíndrico la fuerza
de la tensión superficialdebe ser igual al peso de la gota, entonces:
Donde R es el radio del tubo y de la gota, es el coeficiente de tensión superficial, m
es la masa de la gota.
Determinar la masa de una gota es muy difícil, entonces se puede determinar la
masa de muchas gotas, porejemplo, de N gotas, teniendo en cuenta que todas las
gotas son idénticas, se deduce que M = m .N donde M esla masa de N gotas,
entonces la masa de una gota es m =
𝑀
𝑁
La masa de N gotas se puede determinar midiendo el volumen que ocupan esas N
gotas, si aplicamos el conceptode densidad, tenemos que M = p . V donde p es la
densidad del agua y V es el volumen que ocupan N gotas,entonces la masa de una
gota se determina como:
Reemplazando m en la formula (*) y despejando se obtiene la formula definitiva para
el cálculo de la tensiónsuperficial del agua por el método de gotas:
4
6
La tensión superficial es una importante propiedad aplicable a los líquidos biológicos,
por ejemplo uno de losfactores de los cuales depende la resistencia del pulmón al
estiramiento es el carácter tenso activo de una sustancia “surfactante" secretada por
el epitelio alveolar; así mismo la prueba de “Hay" permite establecer si hay o no
Presencia de bilis (actúa como tenso activo) en una muestra de orina.
OBJETIVOS
1. Determinar experimentalmente la tensión superficial de un líquido dado y
relacionar su resultado con los factores que la afectan.
2. Reforzar el concepto de tensión superficial previamente expuesto en clase
teórica.
MATERIALES

Gotero Graduado

Agua

Jeringas (sin agujas)

