UNIVERSIDAD D E COLIMA
DIRECCIÓN GENERAL DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR
CUADERNO DE PRÁCTICAS DE FÍSICA II
Colima, Col . Enero del 2003
1
PREFACIO
En este manual de prácticas los experimentos ilustran los conceptos
presentados en el curso.
Este cuaderno cuenta con 15 prácticas en las cuales la metodología
didáctica se adecua al enfoque actualmente seguido en este nivel para la
enseñanza de la física.
Por ello se pretende la organización y participación activa del alumno de
manera progresiva, tratando de conducir al alumno a los resultados esperados.
Por tal motivo durante el desarrollo experimental de cada práctica se pide al
alumno hipótesis y predicciones buscando que razone confrontando sus
reflexiones con los resultados obtenidos en cada paso del desarrollo.
Estas prácticas son el resultado del trabajo colegiado de los profesores de
física de las tres delegaciones de nuestra Universidad de colima.
Academia de física
2
CONTENIDO
Volumen desplazado y densidad
Principio de Arquímedes
Presión y fuerza
Ondas
Calor específico del agua
Calor específico de los clavos
Dilatación de la materia
Convección
La ebullición es un proceso de enfriamiento
Carga eléctrica
Campo eléctrico
Circuitos en serie y paralelo
Circuitos en serie,paralelo y mixtos
Campo magnético
3
PRACTICA NÚMERO 1
VOLUMEN DESPLAZADO Y DENSIDAD
Objetivo: Explorar el método de desplazamiento de líquido para calcular
volúmenes de objetos irregulares y comparar sus masas con sus volúmenes.
Material empleado:
 Dos envases de película de 53mm ( o tubos de ensayo con tapon ): uno de
ellos esta lleno de balines y el otro contiene un tornillo o tornillos para que el
envase se hunda cuando se coloque en agua.
 Balanza granataria
 Cordel
 Probeta graduada
 Agua
 Cinta adhesiva
 tuercas de acero de diferentes tamaños
 trozo de hierro con forma irregular
 vaso de precipitado de 1000 ml
Ideas previas.
Si introduces 2 tubos de ensayo de la misma forma , pero diferente masa
¿ cuál De los dos desplazará más líquido. Explica ampliamente tu respuesta
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____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
Consideraciones teóricas:
El volumen de un prisma rectangular es fácil de calcular. Simplemente se
mide su longitud, su anchura y su altura. Luego, se multiplica la longitud por la
anchura y por la altura. Pero, ¿Cómo harías para calcular el volumen de un objeto
de forma irregular, como un tornillo o una piedra? Una forma es usar el método de
desplazamiento. Sumerge el objeto en agua y mide el volumen de agua
desplazada, o que se movió a alguna parte. Este volumen es también el volumen
del objeto. Si divides la masa del objeto entre su volumen. El resultado es una
importante propiedad del objeto: su densidad
Parte A
Desarrollo Experimental
Paso 1: Tu profesor ha preparado dos envases de película o tubos de ensayo para
ti .
4
Cada uno tiene atado un trozo de cuerda. Usa una balanza para determinar
la masa de cada uno.
masa del envase más ligero =
masa del envase más pesado =
Dibujo 1.1
Paso 2: Coloca una tira de cinta adhesiva verticalmente en el nivel de agua de una
probeta graduada llena de agua hasta 2/3 de su volumen total. Marca el nivel del
agua en la cinta. Sumerge el envase ligero en el agua. Observa cómo se eleva el
nivel de agua. Marca en la cinta el nuevo nivel de agua. Saca del agua el envase.
Dibujo1.2
probeta con agua
Paso 3: Haz una predicción de cuál será el nivel para el envase más pesado
cuando se sumerja. ¿Crees que será menor, igual, o mayor que1a elevación del
nivel de agua para el envase más ligero?
Paso 4: Prueba tu predicción sumergiendo el envase más pesado.
Escribe tus descubrimientos.
Descubrimientos
Análisis:
Predicción:
5
1. ¿Cómo fueron, comparativamente, las cantidades de agua desplazadas por
cada envase?
2. ¿La cantidad de agua desplazada por un objeto sumergido depende
de su masa? ¿O depende del volumen del objeto?
Parte B
Procedimiento:
Paso 5: Mide las masas de cinco tuercas de diferente tamaño y luego
Mide sus volúmenes usando el método de desplazamiento. Anota tus datos en la
tabla de datos A. Usa una probeta de graduación pequeña
Numero de pernos Masa (g) Volumen (ml) (g/ml o g/cm3
)
1
2
3
4
5
Paso 6: para cada perno, divide la masa entre el volumen y anota los resultados
en la ultima columna de la tabla de datos A
Análisis:
3. ¿Cómo son las relaciones masa/volumen de cada uno de los pernos, en
términos comparativos?
6
4. ¿Esperarías que la relación masa/volumen fuera la misma en pernos de
metales diferentes?
5¿Qué nombre recibe la relación de masa entre volumen? (Escribe el nombre de
esta relación sobre la última columna de la tabla de datos A.)
Cuestionario:
Imagina que vives en la antigua Grecia durante la época de Arquímedes. El
rey ordeno que le hicieran una nueva corona de oro puro; sin embargo, está
preocupado por la posibilidad de que orfebre lo haya timado, reemplazando una
parte de oro por otros metales menos preciosos. Entonces te piden que expliques
un método para saber, sin dañar la corona, si el rey fue engañado o no.
Por desgracia, tu escuela no puede proveer una corona de oro para que realices
esta actividad. Un trozo de hierro, menos valioso, simulara la corona.
Explica ampliamente lo que piensas hacer.
7
Conclusión:
__________________________________________________________________
Nombre del alumno: _____________________________________________
Fecha__________________________________________________________
Revisó_________________________________________________________
8
PRACTICA NÚMERO 2
PRINCIPIO DE ARQUIMIDES
Objetivo:
Introducción al principio de Arquímedes y el principio de flotación.
Material empleado:
Dinamómetro
Balanza
Cordel
Piedra o masa con gancho
Vaso de precipitado graduado de 1000 ml
Probeta de 500 ml
Recipiente transparente
Agua
Cinta adhesiva
Vaso de unicel
plastilina
Barco de juguete
Objetos de diferentes masas
Ideas previas:
¿ Qué crees que es lo que determina que un objeto se hunde o flota en el
agua. Explica
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_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________
El agua que desplaza un objeto que se sumerge. ¿ depende de la masa del
objeto sumergido o del volumen .
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_________________________________________________________
Consideraciones teóricas:
Un objeto sumergido en agua ocupa espacio y empuja agua a un lado para
ocupar ese espacio. Se dice que el agua ha sido desplazada.
9
Resulta interesante que el agua que ha sido desplazada empuja también al objeto
sumergido. Por ejemplo, si el objeto empuja un volumen de agua cuyo peso
equivale a 10 N, y la desplaza, el agua reacciona devolviendo al objeto el mismo
empuje de 10 N. En este experimento investigaras qué es lo que determina
que un objeto se hunda o flote en agua
Desarrollo experimental.
Paso 1: Usa un dinamómetro para determinar el peso de un objeto (piedra o masa
con gancho) primero en aire y luego bajo el agua. La diferencia en pesos es la
fuerza de flotación. Anota los pesos y la fuerza de flotación.
Peso de objeto en el aire: Peso aparente del objeto en agua:
Fuerza de flotación sobre el objeto:
Paso 2. Diseña un experimento para determinar el volumen del agua desplazada
por el objeto. Anota el volumen del agua desplazada.
Calcula la masa y el peso de ese volumen de agua. (Recuerda que 1ml de agua
tiene una masa de 1g y un peso de 0.01 N).
Volumen de agua desplazada:
Masa del agua desplazada:
Peso del agua desplazada:
1. ¿Cómo es la fuerza de flotación sobre el objeto sumergido, en comparación con
el peso del agua desplazada?
10
Paso 3. Determina la masa de un vaso de unicel con una balanza, y anota la
masa en la tabla de datos A. ( puedes tomar la masa del vaso como 1 gr. )
Nota: para simplificar los cálculos, de aquí en adelante en este experimento
medirás y determinaras las masas, sin calcular los pesos equivalentes. Sin
embargo, no olvides que un objeto flota gracias a la fuerza de flotación. Esta
fuerza es causada por el peso del agua desplazada:
Mide el volumen del agua desplazada cuando el vaso flota. ( si te es difícil
determinarlo tómalo como un ml. )
Anota en la tabla de datos A el volumen y la masa del agua desplazada.
Objeto Masa (g) Volumen del
agua desplazada
(ml)
Masa del agua
desplazada (g)
Vaso de Unicel 1 gr 1 ml 1 gr
Vaso de Unicel y
masa = 50g
Esfera de
plastilina de 50
gr.
Plastilina flotante
2. ¿Qué relación hay entre la fuerza de flotación ejercida sobre cualquier objeto
que flota y el peso del propio objeto?
3. ¿Cómo es la masa del vaso que flota en comparación con la masa del agua
desplazada?
4. ¿Cómo es la fuerza de flotación sobre el vaso en comparación con el peso del
agua desplazada?
11
Paso 4: Coloca una masa dentro del vaso de modo que el vaso más la masa sea
igual a 50 gr. Coloca el vaso con la masa. Dentro de un vaso de precipitado de
1000 ml. Con 700 ml de agua. Mide el volumen de agua desplazada y calcula su
masa ( recuerda que 1 gr es igual a 1 ml). Y anota estos valores en la tabla de
datos A.
5. ¿Cómo es la fuerza de flotación combinada sobre la madera y la masa de 50g,
en comparación con el peso del agua desplazada?
Paso 5: Forma una esfera de plastilina de 50 gr. Colocala en el vaso de
precipitado con agua a 700 ml. Mide el volumen de agua que la esfera desplaza
cuando se hunde hasta el fondo. Calcula la masa del agua desplazada y anota
todos los volúmenes y masas en la tabla de datos A.
6. ¿Cómo es la masa del agua desplazada por la plastilina, en comparación con la
masa de la plastilina?
7. ¿La fuerza de flotación sobre la plastilina sumergida es mayor, igual o menor
que su peso en el aire? Explica.
12
Paso 6: Extrae la plastilina del fondo del recipiente y moldéala para darle una
forma que le permite flotar. Dibuja o describe esa forma.
Mide el volumen de agua desplazada por la plastilina que flota.
Calcula la masa del agua y anota su valor en la tabla de datos A
8. ¿La plastilina desplaza más, menos o la misma cantidad de agua cuando flota
que cuando se hunde?
9. ¿La fuerza de flotación sobre la plastilina que flota es mayor, igual o menor que
su peso en aire?
10. ¿Qué puedes concluir del peso del agua desplazada por un objeto flotante, es
comparación con el peso del objeto en el aire?
Cuestionario:
Supón que estas a bordo de un barco que flota en una esclusa. Si arrojas por la
borda una tonelada de ladrillos,el nivel del agua en la esclusa ¿subirá,
descenderá o permanecerá igual? Escribe a continuación tu respuesta.
13
Problema: Coloca un barco de juguete con “carga” (por ejemplo una o dos masas
de 100g) en un recipiente lleno de agua, hasta una profundidad mayor que la
correspondiente a la altura de las masas. Marca e indica los niveles del agua en
cinta adhesiva adherida al recipiente y a los costados del barco. Saca las masas
del barco y sumérgelas en el agua.
Marca e indica los niveles del agua.
¿Qué le pasa al nivel de agua en el costado del barco cuando sumerges la carga
en el agua?
Si un gran buque de carga navega poco hundido en el agua, ¿esta transportando
una carga relativamente pesada o ligera?
¿Qué le pasa al nivel del agua en el recipiente cuando colocas la carga en el
agua? Explica por qué sucede esto.
¿Qué pasara con el nivel del agua en la esclusa cuando los ladrillos se arrojen por
la borda?
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Conclusiones:
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
___________________________________________________
Nombre del alumno._______________________________________________
Fecha.__________________________________________________________
Revisó._________________________________________________________
15
PRÁCTICA NÚMERO 3
PRESIÓN ATMOSFERICA
Objetivo:
Comprobar la presión atmosférica
Material:
Parrilla o mechero
Agua
Lata de refresco vacía
1 Vaso
1.5m Manguera transparente1 Botella de refresco desechable
1 Globo
1 Pedazo de cartón o cartulina
1 Cuba o cubeta
Tubo de ensayo chico
1 agua
Ideas Previas:
¿ Qué es la presión atmosférica?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
¿Aproximadamente cuántos kg de aire hay en este salón?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
Consideraciones teóricas:
Vivimos en el fondo de un océano de aire. la atmósfera como el agua de un
lago , ejerce presión. Y tal como el peso del agua es la causa de la presión en el
agua, el peso del aire es la causa de la presión atmosférica. Estamos tan
acostumbrados al aire invisible que a veces olvidamos que tiene peso.
16
En esta práctica realizaras actividades donde comprobarás que la presión
es la responsable de un gran numero de fenómenos que suceden todos los días.
Desarrollo experimental:
PARTE A:
Haz hervir una pequeña cantidad de agua en el interior de la lata de aluminio.
Usando unas pinzas o un guante de asbesto , inviértela rápidamente y metela en
un cazo de agua fría.
Dibujo 3.1
Lata con agua hirviendo
introduciendo la lata invertida
1.- Explica lo que sucede y por que sucede.
PARTE B.
17
Galileo fue de los primeros en observar que el aire
tiene peso, pero no fue sino años mas tarde cuando su
ayudante Evangelista Torricelli, pudo encontrar una
forma de medir esta presión.
Utilizo un tubo de aproximadamente 2 metros de largo, lo lleno de mercurio y lo
volteo sobre un recipiente, pudo observar que el nivel del mercurio siempre se
mantenía al nivel de 76 cm sobre el nivel del mercurio de la cubeta, por lo tanto
hizo la siguiente afirmación “ es claro que la altura del mercurio es una medida
directa de la presión atmosférica que actúa sobre el aparato. Torricelli había
construido el primer barómetro de mercurio.
PASO 1 Con un trozo de globo, haz dos globos pequeños succionando con
la boca, los globos deben ser de un tamaño tal que se puedan
introducir en la boca de la botella de refresco, como se ve en la
figura 3-2,llena la botella de agua hasta el máximo nivel y con los
globos adentro comprime las caras de la botella y observa que les
sucede.
18
FIG. 3-2
FIG.3-3
¿Por qué cambian de volumen los globos?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
¿Cómo explicas el comportamiento de la compresión?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
PASO 2 Con la botella de plástico construye un buzo cartesiano como en la
figura 3-2. Para esto llena totalmente la botella con agua e introduce
invertido un tubo de ensayo pequeño con agua suficiente en su interior
para que flote parcialmente, tapa la botella con su tapón y ahora observa
el comportamiento del tubo cuando presionas caras de la botella.
Describe lo que sucede
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
¿Cómo explicas que el volumen del aire encerrado en el tubo se reduzca al
aplicarle presión a la botella?
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__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
PASO 3 . Llena un vaso hasta el tope de agua tápalo con un pedazo de cartulina
y gira el vaso de manera como se observa en la figura 3.
¿Qué sucede si sueltas la tapa de cartulina? Explica
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
PASO 4 Haz un orificio en la parte inferior en un costado de la botella,
posteriormente llena la botella de agua, formando un chorro delgado,
ahora deja caer la botella a una altura prudente.
¿Qué sucede al chorro mientras cae la botella?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
¿Qué sucede al chorro si tapas con tu mano la boca de la botella? Explica
20
FIGFIGUR FIGURA 4
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
¿Qué sucede al chorro si la lanzas hacia arriba?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
PASO 5 Con ayuda de un clavo o aguja haz cuatro orificios a la botella
aproximadamente como se ve en la figura 3-5-. Llena la botella de
agua hasta el tope y observa que sucede. Explica
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
PASO 6 En la figura 3-6 la manguera trasparenta se llena, se tapa y sus extremos
se colocan como se muestra, y se sueltan. El liquido se sifonea hasta
que el recipiente de la izquierda se vacía o los dos niveles se igualan
¿Qué lo hace funcionar?
EXPLICA
21
FIGURA3-5 FIG 3-6
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Cuestionario:
PROBLEMA
Un joven llamado Blaise Pascal demostró que el nivel de un barómetro bajaba
en la cumbre de una montaña de 3200 pies de altura, la columna de mercurio
tenia unas 3 pulgadas menos que antes de subirla ¿Qué explicación das a este
fenómeno?
EXPLICA
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
conclusiones:
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Nombre del Alumno__________________________________________________
Fecha_____________________________________________________________
Revisó____________________________________________________________
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PRACTICA NÚMERO 4
. PRESIÓN Y FUERZA.
Objetivo:
El alumno debe comprender la diferencia entre presión y fuerza ya que una es
indispensable de la otra, así como la importancia del área sobre la cual actúa
dicha fuerza.
Material:
- Una bolsa negra (de basura tamaño jumbo).
- Una aspiradora.
- Una tabla de 30 cm. de diámetro
Ideas previas:
¿Cuándo la masa de un cuerpo se coloca sobre el plato de una bascula
esta tiene un valor, y si la misma masa se concentra en una área menor, su
valor será menor igual o mayor? SI( ) NO( )
____________________________________________________________
__________________________________________________________
¿La presión depende del área? Si( ) No ( )
porque_________________________________________________________
_______________________________________________________________
___________________________________________________
¿Siempre que se diga que un cuerpo recibe una presión, hay una fuerza de por
medio? Si( ) No( )
porque_________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
_______________________________________________
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¿Una hoja extendida cae con menor velocidad cuando esta extendida que cuando
esta empuñada?
Si( ) No ( )
porque____________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
___________________________________________________________.
Consideraciones teóricas:
La presión indica la relación entre fuerza aplicada y el área sobre la cual actúa. En
cualquier caso en que exista presión, una fuerza actuara en forma perpendicular
sobre una superficie. Matemáticamente la presión se expresa por:
P = F/ A
La expresión matemática de la presión indica que: cuanto mayor será la fuerza
aplicada, mayor será la presión para una misma área; así pues cuando la fuerza
aumenta al doble, también la presión se incrementa en la misma proporción, es
decir, al doble; si la fuerza aumenta al triple, la presión se incrementa al triple,
siempre y cuando el área sobre la que actúa la fuerza no varié.
