FISICA I 2015-I

“Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de la Educación”

Universidad Continental de Ciencias e Ingeniería

Profesor:

Ing. Roberto Molina Cueva

Asignatura:

Física I

Alumna:

Flores Romaní Sol Camila

Sección:

AI-1020

Hyo-2015

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Desarrollo del Laboratorio N°2

DATA STUDIO Y XPLORER GLX

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A mis padres y profesor, quienes

Me brindan valores y conocimientos

Constantemente en mi vida diaria

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LABORATORIO N° 2

DATA STUDIO Y EL GLX XPLORER

1. PROPÓSITOS

Identificar las herramientas básicas del DataStudio (opciones de

muestreo y presentación de datos).

Aprender a calibrar y utilizar el sensor de movimiento y fuerza.

2. INGRESO AL DATASTUDIO

El DataStudio ofrece hasta 4 posibilidades de trabajar los datos a

obtener. Selecciona la opción Crear Experimento, que será la que

utilizamos en el laboratorio (Fig. 2.1). Progresivamente podrás ir

explorando las otras opciones.

Ventana de bienvenida de DataStudio:

Fig 2.1 Creando un experimento en el DataStudio

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Para realizar una experiencia nueva haga click con el mouse sobre el

icono de fondo amarillo (Create Experiment).

En el laboratorio se utilizará el Data Studio usando como interfase al

GLX Xplorer. Generalmente el software reconoce automáticamente al

conectar el GLX Xplorer a la PC mediante el cable USB, pero si esto no

sucede debes seleccionar el modelo adecuado en la ventana de

Configuración del experimento (Fig 2.2) con el botón Elija una

interface.

El modelo de interfaz podrás visualizarlo en la ventana de

Configuración del experimento.

Fuera del laboratorio no podrás tomar datos, pero sí ver y procesar tus

datos guardados. Por ejemplo, al ingresar al programa desde tu

computadora, puedes elegir la opción Abrir actividad (Fig. 2.1) para

abrir un archivo que hayas creado en el laboratorio.

Es aconsejable que traigas un USB para que puedas llevarte tus

resultados a casa. Al guardar tus resultados se grabarán en un solo

archivo todos los juegos de datos y todas las ventanas que hayas

abierto.

Fig 2.2 Ventanas principales del DataStudio

3. INGRESO AL GLX XPLORER

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El Xplorer GLX es un equipo de adquisición de datos, gráficos y

análisis diseñada para estudiantes y educadores de ciencias. El Xplorer

GLX admite hasta cuatro sensores PASPORT simultáneamente,

además de dos sensores de temperatura y un sensor de tensión

conectadas directamente a los puertos correspondientes.

Opcionalmente, en los puertos USB del Xplorer GLX se puede conectar

un ratón, un teclado o una impresora. El Xplorer GLX lleva un altavoz

integrado para generar sonido y un puerto de salida de señal estéreo

para conectar auriculares o altavoces amplificados.

El Xplorer GLX es un sistema informático de mano totalmente

autónomo para las ciencias. También funciona como interfaz del sensor

PASPORT cuando está conectado a un ordenador de sobremesa o

portátil con software DataStudio.

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a. Características principales

• Toma datos directamente del medio a través de dispositivos

electrónicos llamados sensores, lo cuales convierten parámetros

medibles en variaciones de voltaje.

• Es capaz de registrar 250,000 datos por segundo, para cada sensor.

• Permite trabajar con 8 sensores simultáneamente.

• Cuenta con un teclado alfanumérico que permite editar los datos

recogidos.

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• Posee una memoria interna de almacenamiento de 11.5 MB,

expandible mediante memoria USB externa

• Posee un conjunto diversificado de herramientas computarizadas que

facilitan el análisis de los datos recolectados.

• Puede conectarse a una PC, impresora, teclado y Mouse a través de

un puerto USB.