Alcohol

Capilares

Regla graduada

Nonio

Beacker pequeño
PROCEDIMIENTO
I.) M_ETODO CON GOTERO O JERINGA:
1. Medir con ayuda del nonio el diámetro del orificio de salida de la jeringa (o gotero).
2. Se llena el gotero de agua.
3. Se consigue la cadencia de un goteo lento e intermitente. Se cuentan las gotas
caídas.
4. Se dejan de contar en el instante en que la probeta se llena hasta 2 ml.
5. Para disminuir el error aleatorio se repite por cada uno de los integrantes del
grupo.
6. Llenar la siguiente tabla de datos:
Nombre del Experimentador
Volumen (ml) de lasN gotas
𝑉1 =
𝑉2 =
Numero De Gotas
4
7
Se puede determinar que para una gota de líquido, cuando alcanza la forma esférica
justo al salir delgotero (o jeringa), la tensión superficial del líquido estará dada por la
fórmula:
8. Aplicando la formula anterior, teniendo en cuenta la densidad del agua utilizada,
calcule la tensiónsuperficial del agua.
9. Repetir procedimiento, pero ahora con alcohol.
10. Teniendo en cuenta los factores que pueden afectar las mediciones de las
tensiones superficiales halladas en la práctica de hoy, ¿Cuáles son esos factores?,
compare los resultados obtenidos con los valoresaceptados (tabulados).
Referencias
[1] GONZALEZ, Ibeas J. Introducción a la física y Biofísica. Alambra. Ultima Edición.
[2] CROMER, Alan H.c Física para las Ciencias de la Vida. 2 ed. : Editorial Reverte.
[3] Mc DONALDS, Burns Física para las Ciencias de la Vida y de la Salud. AddisonWesley Iberoamericana.
[4] LOBELO, Tulia, DUVA, Jaime, RODRIGUEZ, Jesús Manual de Laboratorio de
Química aplicada alas Ciencias de la Salud.
[5] NASSAR, Víctor. Química Medica aplicada a la Bioquímica. Edición 2003.
4
8
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Componente de
Área de Formación:
Componente de Aprendizaje:
BIOFISICA
Formación:Básico CIENCIAS BÁSICAS GENERALES
Institucional
Código del Componente
de Aprendizaje:
Semestre:I
Período: I
Semestre
Nombre de la práctica:
Horas Practicas: 2
Practica N° 5
FUERZAS ELASTICAS EN EL CUERPO
HUMANO. LEY DE HOOKE
INTRODUCCION
Todo cuerpo real, bajo la acción de las fuerzas aplicadas sobre él, se deforma, es
decir,varían sus dimensionesy forma. Como fuerzas de reacción aparecen fuerzas
elásticas (o recuperadoras), que se oponen a las de accióndeformante. Su origen es
el campo las fuerzas intermoleculares determinantes del equilibrio estructural del
cuerpo.
La deformación recibe el nombre de elástica, si después de cesar la acción de fuerza
el cuerpo vuelve a tomarlas dimensiones y la forma iniciales. Por su parte, los
cuerpos inelásticos son los que tras la acción deformadorano recobran su forma y
estructura iniciales (alambre de hierro dulce). Las deformaciones elásticas se