En conclusión la fuerza es directamente proporcional a la presión, y esta es
inversamente proporcional al área. Por ejemplo un ladrillo ejerce menor presión
sobre el suelo si se coloca por una de sus caras de mayor área, que si se pone
por una de menor.
CONSIDERACIÓN: La expresión matemática de la presión indica que a mayor
fuerza aplicada, mayor presión, y a mayor área sobre la cual actúa la fuerza,
menor presión.
P =F/A O P = F/S P = presión (N/M2
)
F = fuerza (N)
A = área (M2
)
S = superficie (M2
)
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Desarrollo experimental:
Paso 1: Se extiende la bolsa en el piso, se sube la persona a la bolsa, después se
conecta la aspiradora asiendo la función de compresora, se debe de cuidar de
que no exista ninguna fugas de aire entre la manguera y la boca de la bolsa.
Cuidando que la persona se coloque exactamente en el centro de la bolsa y no se
caiga.
Paso 2: Repita el procedimiento anterior pero ahora colocando sobre la bolsa una
tabla de aproximadamente 60 cm. de Diámetro que le sirva de base a la persona
para que tenga una mayor área de apoyo y observa.
SIN TABLA
Con tabla sin tabla
ANÁLISIS:
¿Que te hizo comprender el experimento?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
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¿Que fue lo que te causo mas asombro del experimento?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
¿Que no quedo completamente entendido?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
cuestionario:
¿Por qué flota un barco a pesar de que tiene grandes dimensiones?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_______________________________________________________.
¿Qué pasa cuando se agarra un lápiz entre los dedos pulgar e índice y se le
aplica una fuerza, de que lado lastima más del lado del borrador o de lado de la
punta?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
.
¿Menciona 3 ejemplos de la vida cotidiana donde este principio de la presión sea
aplicado?
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__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Nombre del alumno:____________________________________
Fecha: _____________________________________________
.
26
Revisó________________________________________________
PRÁCTICA NÚMERO 5
ONDAS
Objetivo.
Observar el movimiento ondulatorio y los elementos que forman a las ondas, así
como la construcción de un péndulo.
material
1 soporte universal con nuez
1 cronómetro o reloj
3 hilos de diferentes medidas 50 cm, 35cm, 20 cm.
3 objetos de aproximadamente el mismo tamaño, pero diferente peso.
1 transportador
1 cuerda elástica de 3m de largo
5 trozos de tela y papel
1 recipiente plano y extenso
Ideas previas.
En esta actividad experimental construirás un péndulo, ¿qué idea tienes sobre lo
que es un péndulo?
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__________________________________________________________________
¿a que se debe que puedas escuchar tu música favorita?
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¿sabes como esta formada la luz solar y como es que llega a la tierra?
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__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
CONSIDERACIONES TEORICAS:
Muchos fenómenos naturales se relacionan con el movimiento ondulatorio, estos
fenómenos manifiestan propiedades de las ondas. Una onda es una perturbación
local de cualquier naturaleza que se propaga a través de un medio material o no
material, como por ejemplo las radiaciones u ondas electromagnéticas.
De acuerdo con sus características y el medio en que se propagan, las ondas se
pueden clasificar en ondas longitudinales y transversales. En las ondas
longitudinales, el medio se desplaza en la dirección de propagación. Por ejemplo,
el aire se comprime y expande en la misma dirección en que avanza el sonido. En
las ondas transversales, el medio se desplaza en ángulo recto a la dirección de
propagación. Por ejemplo, las ondas en un estanque avanzan horizontalmente,
pero el agua se desplaza verticalmente. Los terremotos generan ondas de los dos
tipos, que avanzan a distintas velocidades y con distintas trayectorias. Estas
diferencias permiten determinar el epicentro del sismo.
El movimiento ondulatorio se observa cuando se agita una cuerda, en un estanque
cuando se arroja una piedra, en las olas del mar, en las cuerdas de una guitarra,
etc. Nuestros sentidos perciben otros movimientos ondulatorios, aunque no los
percibimos como tales, por ejemplo, cuando se escucha la radio o música, cuando
se observa la luz.
DESARROLLO EXPERIMENTAL.
ACTIVIDAD A
1. Ata un extremo del hilo de 50 cm en uno de los objetos y el otro extremo en la
nuez del soporte universal.
2. Separa el peso del péndulo de su posición de equilibrio y con el transportador
mide un ángulo de 450
y suéltalo, en el mismo instante en que pones en marcha
el cronometro. Observa el movimiento que realiza el objeto. Fig. 5-1
28
450
Fig. 5-1
3. Toma el tiempo que tarda el objeto en describir 10 oscilaciones y divídelo entre
10, para obtener el tiempo invertido en cada oscilación
4. Repite la experiencia con ángulos de 90 y 1200
de separación del punto de
equilibrio. Anota tus resultados en el cuadro No. 1
5. Realiza lo mismo que en los pasos anteriores, pero ahora deja fijo el ángulo de
900
y varia la longitud del péndulo.
6.Repite una vez mas el procedimiento, pero ahora deja fijos el ángulo de 900
y la
longitud de 50 cm; pero varia el peso de los objetos.
450
900
1200
50
cm
35
cm
20
cm
Peso
1
Peso
2
Peso
3
Tiempo
(10
Oscilaciones)
ACTIVIDAD B
1. Ata los 5 trozos de tela a la cuerda con una separación de 35cm entre cada
uno. Posteriormente, ata un extremo de la cuerda a la base de un soporte
universal fijo al suelo.
29
2. Toma el otro extremo de la cuerda y mueve la cuerda para producir un solo
pulso. Ahora produce 2, 3, 4, 5 impulsos. Observa. Fig. 5-2
3. Repite el movimiento de la cuerda, pero ahora periódicamente, agitándola en
forma uniforme. ¿qué ocurre con el movimiento de los trozos de tela?¿qué forma
presenta el movimiento de la cuerda?
___________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
4.Toma el extremo de la cuerda, como en el caso anterior, pero ahora proporciona
un movimiento horizontal. ¿qué sucede con los trozos de tela? ¿hay movimiento
ondulatorio?¿por qué es difícil observarlo?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Fig. 5-2
ACTIVIDAD C
1. Coloca el recipiente plano sobre tu mesa, vierte agua en el recipiente hasta la
mitad de su capacidad.
30
2. Produce un pulso con tu dedo o dejando caer una gota de agua. Dibuja tus
observaciones en una hoja blanca. Ahora deja caer 2,3,4,5 gotas de agua de
manera constante. Traza tus observaciones en otra hoja. Fig. 5-3
3. Con cuidado coloca un trozo de papel sobre la superficie de agua en el
recipiente y repite el paso anterior. Observa que sucede con el papel. ¿se
desplaza sobre la superficie del agua? ¿qué movimiento presenta?
4. Coloca varios trozos de papel sobre la superficie del agua y proporciona en
forma constante varios pulsos. Dibuja tus observaciones.
Fig.5- 3
ANÁLISIS
1. En la actividad A ¿los tiempos de oscilación del péndulo fueron iguales en
todos los casos o influye el ángulo, lo largo o el peso del péndulo?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
2. Para la actividad B que material utilizarías para observar perfectamente una
onda longitudinal.
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
31
3. Que indica la frase “una lancha sin motor se encuentre a la deriva en el mar y
se aleja de la costa” ¿por qué se aleja?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
CUESTIONARIO.
1. Si colocaras tu péndulo en la cima del monte Everest. ¿El periodo sería menor,
igual o mayor que en tu laboratorio? ¿Por qué?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
2. Si colocaras tu péndulo a bordo de un vehículo espacial en órbita, ¿el periodo
sería menor, igualo mayor que en tu laboratorio?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
3. Menciona los elementos que conforman a una onda mecánica
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
4. Que diferencias hay entre los dos tipos de ondas y su propagación
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
5. Investiga que investigador observo el movimiento pendular y que procedimiento
experimental lleva a cabo para estudiarlo.
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
32
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
CONCLUSIÓN
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
NOMBRE DEL ALUMNO ________________________
FECHA ___________________________
REVISO ___________________________
33
PRACTICA NO. 6
CALOR ESPECÍFICO DEL AGUA
Objetivo:
Predecir la temperatura final de una mezcla de varios vasos a diferentes
temperaturas de agua.
Material empleado:
• 3 vasos de espuma de poliuretano
• recipiente de un litro
• termómetro
• balde de agua fría
• balde de agua caliente
Ideas previas:
Define con tus propias palabras que es el calor.
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
-Con qué instrumentos podemos medir el calor.
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Si mezclas un balde de agua fría con un balde de agua caliente, la temperatura
de la mezcla tendrá un valor intermedio entre las dos temperaturas iniciales.
¿Qué información necesitas para predecir la temperatura final?.
En esta actividad vas a investigar que factores intervienen en los cambios de
temperatura. Tu meta es averiguar qué pasa cuando mezclas masas iguales de
agua que están a diferentes temperaturas. Antes de hacerlo, imagina un vaso de
agua caliente a 60° C y un balde de agua a temperatura ambiente, ósea unos 20
°C.
34
¿Cuál crees que este más caliente: el vaso o el balde?
¿Cuál crees que tenga más energía térmica?
Si el vaso y el balde estuvieran a la intemperie en un día de invierno, ¿cuál
tardará más en cambiar su temperatura a 10 °C?
Si introdujeras la misma cantidad de hierro al rojo vivo en el vaso y en el
balde, ¿cuál sufriría un cambio mayor de temperatura?
Consideraciones teóricas:
La cantidad de energía calorífica necesaria para elevar la
temperatura de una masa de una sustancia una cantidad varía de una sustancia a
otra. Cada sustancia precisa una cantidad de calor especial para cambiar la
temperatura de 1 kg de la misma en 1°C y este número se conoce como calor
específico.
Desarrollo experimental:
Paso 1. Dos baldes llenos de agua están en tu habitación, uno con agua fría y el
otro con agua caliente. Llena ¾ partes de un vaso con agua extraída del balde de
agua fría. Marca el nivel del agua en la parte interior del vaso. Vacía el agua del
vaso en un segundo vaso. Marca el nivel del agua lo hiciste en el primer vaso.
Vacía el vaso de agua en un tercer vaso, y marcalo como se hizo antes. Ahora
los tres vasos tienen marcas que muestran medidas casi iguales.
5.-¿Porqué las marcas no indican exactamente las mismas medidas?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Paso 2. Llena el primer vaso hasta la marca, con agua del balde de agua caliente.
Mide y anota la temperatura de ambos vasos de agua.
Temperatura de agua fría:__________
35
Temperatura de agua caliente:_____________
Paso 3. Cuál será la temperatura final si mezclas los dos vasos de agua en el
recipiente de un litro?
Cuál será tu predicción anótala:___________
Paso 4. Vacía dos vasos de agua en el recipiente de un litro, agita la mezcla y
luego mide y anota su temperatura.
Temperatura real de la mezcla:_____________
6.-Si hubo una diferencia entre tu predicción y tu observación, ¿qué pudo haberla
causado?
Vacía la mezcla en el fregadero ¡No la vuelvas a vaciar ni en el balde de agua
caliente ni en el balde de agua fría!
Paso 5. Llena un vaso hasta su marca con el balde de agua fría. Llena los otros
dos vasos hasta sus marcas con agua del balde de agua caliente. Mide y anota
sus temperaturas.
Temperatura del agua fría:_____________
Temperatura de agua caliente (vaso 1):________________
Temperatura de agua caliente (vaso 2):________________
36
Paso 6. ¿Cuál será la temperatura cuando los tres vasos de agua se mezclan en
un recipiente?
Anota tu predicción acerca de la temperatura de la mezcla:___________
Paso 7. Vacía los tres vasos de agua en el recipiente de un litro, agita la mezcla,
y luego mide y anota su temperatura.
Temperatura real de la mezcla:____________
7.- ¿Cómo resulto tu observación en comparación con tu predicción?
8.- ¿Cuál de las muestras de agua ( caliente o fría) cambió más cuando se volvió
parte
de la mezcla?
¿Por qué crees que paso esto?
______________________________________________________________
Vacía la mezcla en el fregadero ¡No la vuelvas a vaciar ni en el balde de agua
caliente ni en el balde de agua fría!
37
Paso 8. Llena un vaso hasta su marca con agua caliente. Llena los otros dos
vasos hasta sus vasos con agua fría. Mide y anota sus temperaturas.
Temperatura del agua caliente:_____________
Temperatura de agua fría (vaso 1):________________
Temperatura de agua fría (vaso 2):________________
Paso 9. Anota tu predicción acerca de la temperatura cuando hayas mezclado
estos tres vasos.
Predicción acerca de la temperatura de la mezcla:______________
Paso 10. Vierte los tres vasos de agua en el recipiente de un litro, agita la mezcla,
mide la temperatura, y anótala.
Temperatura real de la mezcla:_____________
9.-¿Cómo fue esta observación, en comparación con tu predicción?
10.-¿Cuál de las muestras de agua (fría o caliente) cambió más cuando se volvió
parte de la mezcla?
38
¿Por qué crees que paso esto?
______________________________________________________________
Conclusión:
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Nombre del alumno_________________________________________________
Fecha_____________________________________________________________
Revisó____________________________________________________________
39
PRÁCTICA NÚMERO 7
CALOR ESPECÍFICO DE LOS CLAVOS
OBJETIVO. Predecir la temperatura final de una mezcla de agua y clavos a
diferente temperatura cuando se mezclan.
MATERIAL
3 Soporte universal con nuez
3 trozos huecos de diferente metal(Cu, Al, Fe)
15 canicas
1 vela de parafina
1 regla graduada
1 cronometro
1 Balanza
4 Vasos aislantes grandes
1 Manojo de clavos cortos y gruesos, atado con un cordel
1 Termómetro (Celsius)
1 Lámpara de alcohol o mechero bunsen
Toallas de papel
IDEAS PREVIAS.
. ¿Que entiendes por calor?¿ y por temperatura?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Supón que masas iguales de agua y de hierro se encuentran ala misma
temperatura. Supón que ahora añades la misma cantidad de calor a cada una
de ellas. ¿Puede una masa cambiar su temperatura más que la otra?
40
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
. supóngase que se tiene 10 litros de agua a una temperatura de 800
en un
recipiente de aluminio a la intemperie, al paso de 20 minutos el agua tiene una
temperatura de 300
¿a qué crees que se deba tal fenómeno?
___________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
CONSIDERACIONES TEORICAS.
Los metales transfieren adecuadamente el calor y por lo tanto son buenos
conductores, la transferencia de calor se da por medio de la conducción y la
radiación. Un tercer proceso, que también implica el movimiento de materia, se
denomina convección. La conducción requiere contacto físico entre los cuerpos —
o las partes de un cuerpo— que intercambian calor, pero en la radiación no hace
falta que los cuerpos estén en contacto ni que haya materia entre ellos. Dentro de
los metales dependiendo de su estructura molecular variara la forma de conducir
el calor. Toda sustancia tiene un calor específico que es la cantidad de calor
necesaria para aumentar en un grado la temperatura de una unidad de masa de
dicha sustancia. El calor específico del agua a 15 °C es de 4.185,5 julios por
kilogramo y grado Celsius.
DESARROLLO EXPERIMENTAL
ACTIVIDAD A
1. Coloca un vaso grande en el platillo de la balanza. Deja caer el manojo de
clavos en uno de los vasos. Añade agua fría al otro vaso y colócalo en otra
balanza hasta que tenga la misma masa que el vaso que contiene los clavos.
Cuando los dos vasos estén en equilibrio, la masa será la misma en cada vaso:
una masa de clavos en uno de ellos y una masa igual de agua en el otro. Fig. 1
41
2. Coloca el vaso de agua fría en tu mesa de trabajo. Saca el manojo de clavos y
colócalo junto al vaso que contiene agua fría.
3. Llena el vaso vacío hasta las 3/4 partes con agua caliente. Transfiere el manojo
de clavos al agua caliente y déjalo ahí dos minutos, para que los clavos alcancen
la temperatura del agua caliente.
4. Mide y anota la temperatura del agua fría y la del agua caliente alrededor de los
clavos. temperatura del agua fría = _______
temperatura del agua caliente = _______
¿La temperatura del agua caliente es igual a la temperatura de los clavos? ¿Por
qué crees que es igual o que no lo es? ¿tienes una mejor forma de calentar los
clavos a una temperatura conocida?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
5. Pronostica cuál será la temperatura de la mezcla cuando los clavos calientes
se añaden al agua fría. Predicción de la temperatura de la mezcla:
__________________________________________________________________
6. Saca los clavos del agua caliente y colócalos rápidamente en el agua fría.
Cuando la temperatura de la mezcla deje de ascender, anótala. Temperatura real
de la mezcla:___
¿Qué tanto se acercó tu predicción al valor observado?
_________________________
1
2
H2O Fría H2O Caliente H2O Fría
42
3
m1 = m2 T1 T2
Fig. 1
7. Ahora repite los pasos del 1 al 6 con agua caliente y clavos fríos. Primero, seca
el manojo de clavos con una toalla de papel. Luego, equilibra en la balanza un
vaso con el manojo de clavos secos y un vaso con agua caliente.