• Posee una pantalla en escala de grises con resolución de 320 x 240.

b. Puesta en Marcha

El Xplorer GLX se encuentra dentro de un paquete completo (Kit de

Xplorer GLX) que incluye la batería (F) y el adaptador de corriente a

220VCD, el cual debe ser conectado luego de haber instalado la

batería en su interior, por ningún motivo debe conectarse a la red

domestica sin la batería.

c. Navegación

Antes de iniciar la navegación es necesario pulsar el botón de

encendido que se encuentra en la parte inferior luego del teclado

alfanumérico. La navegación se realiza a través de los botones de

dirección, que permiten el desplazamiento por todas las opciones y

pantallas que se muestran en el Xplorer GLX, el botón central se utiliza

del mismo modo que la tecla Enter de una computadora y permite

aceptar o rechazar cambios, seleccionar o deseleccionar, etc.

El Xplorer GLX tiene además un conjunto de botones de selección que

permiten salir de pantalla, Sub pantalla o archivos, el botón Escape

(ESC), borrar (X), tomar muestras de forma manual (Bandera), regresar

a la pantalla principal (Casa) y una tecla central (PLAY) para iniciar y

finalizar la toma de datos.

El Xplorer GLX posee también un teclado alfanumérico similar al de un

teléfono celular que se emplea para introducir información textual como

etiquetas o nombres para el guardado y cambio de nombre de archivos

antes y durante la ejecución de los experimentos.

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d. Operación del Xplorer GLX

Se inicializa mostrando una pantalla (Menú Principal) donde se

observan todos los iconos necesarios para la configuración de

experimentos y el análisis de fenómenos. Para desplazarnos a través

de las diferentes opciones de la pantalla se utilizan los botones de

dirección.

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4. INSTALACIÓN Y CALIBRACIÓN DEL SENSOR DE MOVIMIENTO

El DataStudio/Xplorer GLX pueden trabajar con sensores analógicos o

digitales. En la pestaña Añadir sensor o instrumento/Sensor de la

ventana de Configuración del experimento, puedes seleccionar la

opción adecuada. También puedes hacer clic sobre la interfase en el

canal apropiado.

La CALIBRACIÓN del sensor de movimiento consiste en hacer reflejar

los pulsos de sonido sobre un objeto situado a una distancia conocida,

llamada distancia de calibración (distancia standard, para el

DataStudio). La computadora mide el tiempo de la ida y vuelta de los

pulsos y, con la distancia de calibración dada, determina la velocidad

del sonido.

.

Siguiendo las instrucciones de tu Docente se debe conseguir la

calibración del sensor de movimiento

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5. CUESTIONARIO

1. Redacte una descripción del software DATA STUDIO lo más

detallado posible.

¿Qué es DATA STUDIO?

DataStudio es un programa de recopilación, análisis y

presentación de datos. El software hace uso de interfaces y

sensores PASCO para recopilar y analizar los datos. Con

DataStudio puede crear y realizar experimentos de Ciencias

generales, Biología, Física y Química de cualquier nivel de

estudios.

¿Para qué sirve?

Se utiliza para analizar resultados experimentales de alta

precisión que se pueden obtener en el laboratorio escolar

utilizando sensores de magnitudes físicas (posición, fuerza,

temperatura, luz, sonido, conductividad, etc.) y químicas (pH,

oxígeno, etc.). Una vez instalado en el ordenador, el programa

se asocia a los sensores de la casa y se utiliza también para

realizar ajustes en ellos. la consola de la misma casa X-plorer

lleva una variante del programa. Funciona de forma parecida y

tiene la ventaja de ser portátil.

DataStudio construye tablas de valores y gráficas sobre la

evolución de las magnitudes. Entre las muchas posibilidades que

ofrece para el tratamiento de datos, resulta de particular interés

que permite seleccionar algunos resultados (descartando otros),

realiza ajustes matemáticos predeterminados o diseñados por el

usuario, incluye herramientas de cálculo e interpretación muy

útiles, como, por ejemplo, el cálculo de la pendiente en cada

punto de una gráfica, etc. Aunque los equipos de sensores y su

software no son gratuitos, cada vez más Institutos disponen de

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ellos. En la Comunidad Valenciana desde hace tres años se está

dotando a bastantes centros con equipos de sensores y se

imparten cursos de familiarización sobre ellos.