observancuando la fuerza que condiciona la deformación no supera cierto límite
(límite de elasticidad) determinado paracada cuerpo concreto.
Tomemos un resorte que en estado no deformado tiene una longitud 𝑙0 y fijemos uno
de los extremos del resorte,mientras que el alargamiento del resorte lo vamos a
examinar como la coordenada x del extremo opuesto, que secuenta desde la
posición de ésta que corresponde al resorte no deformado.
4
9
La
figura
(a)
corresponde
al
resorte
no
deformado, mientras la figura (b) corresponde al
resorte estirado. Comomuestra la experiencia,
con pequeñas deformacionesel alargamiento del
resorte
resultado
proporcional a la fuerza de tracción
ser
𝐹𝑒𝑙𝑎𝑠
(𝐹𝑒𝑙𝑎𝑠 = 𝐹𝑎𝑝𝑙𝑒 según la condición de equilibrio).
De maneraCorrespondiente, la fuerza elástica es
proporcionalal alargamiento del resorte:
El coeficiente de proporcionalidad k recibe el nombrede coeficiente de rigidez del
resorte. La afirmaciónacerca de la proporcionalidad entre la fuerza elástica yla
deformación se denomina Ley de Hooke.
La figura (c) corresponde al resorte
comprimido, porque al comprimir el resorte también surgen tensiones elásticas
pero de otro signo. Analizando las figuras (b) y (c), se pude escribir que:
porque la proyección de la fuerza elástica en el eje x y la coordenada x siempre
tienen signos opuestos. El signomenos nos indica que la fuerza siempre se opone a
la deformación. El coeficiente k es referible exclusivamente alcuerpo con el que se
experimenta, de modo que si se ensaya con el otro cuerpo, la constante adquiere un
valordiferente. Así la elasticidad se refiere a la capacidad que tiene un objeto (solido)
de regresar a su estado originaluna vez cesa la fuerza que lo ha deformado.
En el cuerpo humano el concepto de elasticidad es de suma importancia; en efecto,
las arterias son más elásticasque las venas que son más distensibles pero menos
elásticas y esta diferencia justica la función que cada vasocumple en el sistema
cardiovascular, así las arterias junto con las arteriolas son vasos de resistencias
diseñadospara soportar altas presiones y regresan a su estado normal una vez
terminada dicha presión; las venas en cambio,son vasos de capacitancia diseñados
5
para almacenar sangre, pero sometidos a altas presiones ya no regresan a suestado
0
normal. Por otra parte la resistencia de los pulmones al estiramiento depende en
parte de la elasticidad delos tejidos pulmonares, particularmente las libras elásticas.
OBJETIVO GENERAL
Determinar de manera experimental la fuerza elástica (𝐹𝑒 ) que ejerce un resorte
cuando sobre él, actúa una fuerzadeformadora (𝐹𝑔 ) y la constante (K) de elasticidad
del resorte.
MATERIALES

Base Soporte

Juegos de pesas

Muelle elicoidal (resorte)

