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COLEGIO
COLEGIO
SISTEMA
SISTEMA
ALZATE
ALZATE
C. C. H.
C. C. H.
INCORPORADO
A LA U.
INCORPORADO
A N. A. M.
CLAVE
LA
U. N. 7898
A. M.
CLAVE 7898
JUEGO DE PRACTICAS
DEL JUEGO
LABORATORIO
DE FÍSICA III
DE PRÁCTICAS
DEL LABORATORIO DE FÍSICA IV
GRUPOS: 5510 Y 5520
GRUPOS: 6510 Y 6520
PLAN DE ESTUDIOS 2003
FÍSICA IV
Practica No. 1 Pila voltaica
Objetivo. Construir una pila con diferentes metales para determinar
eléctrica de cada uno de estos.
la conductividad
Introducción.
Una pila es un dispositivo que transforma la energía química en eléctrica. Una batería es un
agrupamiento de dos o más pilas unidas en serie o en paralelo. Una muy usada en radios
portátiles, lámparas de mano o rasuradoras eléctricas es la pila seca que produce una fuerza
electromotriz (fem) de 1.5 volts entre sus terminales.
La conexión de pilas en serie se efectúa al unir el polo positivo de una con el polo
negativo de otra y así sucesivamente de acuerdo a la fem que se desea obtener, por su parte la
conexión de pilas en paralelo, se realiza al enlazar por una parte todos los polos positivos y
por otra todos los negativos.
Para obtener un suministro continuo de electrones se utilizan las pilas y los
generadores eléctricos, un generador es un aparto que transforma la energía mecánica en
eléctrica. La fuerza electromotriz (fem), mide la cantidad de energía que proporciona un
elemento generador de corriente eléctrica. Por lo tanto, le fuerza electromotriz aplicada en un
circuito eléctrico es igual a la energía suministrada para que la unidad de carga recorra el
circuito completo. ε = T / q.
Conceptos a investigar. Corriente eléctrica directa, tipos de pilas voltaicas y serie
electroquímica.
Material.
1 pila de carbono - zinc
1 moneda de cobre / llave de bronce
1 moneda de plata o níquel
2 frascos vial
1 multímetro
1 leds
Solución de NaCl al 10%
3 tramos de 5 cm de alambre de cobre
4 caimanes
1 tira de magnesio de 1 cm
1 paquete de algodón
2 clips
2 limones / naranjas / papas
30ml de H2SO4
Procedimiento.
1.- Tomar la pila de carbono-zinc, quitarle el forro metálico que es de zinc y cortar esta en
tiras.
2.- Colocar en el limón un tramo de cobre junto con la tira de zinc (figura 1) y medir el voltaje
con el multímetro.
3.- Retirar la placa de zinc y colocaren su lugar el clip y medir nuevamente con el multímetro.
4.- Colocar la tira de magnesio y medir el voltaje.
5.- Analiza cual da mayor voltaje para hacer funcionar un dispositivo eléctrico.
6.- Coloca la moneda de cobre y la moneda de zinc/niquel/plata una encima de otra separada
por un algodón humedecido con H2SO4 o NaCl al 10% el polo positivo será la moneda de
cobre y el polo negativo la otra moneda (figura 2) . Si deseas aumentar el voltaje coloca otro
algodón humedecido otra moneda de cobre otro algodón húmedo y otra moneda de zinc. Trata
de encender el led.
Figura 1
Figura 2
(+)
Cobre
Moneda
Algodón
Zinc
Moneda
(-)
Limón
Cuestionario.
1.- ¿Cuál es el polo positivo y cuál el negativo en cada pila?
2.- ¿Qué es un despolarizante?
3.- ¿Qué es la F.e.m.?
Referencias bibliográficas.
Alvarenga Máximo (1981) Física general con experimentos sencillos. Editorial Harla,
México.
Pérez Montiel, Héctor (2002) Física General. Publicaciones Cultural. México.
FÍSICA IV
Practica No. 2 Motor eléctrico
Objetivo. Construir un motor eléctrico para explicar el funcionamiento de este, utilizando los
conocimientos de electromagnetismo.
Introducción.
Un motor eléctrico es un aparato que convierte la energía eléctrica en mecánica, un motor de
corriente continua o directa está constituido por una bobina suspendida entre los polos de un
imán. Al circular una corriente eléctrica en la bobina, esta adquiere un campo magnético y
actúa como un imán, por tanto, es desplazada en movimientos de rotación, debido a la fuerza
que hay entre los dos campos magnéticos. El motor de corriente alterna de inducción es el
más empleado gracias a su bajo costo de mantenimiento.