Interfaces:

Dependiendo del equipo utilizado, se recomiendan las siguientes

interfaces:

Equipos con puertos serie

y SCSI

Interfaces ScienceWorkshop

Equipos con conexión USB USB Link PASPORT o

Xplorer

Requisitos de DataStudio: Para usar DataStudio, necesita como

mínimo el equipo y los componentes siguientes:

o Macintosh: System 7.5 o superior, memoria RAM

disponible: 8 Mb (se recomiendan 16 Mb), puerto serie,

SCSI o USB, unidad de CD-ROM y 20 MB de espacio

libre en el disco duro.

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o Windows: Windows 95, 98 o NT 4.0, memoria RAM

disponible: 8 Mb (se recomiendan 16 Mb), puerto serie,

SCSI o USB, unidad de CD-ROM y 20 MB de espacio

libre en el disco duro.

Utilización de DataStudio:

DataStudio recopila y muestra los datos durante el experimento.

Para configurar un experimento, sólo tiene que conectar los

sensores a la interfaz y configurar el software. DataStudio puede

mostrar los datos de varias formas, po

r ejemplo, dígitos, instrumento analógico, gráficos o un

osciloscopio.

Para utilizar DataStudio, puede:

i. Abrir un experimento previamente configurado.

ii. Abrir un cuaderno de prácticas diseñado previamente.

iii. Crear un cuaderno de prácticas electrónico o configurar

un experimento.

BIBLIOGRAFÍA:

Pasco System (2007), ”Worldwide Catalog and

experiment guide”, Roseville CA, USA.

Prentice Hall – PASPORT Sxiente Explorer Bundle (2007)

“Science Bundle Software”; Roseville CA, USA.

2. Realice un comentario de las funciones principales que tiene el

GLX XPLORER a modo de manual (mínimo 20 funciones)

El GLX XPLORER es un dispositivo electrónico que permite

recolectar datos sobre los fenómenos físicoas, químicos,

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biológicos, etc. Así mismo posee un conjunto muy diversificado

de herramientas que facilitan el análisis de las gráficas y tablas

de datos que el dispositivo puede presentar.

El GLX es un dispositivo que puede ser utilizado en un

laboratorio de aula así como en trabajo de campo. El uso de

GLX no exige pre requisitos especiales de computación.

Además se puede conectar hasta cuatro sensores para el

estudio de los fenómenos naturales. También cuenta con un

teclado alfa numérico para editar tablas y gráficos.

Los datos tomados con el Xplorer GLX pueden ser trasladados a

una computadora a través de un puerto USB, el mismo, cuenta

con el programa DATA STUDIO

Este dispositivo se inicializa con una pantalla principal, donde se

muestran todos los íconos básicos y necesarios para el estudio

de fenómenos.

El Xplorer GLX cuenta con un conjunto circular de taclas cuyas

funciones son semejantes a un mouse de una computadora.

Permite desplazarse entre los íconos de la pantalla y, además,

la tecla central permite activar las funciones de los íconos

seleccionados.

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El Xplorer GLX tiene además un conjunto de teclas que permite

salir de pantalla o archivos (ECP), borrar (X), tomar muestras en

forma natural, regresar a la pantalla principal y una tecla central

para iniciar y finalizar la toma de datos.

El Xplorer GLX tiene un teclado alfa numérico para editar datos y

textos.

Archivo de datos (Data files): Permite generar los archivos de

datos cuando se realiza un experimento.

Medidor digital: Permite mostrar los valores numéricos de las

variables que intervienen en un fenómenos como la presión o

temperatura.

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Medidor Analógicos: Es un medidor que permite mostrar en

una pequeña pantalla los resultados de la medición de una

variables seleccionada.

Cronómetro: Permite tomar el tiempo de ejecución de las

variables.