8. Extrae los clavos y llena el vaso hasta las 3/4 partes con agua fría. Sumerge el
manojo de clavos en el vaso con agua fría, espera un minuto.¿Por qué es
necesario esperar? Explica
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
9. Mide y anota la temperatura del agua caliente y la del agua fría alrededor de los
clavos. temperatura del agua caliente= _______
temperatura del agua fría = _______
10. Pronostica cuál será la temperatura de la mezcla cuando los clavos fríos se
introduzcan en el agua caliente. Predicción de la temperatura de la mezcla =
________
11. Extrae los clavos del agua fría y colócalos rápidamente en el agua caliente.
Cuando la temperatura de la mezcla deje de variar anótala. Temperatura real de la
mezcla = ___
¿Qué tan cercana fue tu predicción con relación al valor observado?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
43
ACTIVIDAD B
1. Toma un trozo de metal y sujétalo con la pinza de nuez al soporte universal,
formando un ángulo de 700
. Utilizando una cantidad constante de cera, pega 5
canicas a lo largo del trozo de metal con una separación de 5cm entre cada
canica. Haz lo mismo con los otros dos trozos de metal. Fig. 2
700
Fig. 2
2. Cuando este listo tu equipo, procede a calentar el extremo del trozo de metal
utilizando una lámpara de alcohol o mechero bunsen, procurando que
proporcionen una flama uniforme, al mismo tiempo pon en marcha tu cronometro y
registra el tiempo que tarda en desprenderse cada canica del trozo de metal.
Registra tus datos en una tabla.
Haz lo mismo con los otros trozos de metal.
Canica 1 Canica 2 Canica 3 Canica 4 Canica 5
Metal
( t )
ANÁLISIS
1. Si arrojas una piedra caliente dentro de un balde de agua fría, sabes que la
temperatura de la piedra descenderá. También sabes que la temperatura del agua
44
aumentará, pero, ¿esa elevación de temperatura será mayor, menor o igual a la
disminución de temperatura de la piedra?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
¿La temperatura del agua aumentará en la misma cantidad que descienda la
temperatura de la piedra? ¿O los cambios de temperatura dependerán de las
cantidades de piedra y de agua presentes, y de cuánta energía se necesita para
lograr un cambio de la misma magnitud en la temperatura del agua y la de la
piedra?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
2. Supón que masas iguales de agua y de hierro están a la misma temperatura y
que extraes la misma cantidad de calor de cada una de ellas. ¿Podría una de ellas
enfriarse más que la otra? (encierra en un círculo la respuesta correcta) sí
no
Si encerraste en un círculo "sí': ¿cuál de masa se enfriaría más? Explica.
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
CUESTIONARIO.
1. Investiga que rama de la física estudia el intercambio de calor de los cuerpos
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
2.Menciona 3 ejemplos cotidianos donde se observe lo realizado en el
experimento. Explica cada uno de
ellos.______________________________________________________________
45
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
3.¿Cómo podrías evitar el intercambio de temperatura entre el agua y los clavos?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
4. Investiga que principio se aplica en los utensilios que conservan el frío o
calor(termos) de los alimentos. Explica como están conformados.
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
5. De los metales que se utilizaron en la actividad B, ¿cual fue el mejor conductor
de calor?¿en que fundamentas la respuesta anterior?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
6. Los materiales que son buenos conductores del calor,¿serán también buenos
conductores de la electricidad? ¿qué materiales conductores se utilizan para
transportar la energía eléctrica? Explica.
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
CONCLUSIONES
46
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
NOMBRE DEL ALUMNO ___________________________________
FECHA _____________________________
REVISO ____________________________
PRACTICA 8
DILATACION DE LA MATERIA
47
OBJETIVO: Conocerá el comportamiento la dilatación en sólidos, líquidos y
gases.
MATERIAL
1 Mechero de Busen
1 Soporte universal
1 Pinza de tres dedos
1 Mechero de Busen
80 cm Tubo o manguera trasparenta
30 cm Tubo de cristal
1 Matraz
1 Tapón de hule
20 cm Alambre
1 Tornillo o varilla
Ideas previas:
La manera antigua de romper grandes piedras es calentarlas durante largo
tiempo con una gran fogata y rociarlas después, bruscamente, con agua fría. Es
bastante más fácil que marrearlas (romperlas con un marro). Explica por que.
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________
Consideraciones teóricas:
Una propiedad de los cuerpos es la dilatación, consiste en el aumento de sus
dimensiones cuando aumenta su temperatura: todo los sólidos, líquidos y los
gases se dilatan al aumentar su temperatura.
Desarrollo experimental:
48
PASO 1 Coloca agua en el matraz, lleno hasta la mitad, coloca el tubo de cristal
en el tapón, después ensámblalos, has una marca en el nivel que tiene el
agua en el tubo, posteriormente arma los componentes como se
muestra en la figura 8- 1 y enciende el mechero.
¿Qué se observa al incrementarse la temperatura el agua?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Pasado cierto tiempo o bañando el matraz con agua que sucede al nivel del agua
marcado. ¿Por que?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
PASO 2 Coloca un poco de agua en un tubo doblado o un pedazo de manguera
transparente, conéctalo al matraz como se muestra en la figura 8-2 y marca el
nivel que presenta el agua en el tubo, posteriormente acerca la flama solo
cierto tiempo.
49
FIGURA 8- 2
FIGURA 8- 1
¿Qué se observa al incrementarse la temperatura el interior del matraz?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Pasado cierto tiempo o bañando el matraz con agua que sucede al nivel del agua
marcado en el tubo. ¿Por que?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
PASO 3 Has un anillo de alambre enredando este en una varilla o tornillo como
se observa en la figura 8- 3, posteriormente coloca el anillo que hiciste en una
flama solo cierto tiempo, coloca nuevamente el anillo en la varilla donde lo
hiciste que se observa. (Si se cuenta en el laboratorio un anillo de Gravesande
utilízalo en vez de lo anterior)
¿Qué sucede cuando se calienta el anillo y se desea incrustarlo nuevamente?
¿Por qué?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Cuestionario:
¿por qué los puentes y banquetas tienen una pequeña separación?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
50
FIG. 8- 3
¿Qué comportamiento crees que tendrá un cable eléctrico en un poste, cuando es
invierno y cuando es verano?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
¿Qué comportamiento crees tenga una llanta de automóvil a las 3 AM y a las
2 PM?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
CONCLUSIONES
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Nombre del alumno________________________________________________
Fecha__________________________________________________________
Revisó__________________________________________________________
PRÁCTICA NÚMERO 9
CONVECCIÓN
Objetivo.
Observar el movimiento en un líquido causado por diferencias de temperatura.
51
material
gafas de seguridad
toallas de papel
matraz de 250 mL
colorante para alimentos
Agitador de barra
parrilla
termómetro
tapón de caucho con dos agujeros (con tubos de vidrio) fig. 9-1
vaso de laboratorio o frasco de encurtidos grande con agua
Ideas previas:
 Explica con tus palabras las tres formas de transmisión del calor
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
________________________________________________
 ¿Cuál de las tres formas se aplica a los fluidos
_________________________________________________________
 ¿Qué relación hay entre el principio de Arquímedes y la convección.
____________________________________________________________
____________________________________________________________
____________________________________________________________
________________________________________________
Consideraciones teóricas:
El aire cercano al suelo de una habitación es más frío que el próximo al techo. El
agua del fondo de una piscina es más fría que la de su superficie. En estos casos
puedes sentir las diferentes temperaturas que resultan del movimiento de un
fluido, pero no puedes ver el movimiento del fluido. En esta actividad podrás ver
los movimientos de dos líquidos, cada uno a diferente temperatura.
Desarrollo experimental:
Paso 1: Lee los pasos del 2 al 5 completos antes de realizar la actividad, y
pronostica lo que esperas observar.
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
52
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Paso 2: Ponte las gafas de seguridad. Mezcla un poco de colorante para
alimentos en un matraz completamente lleno de agua. Agita bien.
Calienta el agua coloreada hasta la temperatura de 70°C.
Paso 3: Asegúrate de que la posición de los tubos de vidrio en el tapón sea la
que muestra la figura 9-1. Con una toalla de papel húmeda, sujeta firmemente
el cuello del matraz e inserta el tapón en él.
Precaución. El matraz estará muy caliente. Ten cuidado para no quemarte.
53
Paso 4: sumerge el matraz caliente con cuidado en un frasco grande lleno de
agua a temperatura ambiente. El nivel del agua debe quedar más arriba que
ambos tubos del tapón. Como se muestra en la fig. 9-2
Paso 5: Anota las observaciones que hagas en los próximos 10 minutos
54
Fig. 9-1
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
1.¿Qué provocó los movimientos que observaste en el líquido?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Conclusiones:
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
Nombre del alumno_______________________________________________
Fecha__________________________________________________________
Revisó__________________________________________________________
PRACTICA NÚMERO 10
55
LA EBULLICIÓN ES UN PROCESO DE ENFRIAMIENTO
OBJETIVO:
Observar el cambio de fase o estado del agua cuando se somete al proceso de
ebullición y posteriormente se enfría.
MATERIAL
1 gafas de seguridad
1 soporte universal c / aditamentos
2 abrazaderas para tubo de ensayo cubiertas de plástico
1 matraz de bola de 1000 mL (fondo plano)
1 tapón de caucho para el matraz, con un orificio, provisto de un termómetro
1 termómetro
1 mechero de Bunsen
1 cacerola o tina
hielo triturado o vaso de precipitados con agua fría del grifo
toallas de papel
IDEAS PREVIAS.
1. ¿Que entiendes por enfriamiento de un cuerpo o sustancia?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
2.¿Crees que es posible hervir agua pura a menos de 100 0
C?¿qué factores
influyen para alcanzar el punto de ebullición del agua?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
56
3.Cuando sales del baño después de una ducha sientes un poco de frio ¿a qué
crees que se debe?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
CONSIDERACIONES TEORICAS.
El punto de ebullición es la temperatura a la que la presión de vapor de un líquido
se iguala a la presión atmosférica existente sobre dicho líquido. A temperaturas
inferiores al punto de ebullición, la evaporación tiene lugar únicamente en la
superficie del líquido.
Durante la ebullición se forma vapor en el interior del líquido, que sale a la
superficie en forma de burbujas, con el característico hervor tumultuoso de la
ebullición. Cuando el líquido es una sustancia simple, continúa hirviendo
mientras se le aporte calor, sin aumentar la temperatura; esto quiere decir que la
ebullición se produce a una temperatura y presión constantes con independencia
de la cantidad de calor aplicada al líquido.
Cuando se aumenta la presión sobre un líquido, el punto de ebullición aumenta.
El agua, sometida a una presión de 1 atmósfera, hierve a 100 °C, Al reducir la
presión sobre un líquido, baja el valor del punto de ebullición. A mayores alturas,
donde la presión es menor, el agua hierve por debajo de 100 °C. Si la presión
sobre una muestra de agua desciende a 6 pascales, la ebullición tendrá lugar a
0 °C.
Cuando el agua se evapora, las moléculas con más energía abandonan el
líquido. Esto produce una disminución de la energía promedio de las
moléculas restantes. El líquido se enfría a causa del proceso de evaporación.
DESARROLLO EXPERIMENTAL
1. Sostén un matraz vacío con una abrazadera para tubo de ensayo fija al soporte.
Inserta en el cuello del matraz el tapón que preparó el profesor con el termómetro.
Afloja la tuerca de orejas de la abrazadera, de modo que cuando se haga girar al
57
matraz para colocarlo con la boca hacia abajo, el extremo del termómetro quede a
una altura de unos 3 cm sobre la mesa.
2. Antes de llenar el matraz con agua, necesitas practicar el procedimiento que
vas a aplicar después. Quita el tapón del matraz. Fija al soporte un aro metálico y
una malla de alambre bajo el matraz y coloca un mechero de Bunsen sin encender
debajo del aro. Sujeta un Segundo termómetro, de modo que quede suspendido
dentro del matraz
3. Imagina que estabas hirviendo agua en el matraz y acabas de apagar el
mechero. Retira el mechero. Quita el segundo termómetro y su abrazadera del
soporte. Afloja el tornillo del aro y bájalo junto con la malla de alambre, hasta que
quede sobre la mesa. Con una toalla de papel húmeda, toma firmemente la
abrazadera y el cuello del matraz "caliente". Inserta el tapón en el cuello del
matraz. Afloja la tuerca de orejas de la abrazadera. Sosteniendo firmemente el
matraz con la toalla húmeda, hazlo girar en la abrazadera hasta que quede
invertido. Aprieta la tuerca de orejas para mantener fijo el matraz en esta posición.
Practica este procedimiento unas cuantas veces hasta que tengas la seguridad de
que podrás manipular en esta forma el aparato cuando el matraz esté lleno de
agua hirviendo. Coloca el tapón aun lado para usarlo en el paso 5.
4. Usa gafas de seguridad. Llena con agua el matraz hasta la mitad y sujétalo al
soporte. El aro y la malla de alambre deben estar debajo por razones de
seguridad.
Si vas a usar termómetros, sujeta uno de ellos al soporte de modo que el bulbo
quede dentro del agua, pero sin tocar las paredes del matraz. Elabora una tabla de
datos para anotar la temperatura cada 30 segundos hasta que pasen 3 minutos
después de que el agua comenzó a hervir vigorosamente. Calienta el agua y anota
esos datos.
58
5. Cuando dejes de calentar el matraz, quita el segundo termómetro. Baja el aro.
Toma firmemente la abrazadera y el cuello del matraz con una toalla de papel
húmeda. Inserta en el matraz el tapón con el termómetro. La presión atmosférica
hará que quede bien ajustado. Afloja la tuerca de orejas de la abrazadera.
Con mucho cuidado, toma el matraz con una toalla de papel húmeda e inviértelo,
haciéndolo girar en la abrazadera. Aprieta la tuerca de orejas de la abrazadera
para fijar el matraz en esa posición invertida. Fig. 10-1
Fig. 10-1
6. Coloca una cacerola o tina pequeña debajo del matraz. Vacía agua fría del grifo
sobre la mitad superior del matraz, o coloca sobre el matraz el hielo triturado.
Repite esta operación varias veces.
7. Elabora una gráfica de temperatura (eje vertical) contra tiempo (eje horizontal)
ANÁLISIS
1. ¿por qué es necesario practicar varias veces el movimiento del matraz antes de
llevar a cabo el experimento?
59
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
2. Supóngase que al agua se le agrega un poco de sal ¿se lograría el mismo
resultado que en el experimento anterior?¿y si se le agrega azúcar?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
3. En que forma influye la presión para alcanzar el punto de ebullición de una
sustancia
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
CUESTIONARIO.
1.¿Qué le pasa a la temperatura del agua del matraz?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
2. ¿Aumenta la temperatura del agua en ebullición cuando se le sigue aplicando
calor?
_________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_
3. Explica tus observaciones de la temperatura del agua mientras sigue hirviendo.
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
4.¿Cómo es la cantidad de energía absorbida por una cacerola de agua hirviente
sobre una estufa en comparación con la cantidad de energía extraída del agua por
la ebullición? ___________________________________________
60
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
5. Investiga en que procesos industriales se aplica el principio revisado
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
CONCLUSIONES.
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
NOMBRE DEL ALUMNO ____________________________________________
FECHA _____________________________
REVISO ____________________________
61
PRÁCTICA NÚMERO 11
CARGA ELÉCTRICA
OBJETIVO: Cargar eléctricamente a un cuerpo con los dos tipos de carga
(positiva y negativa), y observar los efectos de atracción y repulsión entre cuerpos
cargados.
MATERIAL:
Péndulo eléctrico, un electroscopio, una barra de vidrio, barra de plástico, tela
de seda tela de lana, globos y bolitas de nieve seca ( estas se pueden
obtener frotando los protectores que sirven para proteger aparatos electrónicos
IDEAS PREVIAS:
Bajo las complejidades de los fenómenos eléctricos yace una regla
fundamental de la cual se derivan casi todos los demás efectos. ¡cuál es
esta regla?.
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
¿ Cuál es la diferencia entre la carga de un protón y un electrón?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
CONSIDERACIONES TEÓRICAS:
Toda la materia se compone de átomos y éstos de partículas elementales
como son los electrones, protones y neutrones. Los electrones y los protones
tienen una propiedad llamada carga eléctrica, los neutrones son eléctricamente
neutros por que carecen de carga. Los electrones tienen carga negativa,
mientras que los protones presentan carga positiva. El átomo está constituido
por un núcleo en el cual se encuentran los protones y los neutrones, alrededor
de este giran los electrones. Un átomo normal es neutro, pues tiene el mismo
número de protones que de electrones. Sin embargo un átomo puede ganar
electrones y quedar con carga negativa , o bien, puede perderlos y tener carga
positiva. Un principio esencial de la electricidad es que cargas del mismo signo
se repelen y cargas del signa contrario se atraen. Los cuerpos se cargan
eléctricamente por frotamiento, contacto e inducción.
Un péndulo eléctrico consiste de una esferilla de medula de saúco sostenida
por un soporte con un hilo de seda aislante.
62
El péndulo lo puedes armar con un soporte universal y una bolita de unicel
El electroscopio es un aparato que permite detectar si un cuerpo está o no
cargado eléctricamente y también identifica el signo de la carga. Consta de un
recipiente de vidrio y un tapón aislador, atravesado por una varilla metálica
rematada en su parte superior por una esferilla también metálica; en su parte
inferior tiene dos laminillas que pueden ser de oro, aluminio, o láminas finas
de cualquier metal.
DESARROLLO EXPERIMENTAL:
1.-Frote vigorosamente la barra de vidrio, o un tubo de ensayo con la tela de
seda; ya electrizada la barra acérquela a la esfera del péndulo, sin tocarlo.¿qué
sucede al acercarla?
:
________________________________________________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________
63
FIG.1 1-1 Péndulo eléctrico FIG. 11-2 Electroscopio
Enseguida toca la esfera del péndulo con la barra observa y describe lo que
sucede
:
________________________________________________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________
Representa con dibujos lo que sucedió en los dos casos
¿Por qué se comporto de esa manera?
:
________________________________________________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________
2.- Frote ahora la barra de plástico, o una regla del mismo material, con la tela
de lana ya electrizada la barra acérquela a la esfera,¿ Qué sucede?
:
________________________________________________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________
Después toca la esfera con la barra observa y explica lo que sucede
_:______________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
64
3.-Acerque a la esferilla del electroscopio la barra de vidrio previamente
cargada y observe que sucede con las laminillas que tienen en su parte inferior.