Porta pesas

Pinzas

Regla
MONTAJE
ACTIVIDADES
5
1
ANALISIS DE DATOS
1. Construye en un plano xy la gráfica𝐹𝑔 𝑉𝑆 ΔL.
2. Es su grafica línea recta?. Si es línea recta calcule su pendiente.
3. Mediante un ajuste matemático determine la ecuación de la recta.
4. A que magnitud física corresponde la pendiente de la recta?
5. Según su gráfica, cual es la deformación del resorte si le aplicamos una fuerza de
5 N?
6. Use la ecuación de la recta encontrada en la pregunta 3 y calcule el peso y la
masa del cuerpo usado en elnumeral 6 del procedimiento. Compruebe el valor de
la masa usando la balanza.
7. La ley de HOOKE indica que la fuerza elástica es directamente proporcional a la
deformación sufrida porel resorte. Se satisface la ley de HOOKE?
Referencias
[1] FRUMENTO, Antonio. Elementos de Biofísica. Tercera Edición. Idoyma.
Barcelona 1995.
[2] SIMON G.G. Mac DONALD, DESMOND M.BURNS Física para las ciencias de la
vida y de la salud.
Ed.: Addison-Wesley Iberoamericana, S.A. 1989.
[3] CROMER, Alan H.cFísica para las Ciencias de la Vida. 2 ed. : Editorial Reverté5
2
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Formación:Básico CIENCIAS BÁSICAS GENERALES
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de Aprendizaje:
Semestre:I
Período: I
Semestre
Nombre de la práctica:
CALORIMETRIA EN SOLIDOS Y
Horas Practicas: 2
Practica N° 6
LIQUIDOS
INTRODUCCION
Cuando el calor (Q) está asociado a un cambio de temperatura infinitesimal dT , lo
llamamos dQ. La cantidadde calor (Q) necesaria para elevar la temperatura de una
masa (m) de un cierto material de T1 a T2 esaproximadamente proporcional al
cambio de temperatura ΔT = T2 - T1 y a la masa (m) del material.
Si calentamos agua para hacer café, necesitamos el doble de calor para dos tazas
que para una, si el intervalo detemperatura es el mismo. La cantidad de calor
requeridatambién depende del material; Por ejemplo se requieren4190 J de calor
para elevar la temperatura de 1 kg de agua en un 𝑜𝐶 pero solo 910 J para elevar en
un grado latemperatura de 1 kg de aluminio, de lo anterior se desprende que:
Q = c x m x ΔT
Donde,
Q = es el calor requerido para cambiar la temperatura de la masa (m)
c = la capacidad calorífica del material. Este valor difiere para cada material.
Nota: La capacidad calorífica del agua es aproximadamente 4190
𝐽
𝐾 𝑔°𝐶
o1
𝐶𝑎𝑙
𝑔°𝐶
:
La capacidad calorífica tiene que ver con las propiedades internas de los materiales,
5
ya que a ella contribuyen los electrones que forman parte de los átomos del material,
3
como también es el caso de los sólidos, las oscilacionesque presenta la estructura
cristalina. En el caso de los gases, la capacidad calorífica tiene que ver con la
dinámicade las partículas que forman parte del gas.
El principio de equilibrio térmico dice que cuando dos sistemas ó sustancias, a
diferentes temperaturas, se ponenen contacto dentro de un recipiente aislado,
alcanzaran finalmente la misma temperatura como resultado de latransferencia de
energía térmica de los cuerpos calientes a los frascos.
La calorimetría es la medida de la cantidad de calor y tiene por objeto medir las
cantidades de calor desprendidaso absorbidas por los cuerpos en los intercambios
de energía calórica; en consecuencia permite conocer el calorespecífico o los
calores de transformación de una sustancia, o la temperatura final de una mezcla.
El calor específico de una sustancia es la cantidad de calor que es necesario
suministrar a una unidad de masade dicha sustancia para elevar su temperatura en
un grado. Así por ejemplo el calor específico del platino es0; 032
𝐶𝑎𝑙
𝑔°𝐶
, significa que
un gramo de platino necesita de 0,032 calorías las para elevar en 1 oC su
temperatura.
OBJETIVOS
1. Reforzar los conceptos de calor, temperatura y equilibrio térmico y su aplicación
en los mecanismos de latermorregulación corporal.
2. Adquirir destreza en el manejo del calorímetro.
3. Determinar experimentalmente el calor especifico de un sólido (metal).
MATERIALES


Solido (metal) problema: Cubo de
1 cm de cobre o aluminio.