Temporizador: Permite tomar el tiempo en las fotopuertas que

utilicen

Configuración: Por medio de este ícono se puede configurar el

GLX en lo que respecta a día, datos, toma de muestras, etc.

Salida: Se utiliza para configurar las señales de sonido.

Notas: Sirve para leer o editar textos complementarios a la

experiencia.

Gráfico: Permite configurar las diferentes gráficos que uno

desea para mostrar los resultados del experimento.

Tabla: Ahí se encuentran todos los datos de las variables que se

han medido en el experimento. En ella, también se pueden

editar datos.

Calculadora: Dispositivo para realizar operaciones

matemáticas.

Sensores: Este ícono permite seleccionar los sensores a ser

utilizados en el experimento

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BIBLIOGRAFÍA:

Pasco System (2005), ”Worldwide Catalog and

experiment guide”, Roseville CA, USA.

Prentice Hall – PASPORT Sxiente Explorer Bundle (2007)

“Science Bundle Software”; Roseville CA, USA.

WEBGRAFÍA:

http://facultad.bayamon.inter.edu/ditorres/Documentos/

Internet%20Links/DataStudioStarterManSpan.pdf

ftp://ftp.pasco.com/Sales/International/Humberto

%20Medina/Archivos%20PASCO%20producidos%20por

%20Representantes%20de%20America/Bionet/CD

%20Bionet%20-%20Kit%20Datalogger%20Julio

%202006/manual%20teorico%20basico%20xplorer

%20glx.pdf

3. Detalle con comentario e imágenes los principales sensores que

tiene PASCO procurar la mayor cantidad de sensores y su

aplicación.

EQUIPAMIENTO y SENSORES MECANICA

Sensor infrarrojo

ME-9498A

Columna + Pie para infrarrojo

ME-9204B

5

- Medición básica de posición, velocidad y aceleración

- Medición de energía cinética y cantidad de movimiento a través de cálculos del software

- Cálculo del período de péndulos, aceleración de la gravedad, etc.

Sistema Sensor infrarrojo + polea

ME-6838

5 - Estudio del movimiento a una velocidad constante

- Medida de un objeto en caída

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libre- Estudio de la cinemática sobre

un plano inclinado- Medición de la velocidad de un

proyectil- Medición de la aceleración de

un carro

Sensor de temperatura

CI-6605

8

- Medición de cambios rápidos de temperatura en experimentos de reacciones endotérmicas y exotérmicas

- Observación de congelación, puntos de ebullición y / o calor de fusión

- Monitoreo Ambiental (terrarios, clima, estudios de suelo)

- Cinética química y la velocidad de reacción

- Reacciones bioquímicas y enzimáticas

- Estudios de Microbiología.

Sensor de presión absoluta 0-700KPa

CI-6532A

:

3

- Leyes de los gases- Medición de procesos

Químicos y biológicos en los que se liberan gases

Sensor de presión diferencial 0-700 Kpa

CI-65331

- Leyes de los gases- Medición de procesos

Químicos y biológicos en los que se liberan gases

Sensor de fuerza

CI-6537

5

- Medición de las fuerzas presentes en choques elásticos e inelásticos, e integración en impulso.

- Fuerzas ejercidas por una masa oscilante.

- Fuerzas ejercidas en el punto de suspensión de un péndulo.

Sensor de movimiento de ultrasonido 9- Determinación de posición,

velocidad y aceleración

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CI-6742 - Energía cinética, potencial y cantidad de movimiento a través de cálculos del software

- Si se monta sobre un carrito motorizado, permite estudiar muy bien marcos de referencia en movimiento relativo

Sensor de sonido

CI-6506B

5

- Identificación de la intensidad sonora

- Medición de la velocidad del sonido

- Frecuencia de batido- Efecto Doppler- Estudio de las características

de la voz- Tonos y sobretonos en

instrumentos musicales

Sensor de intensidad luminosa

CI-6504A 5

- Variaciones de la iluminación diurna

- I vs d, I vs ángulo (polarización), I vs x (patrones de difracción)