:
________________________________________________________________
________________________________________________________________
_____________________:__________________________________________
_______________________________________________________________
4.-Descargue el electroscopio tocándolo con la mano y repita la operación del
punto 3, pero ahora con la barra de plástico. Observe que sucede con las
laminillas
:
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________
5.-Repita la operación del punto 3, pero después, sin descargar el
electroscopio, acerque la barra de plástico. ¿ Qué le suceden a las laminillas?
:
________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________
6.- Para reafirmar tus experimentos. Toma un globo, introdúcele bolitas
minúsculas de nieve seca. ínflalo y frótalo en el cabello fuertemente. ¿ Cómo
se comportan las bolitas dentro del globo?
______________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
__
Acerca un dedo en dirección de una bolita sin tocar el globo¿ Qué le sucede a
la bolita dentro del globo? ¿ Por qué se comporta de esta manera?
65
7.- Frota el globo sobre el pelo de una persona que este seco y de unos 10
a 15 cm
de longitud . Empieza a retirarlo poco a poco hacia arriba de manera que el
cabello se valla levantando; cuando el pelo este completamente levantado
despega un poquito el globo y observa que sucede con el cabello: Explica por
que sucede esto.
El globo se puede utilizar también para acercarlo al electroscopio y observar el
movimiento de las laminillas ¡ hazlo ¡
CUESTIONARIO:
¿Cuáles son las formas en que se puede cargar un cuerpo? Explícalas
:
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________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________
¿ Cuantos tipos de carga hay? ¿Cuáles son?
:
________________________________________________________________
________________________________________________________________
_______________________________________________________________
Conclusiones:
:
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________________________________________________________________
________________________________________________________________
________________________________________________________________
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Nombre del alumno:_______________________________________________
66
Fecha:__________________________________________________________
Revisó.__________________________________________________________
PRÁCTICA NO. 12
CAMPO ELÉCTRICO
OBJETIVO:
Descubrir que en el espacio que rodea a una carga eléctrica existe un
campo de fuerza o un campo eléctrico.
MATERIAL EMPLEADO:
Globos, hilo, peine de plástico, papel, regla y chorro de agua
IDEAS PREVIAS:
Además de la fuerza de gravedad, existe en la naturaleza la fuerza
eléctrica. Si una esfera de plástico la suspendemos por un hilo ligero y le
acercamos una barra de plástico, prácticamente no observaremos ningún
movimiento. Pero si frotamos enérgicamente la barra con fieltro o un tejido de lana
y después la acercamos a la esfera de plástico a la misma distancia de antes,
observaremos que la esfera es atraída hacia la barra.
Se dice que la barra de plástico fue cargada eléctricamente al ser
frotada
contra el fieltro y que esas “cargas eléctricas” que adquirió produjeron una fuerza
eléctrica de atracción sobre la esfera.
CONSIDERACIONES TEÓRICAS:
67
Una carga eléctrica se encuentra siempre rodeada por un campo eléctrico.
Las cargas de diferente signo se atraen y las de igual signo se rechazan, aún
cuando se encuentran separadas.
Esto quiere decir que las cargas eléctricas influyen sobre la región que está
a su alrededor; la región de influencia recibe el nombre de campo eléctrico.
El campo eléctrico es invisible, pero su fuerza ejerce acciones sobre los
cuerpos cargados y por ello es fácil detectar su presencia, así como medir su
intensidad.
Fig. 12-1. Configuración del campo eléctrico producido por una carga
positiva
y por una negativa
Fig. 12-2 Configuración del campo eléctrico producido por dos cargas de
diferente signo y dos de igual signo.
DESARROLLO EXPERIMENTAL:
68
1. Infla dos globos de tamaño regular y amárralos a hilos (no cordel) de
más
de dos metros y sujétalos del techo de tal manera que queden los globos casi
tocándose uno al otro.
2. Ahora con una toalla o una franela frota los globos por separado y sin
tocarlos con el cuerpo y veamos lo que sucede al dejarlos libres. Puedes frotarlos
también en el cabello seco de una persona. ¡Puede dar mejor resultado!
3. Es importante que antes de frotarlos hagan sus hipótesis de lo que va a
pasar y las discutan con sus compañeros.
4. Frota fuertemente el cabello con un peine o una regla de plástico, abre la
llave de manera que salga un chorro de agua delgado y acerca el peine o la regla
sin tocarlo.
5. Ahora vuelve a frotar el cabello con el peine y colócalo cerca de algunos
pedacitos de papel.
ANÁLISIS DEL DESARROLLO EXPERIMENTAL:
1. ¿Cuál es tu hipótesis y las de tus compañeros?
69
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
2. ¿Cuál de las hipótesis planteadas fue la correcta?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
3. ¿Qué fue lo que sucedió? ¿Por qué?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
CUESTIONARIO:
1. ¿Hay alguna interacción eléctrica entre el peine y el chorro de agua?
¿Significa esto que el chorro de agua tiene carga? ¿Por qué?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
2. ¿Qué es un dipolo eléctrico?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
3. ¿Qué sucede al realizar el cuarto paso de la práctica?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
4. Entonces ¿qué significa que un objeto esté eléctricamente polarizado?
70
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
CONCLUSIONES:
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
NOMBRE DEL ALUMNO_____________________________________________
LUGAR Y FECHA __________________________________________________
REVISÓ __________________________________________________________
71
PRÁCTICA NÚMERO 13
CIRCUITOS EN SERIE Y PARALELO
Objetivo:
Estudiar diversas combinaciones de una batería y focos, y sus efectos sobre la
intensidad de la luz en estos últimos.
material
2 Batería tamaño D 6 v
6 trozos de alambre de cobre sin recubrimiento
3 focos de lámpara de mano
3 sockets para los focos
Ideas previas:
 Tienes tres focos conectados en serie ¿ qué le ocurre a la corriente en los
demás focos cuando se funde uno de ellos?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
 ¿ qué le ocurre a la intensidad luminosa de cada foco de un circuito en serie
cuando se añaden más focos en serie al circuito?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
 ¿ Qué le ocurre a la intensidad luminosa de cada foco de un circuito en
paralelo cuando se añaden más focos?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
consideraciones teóricas.
Una pila seca (comúnmente llamada batería) es una fuente de energía eléctrica.
Hay muchas combinaciones que permiten conducir la energía desde la pila hasta
72
los focos. En esta actividad ensayara esas combinaciones para ver cual logra que
las focos brillen mas.
Procedimiento
1.- conecta el foco (sin socket), una batería y alambre en todas las disposiciones
que se te ocurran tratando que el foco emita luz. Dibuja cada una de estas
disposiciones, tanto las que fallaron como las que tuvieron éxito. marca los
diseños con los que tuviste éxito.
Describe las similitudes de las pruebas en que tuviste éxito.
_:________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
2.- Usa un foco con su socket, una batería y alambre. Conecta estos elementos en
el mayor numero posible de combinaciones para que encienda el foco.¿cuáles son
las dos partes del foco con las cuales hace contacto el socket
:
__________________________________________________________________
_____________________________________________________________
3.-Con una batería enciende el mayor numero de focos con socket que puedas.
Dibuja cada una de tus combinaciones e indica cuales funcionaron.
Compara tus resultados con los de otros estudiantes ¿Con que combinación o
combinaciones lograron encender el mayor numero de focos usando solo una
batería?
:
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_______________________________________________________________
4.- en los diagramas de circuito se usan los siguientes símbolos:
Alambre
Batería
73
Bombilla o cualquier dispositivo que use
energía eléctrica en un circuito.
Conecta los focos con sockets, una batería y alambre tal como lo indica cada uno
de los diagramas de circuito en la figura 3-1. Los circuitos como estos son
ejemplos de circuitos en serie.
Fig. 13-1 Circuito en serie
¿Encienden los focos en cada uno de estos circuitos en serie?
:
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________
5.- en el circuito con 2 focos, quita una de los focos.
¿Qué le pasa al otro foco?
:
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________
6.- conecta el circuito que aparece en el diagrama de la figura 3-2. un circuito
como este se llama circuito en paralelo.
74
Fig. 13-2
¿se encienden los dos focos de este circuito paralelo?
:
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
______________________________________________________________
7.- quita uno de los focos del circuito paralelo
¿Que le pasa al otro foco?
:
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________
Con tus propias palabras, describe al menos tres características para un circuito
en serie y para un circuito en paralelo
:
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__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________-
Conclusiones:
:
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__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
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__________________________________________________________________
_________________________________________________________________
Nombre del alumno__________________________________________________
Fecha ____________________________________________________________
Revisó____________________________________________________________
PRÁCTICA NÚMERO14
CIRCUITOS EN SERIE, EN PARALELO y MIXTOS
Objetivo:
Proporcionar una evidencia experimental de lo que es un circuito en serie y un
circuito en paralelo, así como de la intensidad de la corriente en cada uno de ellos
cuando los focos son iguales:
NOTA: ESTA PRÁCTICA SE PUEDE REALIZAR CON FOCOS DE LOS QUE
USAN COMÚNMENTE EN SUS CASAS Y CABLE CALIBRE 14 EN LOS
CONTACTOS DE CORRIENTE ALTERNA DE LAS MESAS DE LABORATORIO:
PRECAUCIÓN.
SI ES ASÍ DEBES TENER MUCHO CUIDADO Y NO CONECTAR TU CIRCUITO
AL CONTACTO HASTA QUE LO VERIFIQUE TU PROFESOR.
Ideas previas:
Si tienes tres focos de diferente potencia en un circuito en serie ¿ el de mayor
potencia brilla más?
76
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
Si observas las resistencias de tres focos de diferente potencia por ejemplo
25w, 60 w o 100w ¿ cuál de ellas será más delgada?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
¿Qué significado tiene que sea más delgada?
_______________________________________________________________
_______________________________________________________________
Consideraciones teóricas:
Todo camino por el cual puede fluir corriente eléctrica es un circuito. Para
que el flujo de corriente sea continuo debe existir un circuito completo, sin
interrupciones. La mayoría de los circuitos incluyen más de un dispositivo que
recibe energía eléctrica. En general, estos dispositivos se conectan en el circuito
de dos maneras: en serie o en paralelo. Cuando se conectan en serie, los
dispositivos forman un solo camino para el flujo de corriente entre la s terminales
de la batería, el generados o la toma corriente (contacto) Cuando se conectan en
paralelo, los dispositivos forman ramas, cada una de las cuales constituye un
camino distinto para el flujo de electrones.
Desarrollo experimental:
1.-Cuando un alambre o un foco se conectan a la corriente ( batería o contacto)
formando un circuito cerrado, tenemos evidencia de que algo está pasando en el
mismo. El alambre se calienta y el foco brilla. Para explicar la observación se
puede pensar que hay un flujo eléctrico que va de una de las terminales, pasa por
el resto del circuito y regresa a la otra terminal; la toma le proporciona energía
suficiente para que este proceso sea continuo. Podemos suponer que el brillo
es un indicador de la cantidad de flujo que pasa por el foco. Usando estas
suposiciones sobre el flujo en un circuito ¿ qué indicaría respecto al flujo
eléctrico que pasa por dos focos si el brillo de ambos fuera igual? ¿ Qué
indicaría si un foco brillara más que otro?
:
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__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
________________________________________________________________
2.-Armen un circuito con dos focos que estén conectados uno después del otro.
Los dos focos deben ser iguales ( de los mismos watts) . Cuando se conectan los
dos focos uno después del otro, se dice que están conectados en serie.
77
¿Cómo es la corriente que pasa por el mismo foco cuando están conectados en
serie con un segundo foco?.Hagan una hipótesis explicando las razones de su
predicción.
:
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________
Comparen el brillo de cada foco con el brillo de un foco idéntico en un circuito con
un solo foco. De acuerdo con las suposiciones hechas al principio de la práctica
¿cómo es la corriente que pasa por el mismo foco cuando esta conectado en
serie con un segundo foco?
:
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________
Comparen el brillo de los dos focos ¿qué se puede concluir de estas
observaciones sobre la cantidad de corriente que fluye por cada uno de los focos?
:
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________
¿Creen que el orden de los focos tiene importancia? ¿se puede decir en que
dirección esta fluyendo la corriente? ¿cómo es la corriente que pasa por el cable
que tienen en común los dos focos, comparada con la que pasa por el cable de un
solo foco?
:
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________
3.-Agreguen un tercer foco en serie al circuito anterior. ANTES de cerrar el circuito
predecir el brillo relativo a los focos. ¿Esperan que cambie? ¿Qué cada uno sea
distinto, que los tres sean iguales...?
:
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________
4. Ahora cambien los tres focos por otros tres que tenga una diferencia
importante en la potencia por ejemplo si estabas conectando de 40 watts ahora
conecta de 60 o de 75.
ANTES de cerrar el circuito. Predecir el brillo de cada uno de los focos ¿Cuál
creen que brillara más? ¿ Brillaran más o igual que los anteriores?
:
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________
¿Por cuál pasa más corriente?
78
.:_________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
.
5.-Armen un circuito con dos focos idénticos de tal forma que sus terminales estén
conectadas juntas. Dos focos conectados de esta manera se dice que están
conectados en PARALELO.
Hagan una predicción del brillo de cada uno de los focos y del brillo de los dos
focos comparado con el brillo del circuito que tiene un solo foco
:
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________
Ahora cierren el circuito y observen el brillo de los focos y compárenlos con el
circuito de un solo foco.¿ Qué se puede concluir de estas observaciones sobre la
cantidad de corriente que fluye por cada uno de los focos’? ¿Creen que el orden
de los focos tiene importancia?
:
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________
¿Cómo es la corriente que pasa por el cable en un circuito con un solo foco,
comparada con la que pasa por el cable en un circuito con dos focos en paralelo?
_:________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
________________________________________________________________:_
6.-Agregar un tercer foco en paralelo al circuito anterior. ANTES de cerrar el
circuito predecir el brillo relativo a los focos. ¿Esperan que cambie? ¿Qué cada
uno sea distinto, que los tres sean iguales...?
:
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__:______________________________________________________________
1. Ahora realiza un circuito mixto que tenga tres focos en serie y dos en paralelo
Como el que se muestra en la figura 14-1. ANTES DE CONECTARLO
79
Figura 14-1 Circuito mixto
Predice:
¿Cómo será el brillo del foco A comparado con el brillo del foco B?
¿Cómo será el brillo del foco B comparado con el brillo del foco D?
¿ Cómo será el brillo del foco A comparado con el brillo del foco C?
Explica tu razonamiento en cada caso:
:
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__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
_________________________________________________________________
Conéctalo y observa el brillo real en cada caso. Trata de explicar cualquier
diferencia entre tu predicción y la observación.
:
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__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
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Conclusiones:
:
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__________________________________________________________________
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Nombre del alumno:__________________________________________________
Fecha:____________________________________________________________
Revisó____________________________________________________________
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PRÁCTICA No. 15
LÍNEAS DE CAMPO MAGNÉTICO
OBJETIVO:
Explorar las formas de los campos magnéticos
MATERIAL EMPLEADO:
2 imanes de barra
limaduras de hierro
recipiente con limaduras de hierro en aceite
imán de herradura potente
hoja de plástico transparente
5 a 10 brújulas pequeñas
papel
IDEAS PREVIAS:
El término magnetismo proviene de ciertas rocas llamadas piedra-imán que
se encontraron hace más de 2 000 años en la región de Magnesia, Grecia.
Hasta principios del siglo XIX se pensó que el magnetismo era
independiente de la electricidad. Esto cambió en 1820 cuando un profesor de
ciencias danés, Hans Christian Oersted, descubrió que existía una región entre
ambos fenómenos mientras hacía una demostración de las corrientes eléctricas
por un alambre que estaba cerca de una brújula.
CONSIDERACIONES TEÓRICAS:
Los imanes ejercen fuerza unos sobre otros; se parecen a las cargas
eléctricas en cuanto que pueden atraer y repeler sin tocarse, según sean los
extremos que se aproximen. Además, al igual que las cargas eléctricas, la
intensidad de su interacción dependen de la distancia que lo separa. Mientras que
las cargas eléctricas producen fuerzas eléctricas, ciertas regiones llamadas polos
magnéticos producen fuerzas magnéticas. Un campo magnético no puede verse
82
directamente, pero su forma global puede discernirse por el efecto que produce
sobre limaduras de hierro.
Fig. 15-1. Las limaduras de hierro trazan un patrón de líneas de campo
magnético en el espacio que rodea un imán.
DESARROLLO EXPERIMENTAL:
1. Agita vigorosamente el recipiente que contiene las limaduras de
hierro.
Selecciona el imán de herradura más potente de que dispongas. Coloca el
recipiente sobre uno de los polos del imán y observa cuidadosamente. Coloca el
recipiente en otros lugares, alrededor del imán, para observar cómo se alinean las
limaduras,
2. Con base en todas tus observaciones, haz un esquema que muestre
la
dirección del campo magnético alrededor de tu imán, observando de lado. Dibuja
también un diagrama con la vista desde el extremo del imán.
3. Consigue 2 imanes de barra, y entre 5 y 10 brújulas pequeñas.
Observa
cuál de los extremos de cada brújula apunta hacia el norte. Para realizar esta
actividad, representa cada brújula como una flecha cuya punta es el extremo que
señala hacia el norte.
83
4. Dibuja uno de los imanes de barra en una hoja de papel. Mueve
las
brújulas alrededor del imán, y usa flechas para indicar en qué dirección apunta en
cada lugar. Une las flechas con líneas continuas para mostrar el campo
magnético.
5. Consigue una pequeña cantidad de limaduras de hierro y na hoja
de
plástico transparente. Coloca el plástico encima de uno de los imanes de barra y
esparce una pequeña cantidad de limaduras de hierro sobre el plástico. Tal vez
sea necesario golpear o agitar un poco la hoja de plástico. Las limaduras se
alinean con el campo magnético.
En el siguiente espacio, traza el patrón que forman las limaduras. Repite
este paso usando el otro imán de barra.
6. Repite el paso 5 con los 2 imanes de barra, colocando sus polos
semejantes uno frente al otro, es decir, N y N o S y S, y después con sus polos
opuestos uno frente al otro. Dibuja el patrón de las limaduras en ambos casos.