En general, todo motor eléctrico consta de dos partes principales: el electroimán,
llamado inductor o estator pues suele ser fijo, y el circuito eléctrico, que puede girar alrededor
de un eje y recibe el nombre de inducido o rotor.
Conceptos a investigar. Fuerza magnética sobre un conductor, la regla de la mano derecha,
fuerza recibida por una espira dentro de un campo magnético y partes que constituyen un
motor eléctrico.
Material.
2 m de alambre magneto del No. 22
1 imán de bocina
1 cuter o navaja
1 pila de 9V
2 clips
1 cinta masking tape
Procedimiento.
1.- Toma los dos metros de alambre y busca una base con un diámetro de 2.5 a 3 cm para
enredarlo, dejando ambos extremos con unos 3 cm (figura 1) para usarlos en asegurar la
bobina y que pase la corriente de la pila.
Figura 1
2.- Raspa uno de los extremos del alambre completamente para quitar el aislante, al otro
extremo solo la mitad de una cara visto al cable frontalmente, esto con la finalidad de crear el
efecto conmutador.
3.-Los clips serán escobillas, colócalos extendidos en cada uno de los polos de la pila de 9V,
sobre las puntas de los clips se colocan las bobinas.
4.-Fija la pila con la cinta masking tape y acerca el imán a cierta distancia, observa lo que
sucede.
Cuestionario.
1.- ¿Qué dice la regla de la mano derecha?
2.- ¿Qué sucede si se invierten los polos?
3.- ¿Qué sucede si se invierten los polos del imán?
Referencias bibliográficas.
Alvarenga Máximo (1981) Física general con experimentos sencillos. Editorial Harla,
México.
Pérez Montiel, Héctor (2002) Física General. Publicaciones Cultural. México.
FÍSICA IV
Practica No. 3 Electromagnetismo
Objetivo.- Construir una bobina y un solenoide para identificar las variables que intervienen
en la intensidad del campo magnético y bajo que condiciones el campo magnético puede
producir electricidad.
Introducción.- El electromagnetismo es la parte de la física encargada de estudiar al conjunto
de fenómenos que resultan de las acciones mutuas entre las corrientes eléctricas y el
magnetismo. En 1820 Oersted descubrió que cuando circula corriente eléctrica por un alambre
conductor se forma inmediatamente un campo magnético alrededor de él. Poco tiempo
después Ampere descubrió que el campo magnético podía intensificarse al enrollar el alambre
conductor en forma de bobina. En 1831 Faraday descubrió las corrientes eléctricas inducidas
al realizar experimentos con una bobina a la que se le acercaba y alejaba un imán recto. La
corriente inducida era más intensa a medida que se movía más rápido el imán.
De acuerdo con los experimentos de Faraday sabemos lo siguiente: la inducción
electromagnética es el fenómeno producido cuando un conductor se mueve en sentido
transversal corando las líneas de fuerza de un campo magnético, con ello se genera una fuerza
electromotriz que induce una corriente eléctrica en el conductor.
Conceptos a investigar: Electromagnetismo, solenoide, bobina, corriente eléctrica, campo
magnético, materiales conductores y materiales aislantes.
Material:
10 m de alambre magneto del No. 22
1 eliminador de 12 volts o más
1 lija de esmeril delgada
1 tornillo de 6 cm de largo y ¼ de diámetro
1 pinzas de punta
1 extensión
1 multimetro
3 clavos (4, 5 y 6 pulgadas)
1 imanes de diferente tamaño
2 caimanes
Procedimiento:
1.- Toma el tornillo que servirá como núcleo del electroimán y enreda los 2m de
alambre magneto dejando 2 puntas de unos 10cm para conectarlas al eliminador
y al interruptor.
2.- Fija el tornillo a la tabla con la pistola de silicón procurando que quede un
poco alta.
3.- Una punta del alambre se fija a la tabla con el clavo y con otro tramo de
alambre magneto se realiza un interruptor, fijando con silicón un tramo de palo
de paleta a la tabla posteriormente se recorta un rectángulo de la botella de
plástico (al cual se le fija el alambre) que se pega sobre el palo de paleta que
hará contacto con el clavo el cual esta conectado con un polo del eliminador.
4.- Con las pinzas de punta se le da forma al clip de tal manera que la campana
este cerca del electroimán.