- Mediciones de intensidad relativa de iluminación

Sensor de movimiento de rotación

CI-6538

5

- Conservación del momento angular

- Inercias rotacionales de masas cuasi-puntuales y cuerpos extensos

- Fuerza vs desplazamiento- Variantes de la máquina de

Atwood con poleas de gran momento de inercia

- Movimiento armónico simple- Relevamiento de patrones de

difracción- Registro del desplazamiento de

pistones y otros objetos

Sensor de aceleración

CI-6558

5 - Experimentos con choques de carritos

- Ascensores- Juegos de parques de

diversiones

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- Aceleraciones en los transportes públicos

EQUIPAMIENTO y SENSORES ELECTRICIDAD

Circuito RLC

CI-6512

Sensor de voltaje

CI-6503

1

11

- Relaciones entre tensiones y corrientes en: Resistores, Capacitores e Inductores

- Circuitos simples o mixtos.- Resonancia RLC: Usando los

distintos valores de resistencia, capacidad e inductancia (el núcleo de la bobina es ajustable).

- Resistencias no lineales: Características no óhmicas de algunos componentes

Sensor de carga

CI-6555

4

Cap. entrada: 0.01 µF ±5%

Res. entrada: 1012 ohms

Máx. voltaje entrada:150 V

Ganancia sensor: 1x, 5x y 20x

Rango voltaje: ±10 V, ±2 V y ±0.5 V

Rango carga: ±0.1µC, 0.02µC y ±0.005µC

Electrómetro básico

ES-9078

1

Electrómetro básico

Rango Voltaje entrada: 3, 10, 30, 100 V

Res. entrada: 1014 ohms

Cap.: 27 pF

Exactitud: (análoga) ±3%

ScienceWorkshop output: ±1%

Rango señal de salida: -100 a +100 V

-

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Fuente de voltaje para electrostática

ES-9077

1

- Producción de cargas.- Técnica de medición de cargas acumuladas en conductores y aislantes (electrómetro y doble jaula de Faraday)- Transferencia de cargas- Distribución de cargas en campos eléctricos- Capacidad, capacitores y constante dieléctrica- Cargas en movimiento

SENSORES de CLIMA y AGUA

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Termoclina (mide simultáneamente temperatura y profundidad)

PS-21512

- Estudiar termoclinas en ambientes de agua dulce y salada.

- Crear perfiles de profundidad de las masas de agua.

- Estudio de las mareas oceánicas.

Turbidímetro

PS-2122

2

- Comparar la turbidez de las muestras de agua de distintos lugares de destino.

- Determinar la tasa de sedimentación de una muestra.

- Comparar las muestras de agua locales a las normas nacionales.

- Medida de la formación de un precipitado.

Sensor de caudal y temperatura

PS-2130

2

- Determinar la tasa de transporte de sedimentos de un río u otro cuerpo de agua.

- Medir y comparar la velocidad de flujo en diferentes lugares en un arroyo.

- Comparar las características de una secuencia a otra.

Sensor Meteorológico

PS-2154A

2

- Realizar experimentos con la estación meteorológica.

- Tomar en un tiempo lecturas o recoger datos durante días o semanas, en cualquier lugar.

- Estudio de los fenómenos meteorológicos como las tormentas, nubosidad, etc.

Sensor múltiple para examinar calidad del agua

PS-2169 

2

- Realizar investigaciones sobre Lluvia Ácida.

- Estudio de la contaminación térmica.

- Investigar la pureza del agua potable.

- Medida de la fotosíntesis.

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BIBLIOGRAFÍA:

Alonso, M. y Finn, E. J., Física, vol. I y II, Edición Revisada y Aumentada, Fondo Educativo Interamericano, 1967, Reimpresión 1998 (Texto Guía).

Crawford, Jr., Ondas, Berkeley Physics Course. Editorial Reverte, (1977).

WEBGRAFÍA:

http://www2.fisica.unlp.edu.ar/materias/FEI/manuales/ sensor_posicion.pdf

http://www.pasco.com/products/probeware/pasp ort/sensors.cfm

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