Calorímetro de mezclas con sus
accesorios: agitador, termómetro y
tapa aislante.
Agua

Trípode con malla de asbesto

Balanza

Mechero de Bunsen

Beaker de 100 cm3

Hilo para sujetar muestra
5
4
PROCEDIMIENTO
Si deseamos determinar el calor especifico (C) de un sólido de masa (m), el curso de la
experiencia incluye lossiguientes pasos o etapas:
1. Determínese la masa (Mp) del calorímetro (recipiente interior) que tiene su calor
especifico (Cp).
2. Viértase en el calorímetro (recipiente interior) una cierta cantidad de agua de masa M,
y determínese la masa del calorímetro con agua (Mq)
3. Mídase la temperatura del agua (y recipiente interior) t1.
4. Determínese la masa (m) del solido problema y sumérjase durante 10 minutos en
agua en ebullición.
5. Mídase la temperatura (t2) del agua en ebullición, la misma del solido problema, y en
forma rápida páseseel sólido al calorímetro con agua y temperatura t1, tápese.
6. Agítese constantemente el sistema hasta observar la temperatura de equilibrio t, que
alcanza el sistema𝑡1 < t <𝑡2
CALCULOS
1. Hallar la masa del agua utilizada: M = Mq- Mp
2. Aplicando la ley fundamental de la calorimetría _Q = 0, es decir,Q1 + Q2 + Q3 = 0
Donde
Q1 = calor perdido por el cuerpo problema
Q2 = calor ganado por el agua
Q3 = calor ganado por el calorímetro
Se tiene que
Despejando para el cuerpo problema
donde
Cp= Calor especifico del material del calorímetro.
5
5
3. Hallar el porcentaje de error, cometido en la práctica, previa consulta del calor
Especifico tabulado o teórico del solido problema.
Referencias
[1] STROTHER, G.K. Física aplicada a las Ciencias de la salud. Ed.: Mc. Graw Hill.
Altima edition.
[2] CROMER, Alan H.cFísica para las Ciencias de la Vida. 2 ed. : Editorial Reverté.
5
6
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Programa:NUTRICION Y DIETETICA
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Componente de
Área de Formación:
Componente de Aprendizaje:
BIOFISICA
Formación:Básico CIENCIAS BÁSICAS GENERALES
Institucional
Código del Componente
de Aprendizaje:
Período: I
Semestre
Horas Practicas: 2
Semestre:I
Nombre de la práctica:
Practica N° 7
LENTES CONVERGENTES Y DIVERGENTES
INTRODUCCION
Una lente es todo medio transparente limitado por dos superficies curvas o por una
curva y una plana. Se hacende discos circulares de diversos materiales que se tallan y
pulen hasta que adquieran la forma deseada. Hay dostipos básicos de lentes simples:
convergentes (convexas) y divergentes (cóncavas).
Las lentes emplean el fenómeno de la refracción de la luz, de modo que para lentes
esféricos los rayos de luz queinciden paralelos al eje principal (línea imaginaria
perpendicular a la lente en su centro), al refractarse se dirigenHacia la parte más gruesa
de la lente. Es por ello que las lentes convergentes son más gruesas en el centro que
enlos bordes y las cóncavas (divergentes) más delgadas en el centro que en los bordes.
Las imágenes que se producen cuando un objeto se sitúa frente a una lente pueden ser
reales (proyectarles enuna pantalla) o virtuales (no pueden recogerse en pantalla). Las
imágenes reales se producen por cortes de losrayos emergentes (los que salen de la
lente) y las virtuales se producen por cortes de prolongaciones de los rayosemergentes.
El ojo humano es un sistema complejo de lentes ya que la luz que llega a el mismo debe
pasar pordistintos medios refringentes antes de enfocarse en la retina. Si el ojo humano
es emétrope (normal) las imágenesque produzcan lentes externas, reales o virtuales,
deben formarse como reales en la retina.
La fórmula de Descartes, aplicada a lentes delgadas, es
1
𝑑𝑜
+
1
𝑑𝑖
1
5
7
= 𝑓 donde do y di son
respectivamente, la distanciaobjeto y distancia imagen con relación a la lente y f es la
distancia focal (distancia entre la lente y el foco). Laecuación de las lentes o formula de
Descartes se aplica tanto a lentes convergentes como a las divergentes siempre que se
siga una cierta convención de signos, de acuerdo al autor del libro o capítulode óptica
correspondiente.Así una posible convención es:
1. f tiene valor positivo para lentes convergentes y negativo para lentes divergentes
2. di es positivo si la imagen es real y negativo si es virtual.
3. do es positivo si el objeto es real.
Para una lente delgada el aumento lineal está dado por: M =
𝑡𝑎𝑚𝑎 ñ𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑖𝑚𝑎𝑔𝑒𝑛
𝑡𝑎𝑚𝑎 ñ𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑜𝑏𝑗𝑒𝑡𝑜
=
𝑕𝑖
𝑕𝑜
con
el
signo negativo paradistinguir entre los objetos derechos e invertidos y las imágenes de
acuerdo con la siguiente regla: El signo positivo
se utiliza para imágenes y objetos derechos; el negativo se utiliza cuando uno de los dos
es invertido. La potencia o poder de refracción de una lente en dioptrías se define como
1
el inverso del valor numérico de ladistancia focal en metros. Así𝑃𝑅 = 𝑓 , donde f debe
estar en metros (m). Vemos que una lente muy \potente"tiene una distancia focal muy
pequeña. El ojo humano (emétrope) tiene un sistema de lentes con una potencia de59 a
60 dioptra positivas.
OBJETIVOS
1. Distinguir las lentes convergentes de las divergentes.
2. Calcular o verificar experimentalmente la distancia focal de una lente convergente.
3. Determinar las distancias objeto (do) e imagen (di), en cada uno de los casos, al situar
un objeto a diferentesDistancias de una lente convergente.
4. Calcular el aumento producido por la lente para diferentes distancias del objeto frente
a la lente.
5. Calcular o verificar experimentalmente la potencia de una lente convergente.
MATERIALES