5.- Recorta un tramo delgado y largo de plástico (15 cm), en la punta coloca una
cabeza de un clavo el cual debe quedar entre la campanita y la punta del tornillo
como se observa en el esquema siguiente.
6.- Acciona el interruptor y observa lo que sucede.
Tornillo
Alambre
magneto
Interruptor
+
Eliminador
Campana
Palos de madera
Clip
Clavo
Tiras de plástico flexible
Cuestionario
1.- ¿Cuál es la ventaja de un electroimán con respecto a la de un imán permanente?
2.- ¿Qué problemas existieron en la construcción del timbre?
3.- ¿Dónde más se usan los electroimanes?
Bibliografía
- Alvarenga, Máximo. 1981. Física general con experimentos sencillos. Ed. Harla.
México.
- Hewitt. 1999. Física Conceptual. Ed. Pearson. México.
- Pérez Montiel, Héctor. 2003. Física General. 3ª. Ed. Publicaciones Cultural. México,
D. F.
FÍSICA IV
Practica No. 4 Sensores
Objetivo.- Objetivo.- Elaborar un circuito de luces con sensores, para comprender su función
e importancia en la aplicación de aparatos electrónicos.
Introducción.- Utiliza los fenómenos eléctricos para trasladar información audible, visual,
etc., esta se canaliza a través de una corriente eléctrica a base de cambios en sus
características los cuales se codifican, estos pueden ser amperaje, voltaje, frecuencia, fase, etc.
Cuando el amperaje o el voltaje se alteran de forma controlada para conducir en forma
codificada cierta información reciben el nombre de señales.
Un sensor convierte una señal física de un tipo en una señal física de otra naturaleza. Cuando se
diseñan sistemas de adquisición de datos de computadora, hay aspectos a cerca de los sensores
que es necesario tener en cuenta: la naturaleza de la señal que el sensor transductor genera, la
influencia de las señales de ruido, la calibración del sensor, la interdependencia entre los distintos
componentes del sistema, la precisión del sensor, el tiempo de respuesta, el coeficiente de
temperatura, la dependencia de salida del sensor y se clasifican por el principio físico del
funcionamiento.
Conceptos a investigar: Sensores, clasificación de sensores, flujo de electrones, circuito
abierto y circuito cerrado.
Material:
1 cautín
Pasta para soldar
1 extensión
1 eliminador de 12 volts
1 sensor
Soldadura
1 pinzas de punta
1 lija fina
1 soporte universal
Procedimiento:
Soldar las partes que integran al sensor de acuerdo al diagrama que contiene.
Activarlo y accionarlo para determinar como lleva acabo su función.
Cuestionario
1.- Explica como se activa tu sensor.
2.- Menciona tres ventajas y tres desventajas del sensor.
3.- En que emplearías tu sensor.
Bibliografía
- Alvarenga, Máximo. 1981. Física general con experimentos sencillos. Ed. Harla.
México.
- Hewitt. 1999. Física Conceptual. Ed. Pearson. México.
- Pérez Montiel, Héctor. 2003. Física General. 3ª. Ed. Publicaciones Cultural. México,
D. F.
FÍSICA IV
Practica No. 5 Espejos planos y convexos (1ª. Parte)
Objetivo.- Determinar experimentalmente el rayo reflejado en un espejo plano en posición
vertical a través de la observación de una línea marcada por alfileres, para marcar la Normal y
obtener el ángulo de incidencia.
Introducción.- Cuando la luz llega a la superficie de un cuerpo, esta se refleja total o
parcialmente en todas direcciones. Si la superficie es lisa, como en un espejo plano, los rayos
son reflejados en una sola dirección. Toda superficie que refleje los rayos de luz recibe el
nombre de espejo. Al estar frente a un espejo plano vemos nuestra imagen en él, dicha imagen
es derecha porque tiene nuestra misma posición; es virtual porque se ve como si estuviera
dentro del espejo; y es simétrica porque queda aparentemente a la misma distancia que la
observa en el espejo.
Un rayo de luz antes de ser reflejado en el espejo recibe el nombre de rayo incidente y
después de la reflexión se llama reflejado. Se forman espejos planos angulares al unir dos
espejos planos por uno de sus lados y con un cierto ángulo. Al colocar un objeto en medio de
ellos, se observa un número N de imágenes que dependerá de la medida de dicho ángulo.