ANÁLISIS DEL DESARROLLO:
1. ¿Qué pasó con las limaduras de hierro al ser sometidas al campo
magnético del imán?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
84
2. ¿Existen limitaciones para cualquiera de estos dos métodos?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
3 ¿Qué generaciones puedes hacer acerca de las líneas del campo
magnético?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
CUESTIONARIO
1. ¿Quiénes fueron los primeros en usar las piedras-imán y con qué fin los
utilizaron?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
2. ¿Cómo se llaman los extremos de los imanes?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
3. Enuncia la Ley de los Imanes
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
4. ¿Tiene un imán necesariamente un polo norte y un polo sur? ¿Por qué?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
85
5. ¿Si partes un imán en cuatro partes tendrás cuatro imanes? ¿Por qué?
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
CONCLUSIONES
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
__________________________________________________________________
NOMBRE DEL ALUMNO______________________________________________
LUGAR Y FECHA ___________________________________________________
REVISÓ ______________________________________________________
86
Bibliografía:
87

Mfisica2

  • 1.
    UNIVERSIDAD D ECOLIMA DIRECCIÓN GENERAL DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR CUADERNO DE PRÁCTICAS DE FÍSICA II Colima, Col . Enero del 2003 1
  • 2.
    PREFACIO En este manualde prácticas los experimentos ilustran los conceptos presentados en el curso. Este cuaderno cuenta con 15 prácticas en las cuales la metodología didáctica se adecua al enfoque actualmente seguido en este nivel para la enseñanza de la física. Por ello se pretende la organización y participación activa del alumno de manera progresiva, tratando de conducir al alumno a los resultados esperados. Por tal motivo durante el desarrollo experimental de cada práctica se pide al alumno hipótesis y predicciones buscando que razone confrontando sus reflexiones con los resultados obtenidos en cada paso del desarrollo. Estas prácticas son el resultado del trabajo colegiado de los profesores de física de las tres delegaciones de nuestra Universidad de colima. Academia de física 2
  • 3.
    CONTENIDO Volumen desplazado ydensidad Principio de Arquímedes Presión y fuerza Ondas Calor específico del agua Calor específico de los clavos Dilatación de la materia Convección La ebullición es un proceso de enfriamiento Carga eléctrica Campo eléctrico Circuitos en serie y paralelo Circuitos en serie,paralelo y mixtos Campo magnético 3
  • 4.
    PRACTICA NÚMERO 1 VOLUMENDESPLAZADO Y DENSIDAD Objetivo: Explorar el método de desplazamiento de líquido para calcular volúmenes de objetos irregulares y comparar sus masas con sus volúmenes. Material empleado:  Dos envases de película de 53mm ( o tubos de ensayo con tapon ): uno de ellos esta lleno de balines y el otro contiene un tornillo o tornillos para que el envase se hunda cuando se coloque en agua.  Balanza granataria  Cordel  Probeta graduada  Agua  Cinta adhesiva  tuercas de acero de diferentes tamaños  trozo de hierro con forma irregular  vaso de precipitado de 1000 ml Ideas previas. Si introduces 2 tubos de ensayo de la misma forma , pero diferente masa ¿ cuál De los dos desplazará más líquido. Explica ampliamente tu respuesta ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ Consideraciones teóricas: El volumen de un prisma rectangular es fácil de calcular. Simplemente se mide su longitud, su anchura y su altura. Luego, se multiplica la longitud por la anchura y por la altura. Pero, ¿Cómo harías para calcular el volumen de un objeto de forma irregular, como un tornillo o una piedra? Una forma es usar el método de desplazamiento. Sumerge el objeto en agua y mide el volumen de agua desplazada, o que se movió a alguna parte. Este volumen es también el volumen del objeto. Si divides la masa del objeto entre su volumen. El resultado es una importante propiedad del objeto: su densidad Parte A Desarrollo Experimental Paso 1: Tu profesor ha preparado dos envases de película o tubos de ensayo para ti . 4
  • 5.
    Cada uno tieneatado un trozo de cuerda. Usa una balanza para determinar la masa de cada uno. masa del envase más ligero = masa del envase más pesado = Dibujo 1.1 Paso 2: Coloca una tira de cinta adhesiva verticalmente en el nivel de agua de una probeta graduada llena de agua hasta 2/3 de su volumen total. Marca el nivel del agua en la cinta. Sumerge el envase ligero en el agua. Observa cómo se eleva el nivel de agua. Marca en la cinta el nuevo nivel de agua. Saca del agua el envase. Dibujo1.2 probeta con agua Paso 3: Haz una predicción de cuál será el nivel para el envase más pesado cuando se sumerja. ¿Crees que será menor, igual, o mayor que1a elevación del nivel de agua para el envase más ligero? Paso 4: Prueba tu predicción sumergiendo el envase más pesado. Escribe tus descubrimientos. Descubrimientos Análisis: Predicción: 5
  • 6.
    1. ¿Cómo fueron,comparativamente, las cantidades de agua desplazadas por cada envase? 2. ¿La cantidad de agua desplazada por un objeto sumergido depende de su masa? ¿O depende del volumen del objeto? Parte B Procedimiento: Paso 5: Mide las masas de cinco tuercas de diferente tamaño y luego Mide sus volúmenes usando el método de desplazamiento. Anota tus datos en la tabla de datos A. Usa una probeta de graduación pequeña Numero de pernos Masa (g) Volumen (ml) (g/ml o g/cm3 ) 1 2 3 4 5 Paso 6: para cada perno, divide la masa entre el volumen y anota los resultados en la ultima columna de la tabla de datos A Análisis: 3. ¿Cómo son las relaciones masa/volumen de cada uno de los pernos, en términos comparativos? 6
  • 7.
    4. ¿Esperarías quela relación masa/volumen fuera la misma en pernos de metales diferentes? 5¿Qué nombre recibe la relación de masa entre volumen? (Escribe el nombre de esta relación sobre la última columna de la tabla de datos A.) Cuestionario: Imagina que vives en la antigua Grecia durante la época de Arquímedes. El rey ordeno que le hicieran una nueva corona de oro puro; sin embargo, está preocupado por la posibilidad de que orfebre lo haya timado, reemplazando una parte de oro por otros metales menos preciosos. Entonces te piden que expliques un método para saber, sin dañar la corona, si el rey fue engañado o no. Por desgracia, tu escuela no puede proveer una corona de oro para que realices esta actividad. Un trozo de hierro, menos valioso, simulara la corona. Explica ampliamente lo que piensas hacer. 7
  • 8.
    Conclusión: __________________________________________________________________ Nombre del alumno:_____________________________________________ Fecha__________________________________________________________ Revisó_________________________________________________________ 8
  • 9.
    PRACTICA NÚMERO 2 PRINCIPIODE ARQUIMIDES Objetivo: Introducción al principio de Arquímedes y el principio de flotación. Material empleado: Dinamómetro Balanza Cordel Piedra o masa con gancho Vaso de precipitado graduado de 1000 ml Probeta de 500 ml Recipiente transparente Agua Cinta adhesiva Vaso de unicel plastilina Barco de juguete Objetos de diferentes masas Ideas previas: ¿ Qué crees que es lo que determina que un objeto se hunde o flota en el agua. Explica _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________ El agua que desplaza un objeto que se sumerge. ¿ depende de la masa del objeto sumergido o del volumen . _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _________________________________________________________ Consideraciones teóricas: Un objeto sumergido en agua ocupa espacio y empuja agua a un lado para ocupar ese espacio. Se dice que el agua ha sido desplazada. 9
  • 10.
    Resulta interesante queel agua que ha sido desplazada empuja también al objeto sumergido. Por ejemplo, si el objeto empuja un volumen de agua cuyo peso equivale a 10 N, y la desplaza, el agua reacciona devolviendo al objeto el mismo empuje de 10 N. En este experimento investigaras qué es lo que determina que un objeto se hunda o flote en agua Desarrollo experimental. Paso 1: Usa un dinamómetro para determinar el peso de un objeto (piedra o masa con gancho) primero en aire y luego bajo el agua. La diferencia en pesos es la fuerza de flotación. Anota los pesos y la fuerza de flotación. Peso de objeto en el aire: Peso aparente del objeto en agua: Fuerza de flotación sobre el objeto: Paso 2. Diseña un experimento para determinar el volumen del agua desplazada por el objeto. Anota el volumen del agua desplazada. Calcula la masa y el peso de ese volumen de agua. (Recuerda que 1ml de agua tiene una masa de 1g y un peso de 0.01 N). Volumen de agua desplazada: Masa del agua desplazada: Peso del agua desplazada: 1. ¿Cómo es la fuerza de flotación sobre el objeto sumergido, en comparación con el peso del agua desplazada? 10
  • 11.
    Paso 3. Determinala masa de un vaso de unicel con una balanza, y anota la masa en la tabla de datos A. ( puedes tomar la masa del vaso como 1 gr. ) Nota: para simplificar los cálculos, de aquí en adelante en este experimento medirás y determinaras las masas, sin calcular los pesos equivalentes. Sin embargo, no olvides que un objeto flota gracias a la fuerza de flotación. Esta fuerza es causada por el peso del agua desplazada: Mide el volumen del agua desplazada cuando el vaso flota. ( si te es difícil determinarlo tómalo como un ml. ) Anota en la tabla de datos A el volumen y la masa del agua desplazada. Objeto Masa (g) Volumen del agua desplazada (ml) Masa del agua desplazada (g) Vaso de Unicel 1 gr 1 ml 1 gr Vaso de Unicel y masa = 50g Esfera de plastilina de 50 gr. Plastilina flotante 2. ¿Qué relación hay entre la fuerza de flotación ejercida sobre cualquier objeto que flota y el peso del propio objeto? 3. ¿Cómo es la masa del vaso que flota en comparación con la masa del agua desplazada? 4. ¿Cómo es la fuerza de flotación sobre el vaso en comparación con el peso del agua desplazada? 11
  • 12.
    Paso 4: Colocauna masa dentro del vaso de modo que el vaso más la masa sea igual a 50 gr. Coloca el vaso con la masa. Dentro de un vaso de precipitado de 1000 ml. Con 700 ml de agua. Mide el volumen de agua desplazada y calcula su masa ( recuerda que 1 gr es igual a 1 ml). Y anota estos valores en la tabla de datos A. 5. ¿Cómo es la fuerza de flotación combinada sobre la madera y la masa de 50g, en comparación con el peso del agua desplazada? Paso 5: Forma una esfera de plastilina de 50 gr. Colocala en el vaso de precipitado con agua a 700 ml. Mide el volumen de agua que la esfera desplaza cuando se hunde hasta el fondo. Calcula la masa del agua desplazada y anota todos los volúmenes y masas en la tabla de datos A. 6. ¿Cómo es la masa del agua desplazada por la plastilina, en comparación con la masa de la plastilina? 7. ¿La fuerza de flotación sobre la plastilina sumergida es mayor, igual o menor que su peso en el aire? Explica. 12
  • 13.
    Paso 6: Extraela plastilina del fondo del recipiente y moldéala para darle una forma que le permite flotar. Dibuja o describe esa forma. Mide el volumen de agua desplazada por la plastilina que flota. Calcula la masa del agua y anota su valor en la tabla de datos A 8. ¿La plastilina desplaza más, menos o la misma cantidad de agua cuando flota que cuando se hunde? 9. ¿La fuerza de flotación sobre la plastilina que flota es mayor, igual o menor que su peso en aire? 10. ¿Qué puedes concluir del peso del agua desplazada por un objeto flotante, es comparación con el peso del objeto en el aire? Cuestionario: Supón que estas a bordo de un barco que flota en una esclusa. Si arrojas por la borda una tonelada de ladrillos,el nivel del agua en la esclusa ¿subirá, descenderá o permanecerá igual? Escribe a continuación tu respuesta. 13
  • 14.
    Problema: Coloca unbarco de juguete con “carga” (por ejemplo una o dos masas de 100g) en un recipiente lleno de agua, hasta una profundidad mayor que la correspondiente a la altura de las masas. Marca e indica los niveles del agua en cinta adhesiva adherida al recipiente y a los costados del barco. Saca las masas del barco y sumérgelas en el agua. Marca e indica los niveles del agua. ¿Qué le pasa al nivel de agua en el costado del barco cuando sumerges la carga en el agua? Si un gran buque de carga navega poco hundido en el agua, ¿esta transportando una carga relativamente pesada o ligera? ¿Qué le pasa al nivel del agua en el recipiente cuando colocas la carga en el agua? Explica por qué sucede esto. ¿Qué pasara con el nivel del agua en la esclusa cuando los ladrillos se arrojen por la borda? 14
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  • 16.
    PRÁCTICA NÚMERO 3 PRESIÓNATMOSFERICA Objetivo: Comprobar la presión atmosférica Material: Parrilla o mechero Agua Lata de refresco vacía 1 Vaso 1.5m Manguera transparente1 Botella de refresco desechable 1 Globo 1 Pedazo de cartón o cartulina 1 Cuba o cubeta Tubo de ensayo chico 1 agua Ideas Previas: ¿ Qué es la presión atmosférica? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ ¿Aproximadamente cuántos kg de aire hay en este salón? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Consideraciones teóricas: Vivimos en el fondo de un océano de aire. la atmósfera como el agua de un lago , ejerce presión. Y tal como el peso del agua es la causa de la presión en el agua, el peso del aire es la causa de la presión atmosférica. Estamos tan acostumbrados al aire invisible que a veces olvidamos que tiene peso. 16
  • 17.
    En esta prácticarealizaras actividades donde comprobarás que la presión es la responsable de un gran numero de fenómenos que suceden todos los días. Desarrollo experimental: PARTE A: Haz hervir una pequeña cantidad de agua en el interior de la lata de aluminio. Usando unas pinzas o un guante de asbesto , inviértela rápidamente y metela en un cazo de agua fría. Dibujo 3.1 Lata con agua hirviendo introduciendo la lata invertida 1.- Explica lo que sucede y por que sucede. PARTE B. 17 Galileo fue de los primeros en observar que el aire tiene peso, pero no fue sino años mas tarde cuando su ayudante Evangelista Torricelli, pudo encontrar una forma de medir esta presión.
