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Trabajo Práctico Nro. 2 de Física
Equilibrio en una palanca
Introducción: Utilizando el dispositivo de la figura investigaremos qué carga móvil es necesario colocar y a qué distancia del punto "O" para que la barra se mantenga horizontal, cuando se ha colocado en ella una carga fija "A".
Trataremos aquí de establecer una hipótesis y de comprobarla analizando las siguientes variables:
a) Fuerza " F".
b) Distancia "d"
Utilizaremos gráficos y los errores necesarios para que nuestras conclusiones sean lo más generales posibles.
O A B Carga Fija Carga Móvil
Material Utilizado:
• Barra horizontal que puede girar alrededor de un eje fijo
• Pesas (en forma de ganchos)
• Carga fija
• Cinta métrica
Lo primero que hicimos fue conseguir el material adecuado y realizar las medidas correspondientes. Para ello, colocamos en el punto "A" de la barra horizontal una carga fija de 20 g y en el punto B una carga móvil. Esta carga móvil tuvo una carga inicial de 10 g , luego de 20 g y así sucesivamente hasta llegar a los 60 g . Las distintas cargas que se le accionaron, repercutieron en la posición de esta con respecto a OB pues de otra forma la barra horizontal no se hubiese mantenido en equilibrio.
Para realizar las medidas colocamos la carga fija (20 g) en OA a 12, 5 cm del punto "O". Luego para equilibrar la balanza colocamos la carga móvil (10 g) en OB a 24, 4 cm
F (g) |
eF (g) |
d (cm) |
ed (cm) |
10 |
1 |
24, 4 |
0,1 |
20 |
2 |
12, 5 |
0,1 |
30 |
3 |
8, 2 |
0,1 |
40 |
4 |
6, 1 |
0,1 |
50 |
5 |
4, 9 |
0,1 |
60 |
5 |
4 |
0,1 |
Ejemplo de la primer línea ... la carga móvil se desplazo a una distancia de 24, 4 cm (con un
error de 0,1 cm) con respecto al punto "O"
Con una
fuerza de 10 g y un error de 1 g
...
Al observar estas variables ( "d" y "F") decidimos hacer un gráfico ya que teníamos la impresión de que existía una función indirectamente proporcional. De esta forma establecimos una hipótesis: La fuerza aplicada es indirectamente proporcional a la distancia de la carga móvil con respecto de punto "O" .
Entonces fijándonos en los valores de nuestra tabla sacamos 6 constantes pues habíamos realizado 6 medidas:
10 g . 24, 4 cm = 244 g.cm
K = Constante Una vez sacada cada K
decidimos sacar la kp. Par ello sacamos el
promedio de las K.
20 g . 12, 5 cm = 250 g.cm
30 g . 8, 2 cm = 246 g.cm
40 g . 6, 1 cm = 244 g.cm
50 g . 4, 9 cm = 245 g.cm
60 g . 4 cm = 240 g.cm
244 g.cm + 250 g.cm + 246 g.cm + 244 g.cm + 245 g.cm + 240 g.cm =244, 83g.cm
6
Luego sacamos el error residual:
244, 83 g.cm - 244 g.cm= 0,83
244, 83 g.cm - 250 g.cm= -5,17
244, 83 g.cm - 246 g.cm= -1,17
244, 83 g.cm - 244 g.cm= 0,83
244, 83 g.cm - 245 g.cm= -3,17
Error
relativo: 5,17 . 100 = 2% 244,83
El
error relativo es muy chico esto nos indica que no solo el error absoluto
es chico sino que el método que utilizamos para sacar las constantes fue
correcto.
244, 83 g.cm - 240 g.cm= 4,83
Conclusiones:
• Entonces si F . d = K F = K : d (regla general)
• F= (244,83 ± 5,17) : d (para nuestra balanza)
• El método utilizado en esta experiencia nos podrá servir para cualquier otra relación que nos parezca indirectamente proporcional. O sea que no solo hemos analizado qué carga móvil es necesario colocar y a qué distancia del punto "O" para que la barra se mantenga horizontal, cuando se ha colocado en ella una carga fija "A" que hemos establecido una forma (gráfica y analítica) de calcular la constante de proporcionalidad entre dos variables indirectamente proporcionales.
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