Los espejos esféricos son casquetes de una esfera hueca, los cuales reflejan los rayos
luminosos que inciden en ellos. Son cóncavos si la superficie reflectora es la interior y
convexos si es la exterior. El foco o distancia focal de un espejo esférico es el punto del eje
principal en que coinciden los rayos reflejados y se encuentra a la mitad del radio.
Conceptos a investigar: Características de los espejos planos, leyes de la reflexión y su
representación gráfica.
Material:
1 hoja blanca
1 regla graduada
1 barra de plastilina
1 transportador
2 alfileres
1 espejo plano (30cm x 8cm)
1 bloque de madera (30cm x 10cm)
Procedimiento:
- Coloca sobre la mesa una hoja de papel blanco y coloca masking tape en las esquinas
para que no se mueva. Traza una línea en un extremo de lada a lado.
- Sobre la línea marcada, coloca el bloque de madera y ahí recarga el espejo plano para
que no se caiga.
- Coloca dos alfileres teniendo como base un trozo de plastilina en dos lugares del papel
(formando una línea imaginaria) y traza entre estos una línea que llegue hasta la
superficie del espejo.
- Inclina tu cuerpo, de tal manera que uno de tus ojos quede sobre la superficie de la
mesa, en una posición que te permita ver las imágenes reflejadas de los alfileres
alineados con tu ojo.
- Señala con otros dos alfileres utilizando nuevamente plastilina como base, la línea que
señalara el rayo reflejado.
- La línea que marcaste con los primeros alfileres, representa el rayo de luz incidente.
Con los dos alfileres clavados después, traza una línea hasta el espejo, representando
el rayo reflejado. Si se ha realizado correctamente la actividad experimental, las dos
-
-
líneas deben coincidir en la superficie reflectora del espejo, en caso contrario, repite el
proceso en otra hoja de papel.
Como el ángulo de incidencia es él ángulo existente entre el rayo incidente y la
perpendicular o normal a la superficie reflectora considerada en el punto de reflexión
del rayo, y él ángulo entre el rayo reflejado y la normal; dibuja la normal en la hoja de
papel y después mide le valor del ángulo de incidencia y de reflexión, los cuales deben
ser del mismo valor.
Repite los pasos anteriores dos veces más, moviendo los alfileres para modificar el
ángulo de incidencia.
Cuestionario
1.- Menciona 5 usos de los espejos planos.
2.- Como defines el ángulo reflejado.
3.- ¿Cuáles fueron los factores en los cuales tuviste que tener una buena precisión para que el
ángulo de incidencia y el reflejado sean exactos?
Bibliografía
- Alvarenga, Máximo. 1981. Física general con experimentos sencillos. Ed. Harla.
México.
- Hewitt. 1999. Física Conceptual. Ed. Pearson. México.
- Pérez Montiel, Héctor. 2003. Física General. 3ª. Ed. Publicaciones Cultural. México,
D. F.
FÍSICA IV
Practica No. 6 Espejos planos y convexos (2ª. Parte)
Objetivo.- Determinar experimentalmente las características de la imagen de un objeto
reflejado en un espejo plano y un espejo convexo.
Introducción.- Cuando la luz llega a la superficie de un cuerpo, esta se refleja total o
parcialmente en todas direcciones. Si la superficie es lisa, como en un espejo plano, los rayos
son reflejados en una sola dirección. Toda superficie que refleje los rayos de luz recibe el
nombre de espejo. Al estar frente a un espejo plano vemos nuestra imagen en él, dicha imagen
es derecha porque tiene nuestra misma posición; es virtual porque se ve como si estuviera
dentro del espejo; y es simétrica porque queda aparentemente a la misma distancia que la
observa en el espejo.
Los espejos esféricos son casquetes de una esfera hueca, los cuales reflejan los rayos
luminosos que inciden en ellos. Son cóncavos si la superficie reflectora es la interior y
convexos si es la exterior. El foco o distancia focal de un espejo esférico es el punto del eje
principal en que coinciden los rayos reflejados y se encuentra a la mitad del radio. Cuando un
objeto se coloca frente a un espejo esférico entre el foco y el centro de curvatura la imagen
que se obtiene de él será: real y, por tanto, invertida; de mayor tamaño que el objeto y se
formara después del centro de curvatura. Si el cuerpo se coloca entre el foco y el vértice, la
imagen obtenida de él será virtual, porque se ve aparentemente dentro del espejo; derecha y
de mayor tamaño que el objeto. Finalmente, si se ubica con exactitud en el foco del espejo, no
se obtendrá ninguna imagen.