Lente convergente +28

Dos (2) bancos ópticos de 50 cm
cada uno _o uno de 100 cm
Pantalla de proyección (1)


Lámpara de proyección (1)



Porta placas (1)
Placa de una ranura en L (1)

Lente convergente +15 _o de
potencia positiva desconocida
Lente divergente �15 _o de
potencia negativa desconocida
Regla (auxiliar) de madera
5
8
PROCEDIMIENTO Y ANALISIS
1. Se disponen los elementos como lo indica la Figura 1:
2. Prenda la fuente luminosa, teniendo en cuenta la alineación correcta de los
elementos con la lámpara deproyección en 8 y la lente + 28 en 15 y coloque la lente
convergente + 15 en varias posiciones con respecto alobjeto (ranura en L) que debe
permanecer fijo. Ajuste en cada caso la posición de la pantalla hasta recogeruna
imagen nítida. Existe un rango en la posición de la pantalla dentro del cual se
observa la imagen.
3. Mida las distancias do y di y observe las características de la imagen en cada
caso.
4. Calcule la distancia focal, aplicando la ecuación de las lentes en cada caso
particular.
5. Calcule el aumento de la lente en cada caso particular.
6. Calcule el poder de refracción _o potencia de la lente en cada caso particular.
7. Llene la tabla siguiente, de acuerdo a las mediciones y cálculos realizados.
MEDICION
𝒅𝒐
𝒅𝒊
f
M(aumento)
𝑷𝑹
𝟏𝒂
𝟐𝒂
𝟑𝒂
𝟒𝒂
Tabla 1
5
Con los elementos en la misma disposición repita el numeral 2 cambiando la lente9
convergente de + 15 por una divergente de - 15. ¿Queobservo? ¿Queconclusión
obtiene?
9. Comente los resultados obtenidos en la columna de f en la tabla 1.
10. Comente los resultados obtenidos en la columna de PR en la tabla 1.
11. De acuerdo con la tabla 1 en cual medici_on la imagen registra un mayor
aumento? ¿Porque?.
12. Si el sistema de lentes que constituye el ojo humano se reemplazase por una
sola lente ¿Qué tipo de lenteserá y cuanto su distancia focal? (Tenga en cuenta la
introducción de esta práctica)
Referencias
[1] SIMON G.G. Mac DONALD, DESMOND M.BURNS Física para las ciencias de la
vida y de la salud.
Ed.: Addison-Wesley Iberoamericana, S.A. 1989.
[2] CROMER, Alan H.cFísica para las Ciencias de la Vida. 2 ed. : Editorial Revert_e.
[3] STROTHER G.K. Física aplicada a las ciencias de la salud. Mc Graw
Hill.Ultimaedition.
6
0
ANEXOS
53
BALANZA MECÁNICA OHAUS
Equipo que nos permite medir la masa de un cuerpo o sustancia utilizando
como medio de comparación la fuerza de la gravedad que actúa sobre el
cuerpo, esta balanza es de tipo mecánica que dispone de un platillo de carga en
la parte superior el cual es soportado por una columna que se mantiene en
posición vertical.
INSTRUCTIVO DE USO
1. Coloque la balanza sobre una base estable. Observe que en el lugar elegido no
se produzcan vibraciones mecánicas y circulaciones o corrientes de aire.
2. Coloque el objeto que va a medir su masa en el centro de la plataforma
izquierda.
3. Comenzando por el brazo de mayor capacidad (200 g), mueva la pesa hacia la
derecha hasta la primera muesca lo que hará caer el indicador, luego
hágala retroceder una muesca, haciendo que el indicador suba.
4. Repita el procedimiento con la pesa de (10 g) hasta la posición que
ubique el indicador en cero.
5. El peso del objeto es la suma de los valores de todas las posiciones
de los valores de todas las posiciones de pesa, leídas directamente en los
brazos graduados.
EQUIPO DE ÓPTICA
El equipo de óptica dispone de los elementos necesarios para llevar a cabo
diferentes
demostraciones
de
óptica.
Consiste
de
un
banco
de
óptica
metálico, pantalla, lámpara, así como lentes de diferentes longitudes focales.
INSTRUCTIVO DE USO
1. Identificar y ubicar en la mesa de trabajo los elementos que se van a
emplear en la experiencia de óptica.
2. Realizar montaje de acuerdo a la actividad académica practica.
3. Atender las orientaciones del profesor y seguir las actividades descritas
para el desarrollo de la actividad académica practica.
4. Guardar los elementos usados en la experiencia.
LEYES DE LA PALANCA
El equipo de Leyes de la Palanca dispone de los elementos necesarios para llevar
a cabo diferentes demostraciones de la estática. Consiste de un banco de
elementos metálico, pinzas, soportes y pesas.
INSTRUCTIVO DE USO
1. Identificar y ubicar en la mesa de trabajo los elementos que se van a
emplear en la experiencia de óptica.
2. Realizar montaje de acuerdo a la actividad académica practica.
3. Atender las orientaciones del profesor y seguir las actividades descritas
para el desarrollo de la actividad académica practica.
4. Guardar los elementos usados en la experiencia.