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    Utilizo un tubode aproximadamente 2 metros de largo, lo lleno de mercurio y lo volteo sobre un recipiente, pudo observar que el nivel del mercurio siempre se mantenía al nivel de 76 cm sobre el nivel del mercurio de la cubeta, por lo tanto hizo la siguiente afirmación “ es claro que la altura del mercurio es una medida directa de la presión atmosférica que actúa sobre el aparato. Torricelli había construido el primer barómetro de mercurio. PASO 1 Con un trozo de globo, haz dos globos pequeños succionando con la boca, los globos deben ser de un tamaño tal que se puedan introducir en la boca de la botella de refresco, como se ve en la figura 3-2,llena la botella de agua hasta el máximo nivel y con los globos adentro comprime las caras de la botella y observa que les sucede. 18 FIG. 3-2 FIG.3-3
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    ¿Por qué cambiande volumen los globos? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ¿Cómo explicas el comportamiento de la compresión? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ PASO 2 Con la botella de plástico construye un buzo cartesiano como en la figura 3-2. Para esto llena totalmente la botella con agua e introduce invertido un tubo de ensayo pequeño con agua suficiente en su interior para que flote parcialmente, tapa la botella con su tapón y ahora observa el comportamiento del tubo cuando presionas caras de la botella. Describe lo que sucede __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ¿Cómo explicas que el volumen del aire encerrado en el tubo se reduzca al aplicarle presión a la botella? 19
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    __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ PASO 3 .Llena un vaso hasta el tope de agua tápalo con un pedazo de cartulina y gira el vaso de manera como se observa en la figura 3. ¿Qué sucede si sueltas la tapa de cartulina? Explica __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ PASO 4 Haz un orificio en la parte inferior en un costado de la botella, posteriormente llena la botella de agua, formando un chorro delgado, ahora deja caer la botella a una altura prudente. ¿Qué sucede al chorro mientras cae la botella? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ¿Qué sucede al chorro si tapas con tu mano la boca de la botella? Explica 20 FIGFIGUR FIGURA 4
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    __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ¿Qué sucede alchorro si la lanzas hacia arriba? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ PASO 5 Con ayuda de un clavo o aguja haz cuatro orificios a la botella aproximadamente como se ve en la figura 3-5-. Llena la botella de agua hasta el tope y observa que sucede. Explica __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ PASO 6 En la figura 3-6 la manguera trasparenta se llena, se tapa y sus extremos se colocan como se muestra, y se sueltan. El liquido se sifonea hasta que el recipiente de la izquierda se vacía o los dos niveles se igualan ¿Qué lo hace funcionar? EXPLICA 21 FIGURA3-5 FIG 3-6
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    __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ Cuestionario: PROBLEMA Un joven llamadoBlaise Pascal demostró que el nivel de un barómetro bajaba en la cumbre de una montaña de 3200 pies de altura, la columna de mercurio tenia unas 3 pulgadas menos que antes de subirla ¿Qué explicación das a este fenómeno? EXPLICA __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ conclusiones: __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ Nombre del Alumno__________________________________________________ Fecha_____________________________________________________________ Revisó____________________________________________________________ 22
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    PRACTICA NÚMERO 4 .PRESIÓN Y FUERZA. Objetivo: El alumno debe comprender la diferencia entre presión y fuerza ya que una es indispensable de la otra, así como la importancia del área sobre la cual actúa dicha fuerza. Material: - Una bolsa negra (de basura tamaño jumbo). - Una aspiradora. - Una tabla de 30 cm. de diámetro Ideas previas: ¿Cuándo la masa de un cuerpo se coloca sobre el plato de una bascula esta tiene un valor, y si la misma masa se concentra en una área menor, su valor será menor igual o mayor? SI( ) NO( ) ____________________________________________________________ __________________________________________________________ ¿La presión depende del área? Si( ) No ( ) porque_________________________________________________________ _______________________________________________________________ ___________________________________________________ ¿Siempre que se diga que un cuerpo recibe una presión, hay una fuerza de por medio? Si( ) No( ) porque_________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________ 23
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    ¿Una hoja extendidacae con menor velocidad cuando esta extendida que cuando esta empuñada? Si( ) No ( ) porque____________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ___________________________________________________________. Consideraciones teóricas: La presión indica la relación entre fuerza aplicada y el área sobre la cual actúa. En cualquier caso en que exista presión, una fuerza actuara en forma perpendicular sobre una superficie. Matemáticamente la presión se expresa por: P = F/ A La expresión matemática de la presión indica que: cuanto mayor será la fuerza aplicada, mayor será la presión para una misma área; así pues cuando la fuerza aumenta al doble, también la presión se incrementa en la misma proporción, es decir, al doble; si la fuerza aumenta al triple, la presión se incrementa al triple, siempre y cuando el área sobre la que actúa la fuerza no varié. En conclusión la fuerza es directamente proporcional a la presión, y esta es inversamente proporcional al área. Por ejemplo un ladrillo ejerce menor presión sobre el suelo si se coloca por una de sus caras de mayor área, que si se pone por una de menor. CONSIDERACIÓN: La expresión matemática de la presión indica que a mayor fuerza aplicada, mayor presión, y a mayor área sobre la cual actúa la fuerza, menor presión. P =F/A O P = F/S P = presión (N/M2 ) F = fuerza (N) A = área (M2 ) S = superficie (M2 ) 24
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    Desarrollo experimental: Paso 1:Se extiende la bolsa en el piso, se sube la persona a la bolsa, después se conecta la aspiradora asiendo la función de compresora, se debe de cuidar de que no exista ninguna fugas de aire entre la manguera y la boca de la bolsa. Cuidando que la persona se coloque exactamente en el centro de la bolsa y no se caiga. Paso 2: Repita el procedimiento anterior pero ahora colocando sobre la bolsa una tabla de aproximadamente 60 cm. de Diámetro que le sirva de base a la persona para que tenga una mayor área de apoyo y observa. SIN TABLA Con tabla sin tabla ANÁLISIS: ¿Que te hizo comprender el experimento? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 25
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    ¿Que fue loque te causo mas asombro del experimento? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ¿Que no quedo completamente entendido? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ cuestionario: ¿Por qué flota un barco a pesar de que tiene grandes dimensiones? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _______________________________________________________. ¿Qué pasa cuando se agarra un lápiz entre los dedos pulgar e índice y se le aplica una fuerza, de que lado lastima más del lado del borrador o de lado de la punta? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ . ¿Menciona 3 ejemplos de la vida cotidiana donde este principio de la presión sea aplicado? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ Nombre del alumno:____________________________________ Fecha: _____________________________________________ . 26
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    Revisó________________________________________________ PRÁCTICA NÚMERO 5 ONDAS Objetivo. Observarel movimiento ondulatorio y los elementos que forman a las ondas, así como la construcción de un péndulo. material 1 soporte universal con nuez 1 cronómetro o reloj 3 hilos de diferentes medidas 50 cm, 35cm, 20 cm. 3 objetos de aproximadamente el mismo tamaño, pero diferente peso. 1 transportador 1 cuerda elástica de 3m de largo 5 trozos de tela y papel 1 recipiente plano y extenso Ideas previas. En esta actividad experimental construirás un péndulo, ¿qué idea tienes sobre lo que es un péndulo? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ¿a que se debe que puedas escuchar tu música favorita? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ¿sabes como esta formada la luz solar y como es que llega a la tierra? __________________________________________________________________ 27
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    __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ CONSIDERACIONES TEORICAS: Muchos fenómenosnaturales se relacionan con el movimiento ondulatorio, estos fenómenos manifiestan propiedades de las ondas. Una onda es una perturbación local de cualquier naturaleza que se propaga a través de un medio material o no material, como por ejemplo las radiaciones u ondas electromagnéticas. De acuerdo con sus características y el medio en que se propagan, las ondas se pueden clasificar en ondas longitudinales y transversales. En las ondas longitudinales, el medio se desplaza en la dirección de propagación. Por ejemplo, el aire se comprime y expande en la misma dirección en que avanza el sonido. En las ondas transversales, el medio se desplaza en ángulo recto a la dirección de propagación. Por ejemplo, las ondas en un estanque avanzan horizontalmente, pero el agua se desplaza verticalmente. Los terremotos generan ondas de los dos tipos, que avanzan a distintas velocidades y con distintas trayectorias. Estas diferencias permiten determinar el epicentro del sismo. El movimiento ondulatorio se observa cuando se agita una cuerda, en un estanque cuando se arroja una piedra, en las olas del mar, en las cuerdas de una guitarra, etc. Nuestros sentidos perciben otros movimientos ondulatorios, aunque no los percibimos como tales, por ejemplo, cuando se escucha la radio o música, cuando se observa la luz. DESARROLLO EXPERIMENTAL. ACTIVIDAD A 1. Ata un extremo del hilo de 50 cm en uno de los objetos y el otro extremo en la nuez del soporte universal. 2. Separa el peso del péndulo de su posición de equilibrio y con el transportador mide un ángulo de 450 y suéltalo, en el mismo instante en que pones en marcha el cronometro. Observa el movimiento que realiza el objeto. Fig. 5-1 28
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    450 Fig. 5-1 3. Tomael tiempo que tarda el objeto en describir 10 oscilaciones y divídelo entre 10, para obtener el tiempo invertido en cada oscilación 4. Repite la experiencia con ángulos de 90 y 1200 de separación del punto de equilibrio. Anota tus resultados en el cuadro No. 1 5. Realiza lo mismo que en los pasos anteriores, pero ahora deja fijo el ángulo de 900 y varia la longitud del péndulo. 6.Repite una vez mas el procedimiento, pero ahora deja fijos el ángulo de 900 y la longitud de 50 cm; pero varia el peso de los objetos. 450 900 1200 50 cm 35 cm 20 cm Peso 1 Peso 2 Peso 3 Tiempo (10 Oscilaciones) ACTIVIDAD B 1. Ata los 5 trozos de tela a la cuerda con una separación de 35cm entre cada uno. Posteriormente, ata un extremo de la cuerda a la base de un soporte universal fijo al suelo. 29
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    2. Toma elotro extremo de la cuerda y mueve la cuerda para producir un solo pulso. Ahora produce 2, 3, 4, 5 impulsos. Observa. Fig. 5-2 3. Repite el movimiento de la cuerda, pero ahora periódicamente, agitándola en forma uniforme. ¿qué ocurre con el movimiento de los trozos de tela?¿qué forma presenta el movimiento de la cuerda? ___________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 4.Toma el extremo de la cuerda, como en el caso anterior, pero ahora proporciona un movimiento horizontal. ¿qué sucede con los trozos de tela? ¿hay movimiento ondulatorio?¿por qué es difícil observarlo? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ Fig. 5-2 ACTIVIDAD C 1. Coloca el recipiente plano sobre tu mesa, vierte agua en el recipiente hasta la mitad de su capacidad. 30
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    2. Produce unpulso con tu dedo o dejando caer una gota de agua. Dibuja tus observaciones en una hoja blanca. Ahora deja caer 2,3,4,5 gotas de agua de manera constante. Traza tus observaciones en otra hoja. Fig. 5-3 3. Con cuidado coloca un trozo de papel sobre la superficie de agua en el recipiente y repite el paso anterior. Observa que sucede con el papel. ¿se desplaza sobre la superficie del agua? ¿qué movimiento presenta? 4. Coloca varios trozos de papel sobre la superficie del agua y proporciona en forma constante varios pulsos. Dibuja tus observaciones. Fig.5- 3 ANÁLISIS 1. En la actividad A ¿los tiempos de oscilación del péndulo fueron iguales en todos los casos o influye el ángulo, lo largo o el peso del péndulo? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 2. Para la actividad B que material utilizarías para observar perfectamente una onda longitudinal. __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 31
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    3. Que indicala frase “una lancha sin motor se encuentre a la deriva en el mar y se aleja de la costa” ¿por qué se aleja? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ CUESTIONARIO. 1. Si colocaras tu péndulo en la cima del monte Everest. ¿El periodo sería menor, igual o mayor que en tu laboratorio? ¿Por qué? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 2. Si colocaras tu péndulo a bordo de un vehículo espacial en órbita, ¿el periodo sería menor, igualo mayor que en tu laboratorio? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 3. Menciona los elementos que conforman a una onda mecánica __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 4. Que diferencias hay entre los dos tipos de ondas y su propagación __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 5. Investiga que investigador observo el movimiento pendular y que procedimiento experimental lleva a cabo para estudiarlo. __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 32
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    PRACTICA NO. 6 CALORESPECÍFICO DEL AGUA Objetivo: Predecir la temperatura final de una mezcla de varios vasos a diferentes temperaturas de agua. Material empleado: • 3 vasos de espuma de poliuretano • recipiente de un litro • termómetro • balde de agua fría • balde de agua caliente Ideas previas: Define con tus propias palabras que es el calor. __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ -Con qué instrumentos podemos medir el calor. __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ Si mezclas un balde de agua fría con un balde de agua caliente, la temperatura de la mezcla tendrá un valor intermedio entre las dos temperaturas iniciales. ¿Qué información necesitas para predecir la temperatura final?. En esta actividad vas a investigar que factores intervienen en los cambios de temperatura. Tu meta es averiguar qué pasa cuando mezclas masas iguales de agua que están a diferentes temperaturas. Antes de hacerlo, imagina un vaso de agua caliente a 60° C y un balde de agua a temperatura ambiente, ósea unos 20 °C. 34
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    ¿Cuál crees queeste más caliente: el vaso o el balde? ¿Cuál crees que tenga más energía térmica? Si el vaso y el balde estuvieran a la intemperie en un día de invierno, ¿cuál tardará más en cambiar su temperatura a 10 °C? Si introdujeras la misma cantidad de hierro al rojo vivo en el vaso y en el balde, ¿cuál sufriría un cambio mayor de temperatura? Consideraciones teóricas: La cantidad de energía calorífica necesaria para elevar la temperatura de una masa de una sustancia una cantidad varía de una sustancia a otra. Cada sustancia precisa una cantidad de calor especial para cambiar la temperatura de 1 kg de la misma en 1°C y este número se conoce como calor específico. Desarrollo experimental: Paso 1. Dos baldes llenos de agua están en tu habitación, uno con agua fría y el otro con agua caliente. Llena ¾ partes de un vaso con agua extraída del balde de agua fría. Marca el nivel del agua en la parte interior del vaso. Vacía el agua del vaso en un segundo vaso. Marca el nivel del agua lo hiciste en el primer vaso. Vacía el vaso de agua en un tercer vaso, y marcalo como se hizo antes. Ahora los tres vasos tienen marcas que muestran medidas casi iguales. 5.-¿Porqué las marcas no indican exactamente las mismas medidas? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ Paso 2. Llena el primer vaso hasta la marca, con agua del balde de agua caliente. Mide y anota la temperatura de ambos vasos de agua. Temperatura de agua fría:__________ 35
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    Temperatura de aguacaliente:_____________ Paso 3. Cuál será la temperatura final si mezclas los dos vasos de agua en el recipiente de un litro? Cuál será tu predicción anótala:___________ Paso 4. Vacía dos vasos de agua en el recipiente de un litro, agita la mezcla y luego mide y anota su temperatura. Temperatura real de la mezcla:_____________ 6.-Si hubo una diferencia entre tu predicción y tu observación, ¿qué pudo haberla causado? Vacía la mezcla en el fregadero ¡No la vuelvas a vaciar ni en el balde de agua caliente ni en el balde de agua fría! Paso 5. Llena un vaso hasta su marca con el balde de agua fría. Llena los otros dos vasos hasta sus marcas con agua del balde de agua caliente. Mide y anota sus temperaturas. Temperatura del agua fría:_____________ Temperatura de agua caliente (vaso 1):________________ Temperatura de agua caliente (vaso 2):________________ 36
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    Paso 6. ¿Cuálserá la temperatura cuando los tres vasos de agua se mezclan en un recipiente? Anota tu predicción acerca de la temperatura de la mezcla:___________ Paso 7. Vacía los tres vasos de agua en el recipiente de un litro, agita la mezcla, y luego mide y anota su temperatura. Temperatura real de la mezcla:____________ 7.- ¿Cómo resulto tu observación en comparación con tu predicción? 8.- ¿Cuál de las muestras de agua ( caliente o fría) cambió más cuando se volvió parte de la mezcla? ¿Por qué crees que paso esto? ______________________________________________________________ Vacía la mezcla en el fregadero ¡No la vuelvas a vaciar ni en el balde de agua caliente ni en el balde de agua fría! 37
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    Paso 8. Llenaun vaso hasta su marca con agua caliente. Llena los otros dos vasos hasta sus vasos con agua fría. Mide y anota sus temperaturas. Temperatura del agua caliente:_____________ Temperatura de agua fría (vaso 1):________________ Temperatura de agua fría (vaso 2):________________ Paso 9. Anota tu predicción acerca de la temperatura cuando hayas mezclado estos tres vasos. Predicción acerca de la temperatura de la mezcla:______________ Paso 10. Vierte los tres vasos de agua en el recipiente de un litro, agita la mezcla, mide la temperatura, y anótala. Temperatura real de la mezcla:_____________ 9.-¿Cómo fue esta observación, en comparación con tu predicción? 10.-¿Cuál de las muestras de agua (fría o caliente) cambió más cuando se volvió parte de la mezcla? 38
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    ¿Por qué creesque paso esto? ______________________________________________________________ Conclusión: __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ Nombre del alumno_________________________________________________ Fecha_____________________________________________________________ Revisó____________________________________________________________ 39
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    PRÁCTICA NÚMERO 7 CALORESPECÍFICO DE LOS CLAVOS OBJETIVO. Predecir la temperatura final de una mezcla de agua y clavos a diferente temperatura cuando se mezclan. MATERIAL 3 Soporte universal con nuez 3 trozos huecos de diferente metal(Cu, Al, Fe) 15 canicas 1 vela de parafina 1 regla graduada 1 cronometro 1 Balanza 4 Vasos aislantes grandes 1 Manojo de clavos cortos y gruesos, atado con un cordel 1 Termómetro (Celsius) 1 Lámpara de alcohol o mechero bunsen Toallas de papel IDEAS PREVIAS. . ¿Que entiendes por calor?¿ y por temperatura? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ Supón que masas iguales de agua y de hierro se encuentran ala misma temperatura. Supón que ahora añades la misma cantidad de calor a cada una de ellas. ¿Puede una masa cambiar su temperatura más que la otra? 40
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    __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ . supóngase quese tiene 10 litros de agua a una temperatura de 800 en un recipiente de aluminio a la intemperie, al paso de 20 minutos el agua tiene una temperatura de 300 ¿a qué crees que se deba tal fenómeno? ___________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ CONSIDERACIONES TEORICAS. Los metales transfieren adecuadamente el calor y por lo tanto son buenos conductores, la transferencia de calor se da por medio de la conducción y la radiación. Un tercer proceso, que también implica el movimiento de materia, se denomina convección. La conducción requiere contacto físico entre los cuerpos — o las partes de un cuerpo— que intercambian calor, pero en la radiación no hace falta que los cuerpos estén en contacto ni que haya materia entre ellos. Dentro de los metales dependiendo de su estructura molecular variara la forma de conducir el calor. Toda sustancia tiene un calor específico que es la cantidad de calor necesaria para aumentar en un grado la temperatura de una unidad de masa de dicha sustancia. El calor específico del agua a 15 °C es de 4.185,5 julios por kilogramo y grado Celsius. DESARROLLO EXPERIMENTAL ACTIVIDAD A 1. Coloca un vaso grande en el platillo de la balanza. Deja caer el manojo de clavos en uno de los vasos. Añade agua fría al otro vaso y colócalo en otra balanza hasta que tenga la misma masa que el vaso que contiene los clavos. Cuando los dos vasos estén en equilibrio, la masa será la misma en cada vaso: una masa de clavos en uno de ellos y una masa igual de agua en el otro. Fig. 1 41
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    2. Coloca elvaso de agua fría en tu mesa de trabajo. Saca el manojo de clavos y colócalo junto al vaso que contiene agua fría. 3. Llena el vaso vacío hasta las 3/4 partes con agua caliente. Transfiere el manojo de clavos al agua caliente y déjalo ahí dos minutos, para que los clavos alcancen la temperatura del agua caliente. 4. Mide y anota la temperatura del agua fría y la del agua caliente alrededor de los clavos. temperatura del agua fría = _______ temperatura del agua caliente = _______ ¿La temperatura del agua caliente es igual a la temperatura de los clavos? ¿Por qué crees que es igual o que no lo es? ¿tienes una mejor forma de calentar los clavos a una temperatura conocida? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 5. Pronostica cuál será la temperatura de la mezcla cuando los clavos calientes se añaden al agua fría. Predicción de la temperatura de la mezcla: __________________________________________________________________ 6. Saca los clavos del agua caliente y colócalos rápidamente en el agua fría. Cuando la temperatura de la mezcla deje de ascender, anótala. Temperatura real de la mezcla:___ ¿Qué tanto se acercó tu predicción al valor observado? _________________________ 1 2 H2O Fría H2O Caliente H2O Fría 42
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    3 m1 = m2T1 T2 Fig. 1 7. Ahora repite los pasos del 1 al 6 con agua caliente y clavos fríos. Primero, seca el manojo de clavos con una toalla de papel. Luego, equilibra en la balanza un vaso con el manojo de clavos secos y un vaso con agua caliente. 8. Extrae los clavos y llena el vaso hasta las 3/4 partes con agua fría. Sumerge el manojo de clavos en el vaso con agua fría, espera un minuto.¿Por qué es necesario esperar? Explica __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 9. Mide y anota la temperatura del agua caliente y la del agua fría alrededor de los clavos. temperatura del agua caliente= _______ temperatura del agua fría = _______ 10. Pronostica cuál será la temperatura de la mezcla cuando los clavos fríos se introduzcan en el agua caliente. Predicción de la temperatura de la mezcla = ________ 11. Extrae los clavos del agua fría y colócalos rápidamente en el agua caliente. Cuando la temperatura de la mezcla deje de variar anótala. Temperatura real de la mezcla = ___ ¿Qué tan cercana fue tu predicción con relación al valor observado? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 43
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    ACTIVIDAD B 1. Tomaun trozo de metal y sujétalo con la pinza de nuez al soporte universal, formando un ángulo de 700 . Utilizando una cantidad constante de cera, pega 5 canicas a lo largo del trozo de metal con una separación de 5cm entre cada canica. Haz lo mismo con los otros dos trozos de metal. Fig. 2 700 Fig. 2 2. Cuando este listo tu equipo, procede a calentar el extremo del trozo de metal utilizando una lámpara de alcohol o mechero bunsen, procurando que proporcionen una flama uniforme, al mismo tiempo pon en marcha tu cronometro y registra el tiempo que tarda en desprenderse cada canica del trozo de metal. Registra tus datos en una tabla. Haz lo mismo con los otros trozos de metal. Canica 1 Canica 2 Canica 3 Canica 4 Canica 5 Metal ( t ) ANÁLISIS 1. Si arrojas una piedra caliente dentro de un balde de agua fría, sabes que la temperatura de la piedra descenderá. También sabes que la temperatura del agua 44
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    aumentará, pero, ¿esaelevación de temperatura será mayor, menor o igual a la disminución de temperatura de la piedra? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ¿La temperatura del agua aumentará en la misma cantidad que descienda la temperatura de la piedra? ¿O los cambios de temperatura dependerán de las cantidades de piedra y de agua presentes, y de cuánta energía se necesita para lograr un cambio de la misma magnitud en la temperatura del agua y la de la piedra? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 2. Supón que masas iguales de agua y de hierro están a la misma temperatura y que extraes la misma cantidad de calor de cada una de ellas. ¿Podría una de ellas enfriarse más que la otra? (encierra en un círculo la respuesta correcta) sí no Si encerraste en un círculo "sí': ¿cuál de masa se enfriaría más? Explica. __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ CUESTIONARIO. 1. Investiga que rama de la física estudia el intercambio de calor de los cuerpos __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 2.Menciona 3 ejemplos cotidianos donde se observe lo realizado en el experimento. Explica cada uno de ellos.______________________________________________________________ 45
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    __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 3.¿Cómo podrías evitarel intercambio de temperatura entre el agua y los clavos? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 4. Investiga que principio se aplica en los utensilios que conservan el frío o calor(termos) de los alimentos. Explica como están conformados. __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 5. De los metales que se utilizaron en la actividad B, ¿cual fue el mejor conductor de calor?¿en que fundamentas la respuesta anterior? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 6. Los materiales que son buenos conductores del calor,¿serán también buenos conductores de la electricidad? ¿qué materiales conductores se utilizan para transportar la energía eléctrica? Explica. __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ CONCLUSIONES 46
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    __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ NOMBRE DEL ALUMNO___________________________________ FECHA _____________________________ REVISO ____________________________ PRACTICA 8 DILATACION DE LA MATERIA 47
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    OBJETIVO: Conocerá elcomportamiento la dilatación en sólidos, líquidos y gases. MATERIAL 1 Mechero de Busen 1 Soporte universal 1 Pinza de tres dedos 1 Mechero de Busen 80 cm Tubo o manguera trasparenta 30 cm Tubo de cristal 1 Matraz 1 Tapón de hule 20 cm Alambre 1 Tornillo o varilla Ideas previas: La manera antigua de romper grandes piedras es calentarlas durante largo tiempo con una gran fogata y rociarlas después, bruscamente, con agua fría. Es bastante más fácil que marrearlas (romperlas con un marro). Explica por que. __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _________________________________________________________ Consideraciones teóricas: Una propiedad de los cuerpos es la dilatación, consiste en el aumento de sus dimensiones cuando aumenta su temperatura: todo los sólidos, líquidos y los gases se dilatan al aumentar su temperatura. Desarrollo experimental: 48
  • 49.