Conceptos a investigar: Características de los espejos planos y esféricos, cóncavos,
convexos.
Material:
3 monedas o dados
1 transportador
1 flexometro
2 espejos planos
1 espejo convexo
Procedimiento:
- Coloca dos espejos planos formando un ángulo de 90o y coloca una moneda o el dado
frente a ellos y cuenta el número de imágenes que se observan en los dos espejos.
- Con ayuda del transportador varía el ángulo entre los espejos angulares en
intervalos de 15o y cuenta el número de imágenes que se ve en cada caso.
- Realiza tus esquemas, registra tus datos en el cuadro de abajo y contesta lo siguiente.
No. DE IMÁGENES OBTENIDAS AL VARIAR EL ÁNGULO
(DATOS EXPERIMENTALES)
Ángulo ()
90o
75o
60o
45o
30o
No. De imágenes
360o / 
-
-
¿Qué sucede con el número de imágenes formadas a medida que el ángulo entre los
espejos planos disminuye?
¿Qué observas al comparar los resultados de la segunda columna con los de la tercera
del cuadro anterior?
Proponga una fórmula que permita calcular el número de imágenes observables de un
objeto colocado frente a unos espejos angulares.
Coloca a una distancia de 50cm del espejo convexo un objeto, observa y describe las
características de la imagen, posteriormente acércalo cada vez más 10cm hasta llegar a
una distancia entre el objeto y el espejo de 5 cm.
Analiza y explica que sucede con la imagen reflejada en el espejo cóncavo y
compárala con la formada por un espejo plano.
Cuestionario
1.- ¿Cómo es la imagen en un espejo plano, real o virtual? Explica.
2.- ¿Menciona 3 ejemplos de espejos planos?
3.- ¿Cuáles son las características de la imagen de un objeto en un espejo plano y uno
convexo?
Bibliografía
- Alvarenga, Máximo. 1981. Física general con experimentos sencillos. Ed. Harla.
México.
- Hewitt. 1999. Física Conceptual. Ed. Pearson. México.
- Pérez Montiel, Héctor. 2003. Física General. 3ª. Ed. Publicaciones Cultural. México,
D. F.
FÍSICA IV
Practica No. 7 Construcción de un aparto de óptica
Objetivo.- Investigar y construir un aparato óptico con lentes y espejos convergentes y/o
divergentes.
Introducción.- La óptica es la rama de la Física que estudia la luz y los fenómenos que
produce, la luz se propaga por medio de ondas electromagnéticas en línea recta a una
velocidad aproximada de 300 000 km / s en el vacío. Para su estudio la óptica se puede dividir
de la siguiente manera: Geométrica, física y electrónica.
Cuando la luz llega a la superficie de un cuerpo se refleja total o parcialmente en todas
direcciones. Si la superficie es lisa como un espejo, los rayos se reflejan o rechazan en una
sola dirección. La refracción de la luz consiste en la desviación que sufren los rayos
luminosos cuando llegan a la superficie de separación entre dos sustancias o medios de
diferente densidad. Los espejos esféricos son casquetes de una esfera hueca, los cuales
reflejan los rayos luminosos que inciden en ellos. Son cóncavos si la superficie reflectora es la
inferior y convexos si la superficie reflectora es la exterior.
Las lentes son cuerpos transparentes, limitados por dos superficies esféricas y una
plana. Las lentes se utilizan a fin de desviar los rayos luminosos con base en las leyes de la
refracción. Se dividen en convergentes y divergentes.
Los espejos y lentes se utilizan para la fabricación de diferentes instrumentos ópticos
de mucha utilidad, tales como, la cámara fotográfica, el proyector de transparencias, el
microscopio o el telescopio, entre otros.
Conceptos a investigar: Lentes cóncavos, lentes convexos, espejos planos, tipos de cada uno
de estos y las divisiones de la óptica.
Material:
Depende del aparato óptico a realizar
Procedimiento:
Debe ser diseñado por el alumno, de acuerdo al aparato óptico a realizar
Bibliografía
- Alvarenga, Máximo. 1981. Física general con experimentos sencillos. Ed. Harla.
México.
- Hewitt. 1999. Física Conceptual. Ed. Pearson. México.
- Pérez Montiel, Héctor. 2003. Física General. 3ª. Ed. Publicaciones Cultural. México,
D. F.