    PASO 1 Colocaagua en el matraz, lleno hasta la mitad, coloca el tubo de cristal en el tapón, después ensámblalos, has una marca en el nivel que tiene el agua en el tubo, posteriormente arma los componentes como se muestra en la figura 8- 1 y enciende el mechero. ¿Qué se observa al incrementarse la temperatura el agua? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ Pasado cierto tiempo o bañando el matraz con agua que sucede al nivel del agua marcado. ¿Por que? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ PASO 2 Coloca un poco de agua en un tubo doblado o un pedazo de manguera transparente, conéctalo al matraz como se muestra en la figura 8-2 y marca el nivel que presenta el agua en el tubo, posteriormente acerca la flama solo cierto tiempo. 49 FIGURA 8- 2 FIGURA 8- 1
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    ¿Qué se observaal incrementarse la temperatura el interior del matraz? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ Pasado cierto tiempo o bañando el matraz con agua que sucede al nivel del agua marcado en el tubo. ¿Por que? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ PASO 3 Has un anillo de alambre enredando este en una varilla o tornillo como se observa en la figura 8- 3, posteriormente coloca el anillo que hiciste en una flama solo cierto tiempo, coloca nuevamente el anillo en la varilla donde lo hiciste que se observa. (Si se cuenta en el laboratorio un anillo de Gravesande utilízalo en vez de lo anterior) ¿Qué sucede cuando se calienta el anillo y se desea incrustarlo nuevamente? ¿Por qué? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ Cuestionario: ¿por qué los puentes y banquetas tienen una pequeña separación? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 50 FIG. 8- 3
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    ¿Qué comportamiento creesque tendrá un cable eléctrico en un poste, cuando es invierno y cuando es verano? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ¿Qué comportamiento crees tenga una llanta de automóvil a las 3 AM y a las 2 PM? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ CONCLUSIONES __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ Nombre del alumno________________________________________________ Fecha__________________________________________________________ Revisó__________________________________________________________ PRÁCTICA NÚMERO 9 CONVECCIÓN Objetivo. Observar el movimiento en un líquido causado por diferencias de temperatura. 51
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    material gafas de seguridad toallasde papel matraz de 250 mL colorante para alimentos Agitador de barra parrilla termómetro tapón de caucho con dos agujeros (con tubos de vidrio) fig. 9-1 vaso de laboratorio o frasco de encurtidos grande con agua Ideas previas:  Explica con tus palabras las tres formas de transmisión del calor ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ________________________________________________  ¿Cuál de las tres formas se aplica a los fluidos _________________________________________________________  ¿Qué relación hay entre el principio de Arquímedes y la convección. ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ____________________________________________________________ ________________________________________________ Consideraciones teóricas: El aire cercano al suelo de una habitación es más frío que el próximo al techo. El agua del fondo de una piscina es más fría que la de su superficie. En estos casos puedes sentir las diferentes temperaturas que resultan del movimiento de un fluido, pero no puedes ver el movimiento del fluido. En esta actividad podrás ver los movimientos de dos líquidos, cada uno a diferente temperatura. Desarrollo experimental: Paso 1: Lee los pasos del 2 al 5 completos antes de realizar la actividad, y pronostica lo que esperas observar. __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 52
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    __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ Paso 2: Pontelas gafas de seguridad. Mezcla un poco de colorante para alimentos en un matraz completamente lleno de agua. Agita bien. Calienta el agua coloreada hasta la temperatura de 70°C. Paso 3: Asegúrate de que la posición de los tubos de vidrio en el tapón sea la que muestra la figura 9-1. Con una toalla de papel húmeda, sujeta firmemente el cuello del matraz e inserta el tapón en él. Precaución. El matraz estará muy caliente. Ten cuidado para no quemarte. 53
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    Paso 4: sumergeel matraz caliente con cuidado en un frasco grande lleno de agua a temperatura ambiente. El nivel del agua debe quedar más arriba que ambos tubos del tapón. Como se muestra en la fig. 9-2 Paso 5: Anota las observaciones que hagas en los próximos 10 minutos 54 Fig. 9-1
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    __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 1.¿Qué provocó losmovimientos que observaste en el líquido? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ Conclusiones: __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ Nombre del alumno_______________________________________________ Fecha__________________________________________________________ Revisó__________________________________________________________ PRACTICA NÚMERO 10 55
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    LA EBULLICIÓN ESUN PROCESO DE ENFRIAMIENTO OBJETIVO: Observar el cambio de fase o estado del agua cuando se somete al proceso de ebullición y posteriormente se enfría. MATERIAL 1 gafas de seguridad 1 soporte universal c / aditamentos 2 abrazaderas para tubo de ensayo cubiertas de plástico 1 matraz de bola de 1000 mL (fondo plano) 1 tapón de caucho para el matraz, con un orificio, provisto de un termómetro 1 termómetro 1 mechero de Bunsen 1 cacerola o tina hielo triturado o vaso de precipitados con agua fría del grifo toallas de papel IDEAS PREVIAS. 1. ¿Que entiendes por enfriamiento de un cuerpo o sustancia? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 2.¿Crees que es posible hervir agua pura a menos de 100 0 C?¿qué factores influyen para alcanzar el punto de ebullición del agua? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 56
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    3.Cuando sales delbaño después de una ducha sientes un poco de frio ¿a qué crees que se debe? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ CONSIDERACIONES TEORICAS. El punto de ebullición es la temperatura a la que la presión de vapor de un líquido se iguala a la presión atmosférica existente sobre dicho líquido. A temperaturas inferiores al punto de ebullición, la evaporación tiene lugar únicamente en la superficie del líquido. Durante la ebullición se forma vapor en el interior del líquido, que sale a la superficie en forma de burbujas, con el característico hervor tumultuoso de la ebullición. Cuando el líquido es una sustancia simple, continúa hirviendo mientras se le aporte calor, sin aumentar la temperatura; esto quiere decir que la ebullición se produce a una temperatura y presión constantes con independencia de la cantidad de calor aplicada al líquido. Cuando se aumenta la presión sobre un líquido, el punto de ebullición aumenta. El agua, sometida a una presión de 1 atmósfera, hierve a 100 °C, Al reducir la presión sobre un líquido, baja el valor del punto de ebullición. A mayores alturas, donde la presión es menor, el agua hierve por debajo de 100 °C. Si la presión sobre una muestra de agua desciende a 6 pascales, la ebullición tendrá lugar a 0 °C. Cuando el agua se evapora, las moléculas con más energía abandonan el líquido. Esto produce una disminución de la energía promedio de las moléculas restantes. El líquido se enfría a causa del proceso de evaporación. DESARROLLO EXPERIMENTAL 1. Sostén un matraz vacío con una abrazadera para tubo de ensayo fija al soporte. Inserta en el cuello del matraz el tapón que preparó el profesor con el termómetro. Afloja la tuerca de orejas de la abrazadera, de modo que cuando se haga girar al 57
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    matraz para colocarlocon la boca hacia abajo, el extremo del termómetro quede a una altura de unos 3 cm sobre la mesa. 2. Antes de llenar el matraz con agua, necesitas practicar el procedimiento que vas a aplicar después. Quita el tapón del matraz. Fija al soporte un aro metálico y una malla de alambre bajo el matraz y coloca un mechero de Bunsen sin encender debajo del aro. Sujeta un Segundo termómetro, de modo que quede suspendido dentro del matraz 3. Imagina que estabas hirviendo agua en el matraz y acabas de apagar el mechero. Retira el mechero. Quita el segundo termómetro y su abrazadera del soporte. Afloja el tornillo del aro y bájalo junto con la malla de alambre, hasta que quede sobre la mesa. Con una toalla de papel húmeda, toma firmemente la abrazadera y el cuello del matraz "caliente". Inserta el tapón en el cuello del matraz. Afloja la tuerca de orejas de la abrazadera. Sosteniendo firmemente el matraz con la toalla húmeda, hazlo girar en la abrazadera hasta que quede invertido. Aprieta la tuerca de orejas para mantener fijo el matraz en esta posición. Practica este procedimiento unas cuantas veces hasta que tengas la seguridad de que podrás manipular en esta forma el aparato cuando el matraz esté lleno de agua hirviendo. Coloca el tapón aun lado para usarlo en el paso 5. 4. Usa gafas de seguridad. Llena con agua el matraz hasta la mitad y sujétalo al soporte. El aro y la malla de alambre deben estar debajo por razones de seguridad. Si vas a usar termómetros, sujeta uno de ellos al soporte de modo que el bulbo quede dentro del agua, pero sin tocar las paredes del matraz. Elabora una tabla de datos para anotar la temperatura cada 30 segundos hasta que pasen 3 minutos después de que el agua comenzó a hervir vigorosamente. Calienta el agua y anota esos datos. 58
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    5. Cuando dejesde calentar el matraz, quita el segundo termómetro. Baja el aro. Toma firmemente la abrazadera y el cuello del matraz con una toalla de papel húmeda. Inserta en el matraz el tapón con el termómetro. La presión atmosférica hará que quede bien ajustado. Afloja la tuerca de orejas de la abrazadera. Con mucho cuidado, toma el matraz con una toalla de papel húmeda e inviértelo, haciéndolo girar en la abrazadera. Aprieta la tuerca de orejas de la abrazadera para fijar el matraz en esa posición invertida. Fig. 10-1 Fig. 10-1 6. Coloca una cacerola o tina pequeña debajo del matraz. Vacía agua fría del grifo sobre la mitad superior del matraz, o coloca sobre el matraz el hielo triturado. Repite esta operación varias veces. 7. Elabora una gráfica de temperatura (eje vertical) contra tiempo (eje horizontal) ANÁLISIS 1. ¿por qué es necesario practicar varias veces el movimiento del matraz antes de llevar a cabo el experimento? 59
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    __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 2. Supóngase queal agua se le agrega un poco de sal ¿se lograría el mismo resultado que en el experimento anterior?¿y si se le agrega azúcar? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 3. En que forma influye la presión para alcanzar el punto de ebullición de una sustancia __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ CUESTIONARIO. 1.¿Qué le pasa a la temperatura del agua del matraz? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 2. ¿Aumenta la temperatura del agua en ebullición cuando se le sigue aplicando calor? _________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _ 3. Explica tus observaciones de la temperatura del agua mientras sigue hirviendo. __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 4.¿Cómo es la cantidad de energía absorbida por una cacerola de agua hirviente sobre una estufa en comparación con la cantidad de energía extraída del agua por la ebullición? ___________________________________________ 60
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    __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 5. Investiga enque procesos industriales se aplica el principio revisado __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ CONCLUSIONES. __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ NOMBRE DEL ALUMNO ____________________________________________ FECHA _____________________________ REVISO ____________________________ 61
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    PRÁCTICA NÚMERO 11 CARGAELÉCTRICA OBJETIVO: Cargar eléctricamente a un cuerpo con los dos tipos de carga (positiva y negativa), y observar los efectos de atracción y repulsión entre cuerpos cargados. MATERIAL: Péndulo eléctrico, un electroscopio, una barra de vidrio, barra de plástico, tela de seda tela de lana, globos y bolitas de nieve seca ( estas se pueden obtener frotando los protectores que sirven para proteger aparatos electrónicos IDEAS PREVIAS: Bajo las complejidades de los fenómenos eléctricos yace una regla fundamental de la cual se derivan casi todos los demás efectos. ¡cuál es esta regla?. __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ¿ Cuál es la diferencia entre la carga de un protón y un electrón? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ CONSIDERACIONES TEÓRICAS: Toda la materia se compone de átomos y éstos de partículas elementales como son los electrones, protones y neutrones. Los electrones y los protones tienen una propiedad llamada carga eléctrica, los neutrones son eléctricamente neutros por que carecen de carga. Los electrones tienen carga negativa, mientras que los protones presentan carga positiva. El átomo está constituido por un núcleo en el cual se encuentran los protones y los neutrones, alrededor de este giran los electrones. Un átomo normal es neutro, pues tiene el mismo número de protones que de electrones. Sin embargo un átomo puede ganar electrones y quedar con carga negativa , o bien, puede perderlos y tener carga positiva. Un principio esencial de la electricidad es que cargas del mismo signo se repelen y cargas del signa contrario se atraen. Los cuerpos se cargan eléctricamente por frotamiento, contacto e inducción. Un péndulo eléctrico consiste de una esferilla de medula de saúco sostenida por un soporte con un hilo de seda aislante. 62
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    El péndulo lopuedes armar con un soporte universal y una bolita de unicel El electroscopio es un aparato que permite detectar si un cuerpo está o no cargado eléctricamente y también identifica el signo de la carga. Consta de un recipiente de vidrio y un tapón aislador, atravesado por una varilla metálica rematada en su parte superior por una esferilla también metálica; en su parte inferior tiene dos laminillas que pueden ser de oro, aluminio, o láminas finas de cualquier metal. DESARROLLO EXPERIMENTAL: 1.-Frote vigorosamente la barra de vidrio, o un tubo de ensayo con la tela de seda; ya electrizada la barra acérquela a la esfera del péndulo, sin tocarlo.¿qué sucede al acercarla? : ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _______________________________________________________________ 63 FIG.1 1-1 Péndulo eléctrico FIG. 11-2 Electroscopio
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    Enseguida toca laesfera del péndulo con la barra observa y describe lo que sucede : ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _______________________________________________________________ Representa con dibujos lo que sucedió en los dos casos ¿Por qué se comporto de esa manera? : ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _______________________________________________________________ 2.- Frote ahora la barra de plástico, o una regla del mismo material, con la tela de lana ya electrizada la barra acérquela a la esfera,¿ Qué sucede? : ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _______________________________________________________________ Después toca la esfera con la barra observa y explica lo que sucede _:______________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 64
  • 65.
    3.-Acerque a laesferilla del electroscopio la barra de vidrio previamente cargada y observe que sucede con las laminillas que tienen en su parte inferior. : ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _____________________:__________________________________________ _______________________________________________________________ 4.-Descargue el electroscopio tocándolo con la mano y repita la operación del punto 3, pero ahora con la barra de plástico. Observe que sucede con las laminillas : ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _______________________________________________________________ 5.-Repita la operación del punto 3, pero después, sin descargar el electroscopio, acerque la barra de plástico. ¿ Qué le suceden a las laminillas? : ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _______________________________________________________________ 6.- Para reafirmar tus experimentos. Toma un globo, introdúcele bolitas minúsculas de nieve seca. ínflalo y frótalo en el cabello fuertemente. ¿ Cómo se comportan las bolitas dentro del globo? ______________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ __ Acerca un dedo en dirección de una bolita sin tocar el globo¿ Qué le sucede a la bolita dentro del globo? ¿ Por qué se comporta de esta manera? 65
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    7.- Frota elglobo sobre el pelo de una persona que este seco y de unos 10 a 15 cm de longitud . Empieza a retirarlo poco a poco hacia arriba de manera que el cabello se valla levantando; cuando el pelo este completamente levantado despega un poquito el globo y observa que sucede con el cabello: Explica por que sucede esto. El globo se puede utilizar también para acercarlo al electroscopio y observar el movimiento de las laminillas ¡ hazlo ¡ CUESTIONARIO: ¿Cuáles son las formas en que se puede cargar un cuerpo? Explícalas : ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _______________________________________________________________ ¿ Cuantos tipos de carga hay? ¿Cuáles son? : ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _______________________________________________________________ Conclusiones: : ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ ________________________________________________________________ _______________________________________________________________ Nombre del alumno:_______________________________________________ 66
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    Fecha:__________________________________________________________ Revisó.__________________________________________________________ PRÁCTICA NO. 12 CAMPOELÉCTRICO OBJETIVO: Descubrir que en el espacio que rodea a una carga eléctrica existe un campo de fuerza o un campo eléctrico. MATERIAL EMPLEADO: Globos, hilo, peine de plástico, papel, regla y chorro de agua IDEAS PREVIAS: Además de la fuerza de gravedad, existe en la naturaleza la fuerza eléctrica. Si una esfera de plástico la suspendemos por un hilo ligero y le acercamos una barra de plástico, prácticamente no observaremos ningún movimiento. Pero si frotamos enérgicamente la barra con fieltro o un tejido de lana y después la acercamos a la esfera de plástico a la misma distancia de antes, observaremos que la esfera es atraída hacia la barra. Se dice que la barra de plástico fue cargada eléctricamente al ser frotada contra el fieltro y que esas “cargas eléctricas” que adquirió produjeron una fuerza eléctrica de atracción sobre la esfera. CONSIDERACIONES TEÓRICAS: 67
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    Una carga eléctricase encuentra siempre rodeada por un campo eléctrico. Las cargas de diferente signo se atraen y las de igual signo se rechazan, aún cuando se encuentran separadas. Esto quiere decir que las cargas eléctricas influyen sobre la región que está a su alrededor; la región de influencia recibe el nombre de campo eléctrico. El campo eléctrico es invisible, pero su fuerza ejerce acciones sobre los cuerpos cargados y por ello es fácil detectar su presencia, así como medir su intensidad. Fig. 12-1. Configuración del campo eléctrico producido por una carga positiva y por una negativa Fig. 12-2 Configuración del campo eléctrico producido por dos cargas de diferente signo y dos de igual signo. DESARROLLO EXPERIMENTAL: 68
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    1. Infla dosglobos de tamaño regular y amárralos a hilos (no cordel) de más de dos metros y sujétalos del techo de tal manera que queden los globos casi tocándose uno al otro. 2. Ahora con una toalla o una franela frota los globos por separado y sin tocarlos con el cuerpo y veamos lo que sucede al dejarlos libres. Puedes frotarlos también en el cabello seco de una persona. ¡Puede dar mejor resultado! 3. Es importante que antes de frotarlos hagan sus hipótesis de lo que va a pasar y las discutan con sus compañeros. 4. Frota fuertemente el cabello con un peine o una regla de plástico, abre la llave de manera que salga un chorro de agua delgado y acerca el peine o la regla sin tocarlo. 5. Ahora vuelve a frotar el cabello con el peine y colócalo cerca de algunos pedacitos de papel. ANÁLISIS DEL DESARROLLO EXPERIMENTAL: 1. ¿Cuál es tu hipótesis y las de tus compañeros? 69
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    __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 2. ¿Cuál delas hipótesis planteadas fue la correcta? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 3. ¿Qué fue lo que sucedió? ¿Por qué? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ CUESTIONARIO: 1. ¿Hay alguna interacción eléctrica entre el peine y el chorro de agua? ¿Significa esto que el chorro de agua tiene carga? ¿Por qué? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 2. ¿Qué es un dipolo eléctrico? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 3. ¿Qué sucede al realizar el cuarto paso de la práctica? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 4. Entonces ¿qué significa que un objeto esté eléctricamente polarizado? 70
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    PRÁCTICA NÚMERO 13 CIRCUITOSEN SERIE Y PARALELO Objetivo: Estudiar diversas combinaciones de una batería y focos, y sus efectos sobre la intensidad de la luz en estos últimos. material 2 Batería tamaño D 6 v 6 trozos de alambre de cobre sin recubrimiento 3 focos de lámpara de mano 3 sockets para los focos Ideas previas:  Tienes tres focos conectados en serie ¿ qué le ocurre a la corriente en los demás focos cuando se funde uno de ellos? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________  ¿ qué le ocurre a la intensidad luminosa de cada foco de un circuito en serie cuando se añaden más focos en serie al circuito? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________  ¿ Qué le ocurre a la intensidad luminosa de cada foco de un circuito en paralelo cuando se añaden más focos? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ consideraciones teóricas. Una pila seca (comúnmente llamada batería) es una fuente de energía eléctrica. Hay muchas combinaciones que permiten conducir la energía desde la pila hasta 72
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    los focos. Enesta actividad ensayara esas combinaciones para ver cual logra que las focos brillen mas. Procedimiento 1.- conecta el foco (sin socket), una batería y alambre en todas las disposiciones que se te ocurran tratando que el foco emita luz. Dibuja cada una de estas disposiciones, tanto las que fallaron como las que tuvieron éxito. marca los diseños con los que tuviste éxito. Describe las similitudes de las pruebas en que tuviste éxito. _:________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 2.- Usa un foco con su socket, una batería y alambre. Conecta estos elementos en el mayor numero posible de combinaciones para que encienda el foco.¿cuáles son las dos partes del foco con las cuales hace contacto el socket : __________________________________________________________________ _____________________________________________________________ 3.-Con una batería enciende el mayor numero de focos con socket que puedas. Dibuja cada una de tus combinaciones e indica cuales funcionaron. Compara tus resultados con los de otros estudiantes ¿Con que combinación o combinaciones lograron encender el mayor numero de focos usando solo una batería? : __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _______________________________________________________________ 4.- en los diagramas de circuito se usan los siguientes símbolos: Alambre Batería 73
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    Bombilla o cualquierdispositivo que use energía eléctrica en un circuito. Conecta los focos con sockets, una batería y alambre tal como lo indica cada uno de los diagramas de circuito en la figura 3-1. Los circuitos como estos son ejemplos de circuitos en serie. Fig. 13-1 Circuito en serie ¿Encienden los focos en cada uno de estos circuitos en serie? : __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _________________________________________________________________ 5.- en el circuito con 2 focos, quita una de los focos. ¿Qué le pasa al otro foco? : __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _________________________________________________________________ 6.- conecta el circuito que aparece en el diagrama de la figura 3-2. un circuito como este se llama circuito en paralelo. 74
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    Fig. 13-2 ¿se enciendenlos dos focos de este circuito paralelo? : __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ______________________________________________________________ 7.- quita uno de los focos del circuito paralelo ¿Que le pasa al otro foco? : __________________________________________________________________ _________________________________________________________________ Con tus propias palabras, describe al menos tres características para un circuito en serie y para un circuito en paralelo : __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _________________________________________________________________- Conclusiones: : __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 75
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    __________________________________________________________________ _________________________________________________________________ Nombre del alumno__________________________________________________ Fecha____________________________________________________________ Revisó____________________________________________________________ PRÁCTICA NÚMERO14 CIRCUITOS EN SERIE, EN PARALELO y MIXTOS Objetivo: Proporcionar una evidencia experimental de lo que es un circuito en serie y un circuito en paralelo, así como de la intensidad de la corriente en cada uno de ellos cuando los focos son iguales: NOTA: ESTA PRÁCTICA SE PUEDE REALIZAR CON FOCOS DE LOS QUE USAN COMÚNMENTE EN SUS CASAS Y CABLE CALIBRE 14 EN LOS CONTACTOS DE CORRIENTE ALTERNA DE LAS MESAS DE LABORATORIO: PRECAUCIÓN. SI ES ASÍ DEBES TENER MUCHO CUIDADO Y NO CONECTAR TU CIRCUITO AL CONTACTO HASTA QUE LO VERIFIQUE TU PROFESOR. Ideas previas: Si tienes tres focos de diferente potencia en un circuito en serie ¿ el de mayor potencia brilla más? 76
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    _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Si observas lasresistencias de tres focos de diferente potencia por ejemplo 25w, 60 w o 100w ¿ cuál de ellas será más delgada? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ ¿Qué significado tiene que sea más delgada? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Consideraciones teóricas: Todo camino por el cual puede fluir corriente eléctrica es un circuito. Para que el flujo de corriente sea continuo debe existir un circuito completo, sin interrupciones. La mayoría de los circuitos incluyen más de un dispositivo que recibe energía eléctrica. En general, estos dispositivos se conectan en el circuito de dos maneras: en serie o en paralelo. Cuando se conectan en serie, los dispositivos forman un solo camino para el flujo de corriente entre la s terminales de la batería, el generados o la toma corriente (contacto) Cuando se conectan en paralelo, los dispositivos forman ramas, cada una de las cuales constituye un camino distinto para el flujo de electrones. Desarrollo experimental: 1.-Cuando un alambre o un foco se conectan a la corriente ( batería o contacto) formando un circuito cerrado, tenemos evidencia de que algo está pasando en el mismo. El alambre se calienta y el foco brilla. Para explicar la observación se puede pensar que hay un flujo eléctrico que va de una de las terminales, pasa por el resto del circuito y regresa a la otra terminal; la toma le proporciona energía suficiente para que este proceso sea continuo. Podemos suponer que el brillo es un indicador de la cantidad de flujo que pasa por el foco. Usando estas suposiciones sobre el flujo en un circuito ¿ qué indicaría respecto al flujo eléctrico que pasa por dos focos si el brillo de ambos fuera igual? ¿ Qué indicaría si un foco brillara más que otro? : __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ________________________________________________________________ 2.-Armen un circuito con dos focos que estén conectados uno después del otro. Los dos focos deben ser iguales ( de los mismos watts) . Cuando se conectan los dos focos uno después del otro, se dice que están conectados en serie. 77
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    ¿Cómo es lacorriente que pasa por el mismo foco cuando están conectados en serie con un segundo foco?.Hagan una hipótesis explicando las razones de su predicción. : __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _________________________________________________________________ Comparen el brillo de cada foco con el brillo de un foco idéntico en un circuito con un solo foco. De acuerdo con las suposiciones hechas al principio de la práctica ¿cómo es la corriente que pasa por el mismo foco cuando esta conectado en serie con un segundo foco? : __________________________________________________________________ _________________________________________________________________ Comparen el brillo de los dos focos ¿qué se puede concluir de estas observaciones sobre la cantidad de corriente que fluye por cada uno de los focos? : __________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ¿Creen que el orden de los focos tiene importancia? ¿se puede decir en que dirección esta fluyendo la corriente? ¿cómo es la corriente que pasa por el cable que tienen en común los dos focos, comparada con la que pasa por el cable de un solo foco? : __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _________________________________________________________________ 3.-Agreguen un tercer foco en serie al circuito anterior. ANTES de cerrar el circuito predecir el brillo relativo a los focos. ¿Esperan que cambie? ¿Qué cada uno sea distinto, que los tres sean iguales...? : __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _________________________________________________________________ 4. Ahora cambien los tres focos por otros tres que tenga una diferencia importante en la potencia por ejemplo si estabas conectando de 40 watts ahora conecta de 60 o de 75. ANTES de cerrar el circuito. Predecir el brillo de cada uno de los focos ¿Cuál creen que brillara más? ¿ Brillaran más o igual que los anteriores? : __________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ¿Por cuál pasa más corriente? 78
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    .:_________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ . 5.-Armen un circuitocon dos focos idénticos de tal forma que sus terminales estén conectadas juntas. Dos focos conectados de esta manera se dice que están conectados en PARALELO. Hagan una predicción del brillo de cada uno de los focos y del brillo de los dos focos comparado con el brillo del circuito que tiene un solo foco : __________________________________________________________________ _________________________________________________________________ Ahora cierren el circuito y observen el brillo de los focos y compárenlos con el circuito de un solo foco.¿ Qué se puede concluir de estas observaciones sobre la cantidad de corriente que fluye por cada uno de los focos’? ¿Creen que el orden de los focos tiene importancia? : __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _________________________________________________________________ ¿Cómo es la corriente que pasa por el cable en un circuito con un solo foco, comparada con la que pasa por el cable en un circuito con dos focos en paralelo? _:________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ ________________________________________________________________:_ 6.-Agregar un tercer foco en paralelo al circuito anterior. ANTES de cerrar el circuito predecir el brillo relativo a los focos. ¿Esperan que cambie? ¿Qué cada uno sea distinto, que los tres sean iguales...? : __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __:______________________________________________________________ 1. Ahora realiza un circuito mixto que tenga tres focos en serie y dos en paralelo Como el que se muestra en la figura 14-1. ANTES DE CONECTARLO 79
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    Figura 14-1 Circuitomixto Predice: ¿Cómo será el brillo del foco A comparado con el brillo del foco B? ¿Cómo será el brillo del foco B comparado con el brillo del foco D? ¿ Cómo será el brillo del foco A comparado con el brillo del foco C? Explica tu razonamiento en cada caso: : __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _________________________________________________________________ Conéctalo y observa el brillo real en cada caso. Trata de explicar cualquier diferencia entre tu predicción y la observación. : __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ _________________________________________________________________ Conclusiones: : __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 80
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    PRÁCTICA No. 15 LÍNEASDE CAMPO MAGNÉTICO OBJETIVO: Explorar las formas de los campos magnéticos MATERIAL EMPLEADO: 2 imanes de barra limaduras de hierro recipiente con limaduras de hierro en aceite imán de herradura potente hoja de plástico transparente 5 a 10 brújulas pequeñas papel IDEAS PREVIAS: El término magnetismo proviene de ciertas rocas llamadas piedra-imán que se encontraron hace más de 2 000 años en la región de Magnesia, Grecia. Hasta principios del siglo XIX se pensó que el magnetismo era independiente de la electricidad. Esto cambió en 1820 cuando un profesor de ciencias danés, Hans Christian Oersted, descubrió que existía una región entre ambos fenómenos mientras hacía una demostración de las corrientes eléctricas por un alambre que estaba cerca de una brújula. CONSIDERACIONES TEÓRICAS: Los imanes ejercen fuerza unos sobre otros; se parecen a las cargas eléctricas en cuanto que pueden atraer y repeler sin tocarse, según sean los extremos que se aproximen. Además, al igual que las cargas eléctricas, la intensidad de su interacción dependen de la distancia que lo separa. Mientras que las cargas eléctricas producen fuerzas eléctricas, ciertas regiones llamadas polos magnéticos producen fuerzas magnéticas. Un campo magnético no puede verse 82
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    directamente, pero suforma global puede discernirse por el efecto que produce sobre limaduras de hierro. Fig. 15-1. Las limaduras de hierro trazan un patrón de líneas de campo magnético en el espacio que rodea un imán. DESARROLLO EXPERIMENTAL: 1. Agita vigorosamente el recipiente que contiene las limaduras de hierro. Selecciona el imán de herradura más potente de que dispongas. Coloca el recipiente sobre uno de los polos del imán y observa cuidadosamente. Coloca el recipiente en otros lugares, alrededor del imán, para observar cómo se alinean las limaduras, 2. Con base en todas tus observaciones, haz un esquema que muestre la dirección del campo magnético alrededor de tu imán, observando de lado. Dibuja también un diagrama con la vista desde el extremo del imán. 3. Consigue 2 imanes de barra, y entre 5 y 10 brújulas pequeñas. Observa cuál de los extremos de cada brújula apunta hacia el norte. Para realizar esta actividad, representa cada brújula como una flecha cuya punta es el extremo que señala hacia el norte. 83
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    4. Dibuja unode los imanes de barra en una hoja de papel. Mueve las brújulas alrededor del imán, y usa flechas para indicar en qué dirección apunta en cada lugar. Une las flechas con líneas continuas para mostrar el campo magnético. 5. Consigue una pequeña cantidad de limaduras de hierro y na hoja de plástico transparente. Coloca el plástico encima de uno de los imanes de barra y esparce una pequeña cantidad de limaduras de hierro sobre el plástico. Tal vez sea necesario golpear o agitar un poco la hoja de plástico. Las limaduras se alinean con el campo magnético. En el siguiente espacio, traza el patrón que forman las limaduras. Repite este paso usando el otro imán de barra. 6. Repite el paso 5 con los 2 imanes de barra, colocando sus polos semejantes uno frente al otro, es decir, N y N o S y S, y después con sus polos opuestos uno frente al otro. Dibuja el patrón de las limaduras en ambos casos. ANÁLISIS DEL DESARROLLO: 1. ¿Qué pasó con las limaduras de hierro al ser sometidas al campo magnético del imán? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 84
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    2. ¿Existen limitacionespara cualquiera de estos dos métodos? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 3 ¿Qué generaciones puedes hacer acerca de las líneas del campo magnético? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ CUESTIONARIO 1. ¿Quiénes fueron los primeros en usar las piedras-imán y con qué fin los utilizaron? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 2. ¿Cómo se llaman los extremos de los imanes? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 3. Enuncia la Ley de los Imanes __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 4. ¿Tiene un imán necesariamente un polo norte y un polo sur? ¿Por qué? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ 85
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    5. ¿Si partesun imán en cuatro partes tendrás cuatro imanes? ¿Por qué? __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ CONCLUSIONES __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ __________________________________________________________________ NOMBRE DEL ALUMNO______________________________________________ LUGAR Y FECHA ___________________________________________________ REVISÓ ______________________________________________________ 86
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