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PREPARATORIA POR COMPETENCIAS MANUAL DE PRÁCTICAS

FISICA II

Nombre del Alumno:___________________________________________________________

Grupo:_____________

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REGLAMENTO DE USO DE LABORATORIOS BACHILLERATO / PREPARATORIA CAPÍTULO I. Disposiciones generales Artículo 1 El presente reglamento es de observancia general y obligatoria para todos los usuarios de los laboratorios de bachillerato y preparatoria en la Universidad del Valle de México para efectos de este ordenamiento y con el objeto de abreviar su denominación se designara a los laboratorios con las siglas lb. Artículo 2 Los materiales y reactivos de las prácticas no deberán ser sacados del laboratorio correspondiente salvo en los casos de siniestros peligro obras de reparación, mantenimiento, o limpieza. Artículo 3 Los materiales y equipos sea cual fuere su naturaleza deberán ser utilizados con extrema precaución apegándose a los respectivos manuales de operación. Artículo 4 El laboratorio contara con un catálogo de prácticas programadas y autorizadas por la academia correspondiente para la correcta ejecución y supervisión de las mismas. Artículo 5 Para llevar a cabo una práctica en el laboratorio se deberá contar con la presencia del profesor de la asignatura y de su auxiliar en caso de ser necesario así como el uso de bata por los alumnos y maestros excepto laboratorios de cómputo. Artículo 6 El curso escolar no habrá concluido hasta que los estudiantes hayan cubierto la última práctica propuesta por la academia CAPÍTULO II. Uso de los laboratorios Artículo 7 Podrán hacer uso del laboratorio en los horarios programados para la asignatura los estudiantes que estén debidamente inscritos en los grupos respectivos. Artículo 8 El número máximo de estudiantes que podrán intervenir en las prácticas del laboratorio durante una misma sesión será de 30 alumnos excepto laboratorios de cómputo Artículo 9 No se dará inscripción a ninguna asignatura en el semestre lectivo a aquellos estudiantes que adeuden cualquier equipo instrumento o material reactivo o componente al laboratorio el adeudo citado será informado a la dirección de servicios escolares y rectoría del campus para los efectos correspondientes. Artículo 10 En caso de existir algún adeudo de los mencionados en el artículo anterior el estudiante deberá cubrirlo al día siguiente de su destrucción con las mismas características y normas de calidad especificadas por el fabricante mientras no haya cumplido le será impedido el acceso a sus clases. Artículo 11 En caso de cursos y/o proyectos de investigación que requieran de un apoyo adicional del laboratorio deberán solicitarlo los estudiantes profesores o investigadores a la coordinación de laboratorios para su autorización. Artículo 12 Se prohíbe la introducción de alimentos y bebidas al laboratorio Artículo 13 Dentro del laboratorio se prohíbe fumar o prender fuego no autorizado para realizar las prácticas correspondientes. Artículo 14 Por ningún motivo sé podrá prestar batas por parte del personal de laboratorios a los alumnos. CAPÍTULO III. Sistema de acreditación Artículo 15 Un estudiante tendrá derecho a la evaluación final para acreditar una asignatura teórico practica con base a los lineamientos porcentuales que fije el reglamento de evaluación. Artículo 16 No se podrá asentar la calificación definitiva de una asignatura teórica práctica hasta que no se haya cumplido con la totalidad de las prácticas. Artículo 17 El peso que tendrán las practicas sobre la calificación que se asentara en la boleta del estudiante será aquel estipulado de acuerdo al número de créditos en los planes y programas de estudio vigentes es decir la evaluación sé hará en forma integral considerando las horas teórico prácticas de cada asignatura y en la proporción que están fijadas en el reglamento correspondiente.

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Artículo 18 En caso de que el profesor de prácticas sea distinto al de teoría el primero evaluara y enviara las calificaciones al segundo en un plazo no mayor a tres días después de terminadas las labores del laboratorio en cada periodo escolar. CAPÍTULO IV. Obligaciones Artículo 19 Los estudiantes tendrán las siguientes obligaciones: I—Cumplir con las normas de higiene y seguridad establecidas para el laboratorio. II—Presentarse a sus prácticas con una bata blanca y otros implementos que recomienden las normas de higiene y seguridad. III—Cuidar las instalaciones y equipos del laboratorio dándoles el uso adecuado. IV—Presentarse puntualmente con el material requerido a la práctica a realizar. V—Observar buena conducta dentro del laboratorio. VI-Llenar el vale de préstamo y dar su credencial vigente para que se le proporcione el equipo y el material necesario. VII—Devolver en buen estado y limpio el equipo y material proporcionado diez minutos antes de concluir la clase. VIII—Cumplir con el 80 % de asistencias al laboratorio. IX- Cumplir con el 100% de las prácticas establecidas. X- Informar al profesor de los desperfectos que detecte en el uso de los equipos e instalaciones. XI- Entregar los reportes necesarios de cada práctica conforme lo señale el manual correspondiente elaborado por la academia. XII- Entrar a clases a más tardar 5 minutos después de haber sonado la campana excepto la primera hora de clases o en el receso de 20 minutos ya que no se dejara pasar al laboratorio. XIII- Deberá traer o prever lo necesario para guardar sus cosas en los lugares destinados para ello ya que el personal no se hará responsable de la perdida de objetos de valor en el área de laboratorios. XIV- Alumnos maestros y administrativos deberán presentar la credencial o gafete de la escuela para usar los laboratorios de cómputo si no se les prohibirá la entrada al área. XV- Evitar el uso de teléfonos celulares y cualquier dispositivo electrónico de uso personal dentro de los laboratorios. XVI—Solo alumnos del grupo podrán estar en los laboratorios para tomar su clase. CAPÍTULO V. Sanciones Artículo 22 Las sanciones a las que se harán acreedores los diversos miembros de la comunidad universitaria por incumplimiento del presente reglamento serán aquellas que determine el comité de honor y justicia del plantel y siendo faltas leves el rector del plantel Artículo 23 las sanciones podrán ser: 1.- temporales y 2.- definitivas. Artículo 24 Las faltas cometidas a este reglamento podrán ser consideradas como: 1—faltas graves son aquellas que ponen en riesgo la integridad física de los usuarios y/o afecten al uso de instalaciones. 2—faltas leves es decir aquella que no pongan en riesgo la integridad física de los usuarios ni afecten al buen uso de las instalaciones. Artículo 25 Los estudiantes infractores de este reglamento se harán acreedores a las siguientes sanciones: 1 Negativa a su reinscripción a la universidad si adeudan cualquier tipo de material reactivo o componente de los equipos que formen parte integral de los laboratorios de acuerdo a la información girada a la dirección de servicios escolares y rectoría del plantel. 2 Reposición al día siguiente de ocurrido el hecho del equipo desaparecido o destruido con las mismas características y normas de calidad especificadas por el fabricante. 3 Pago de los daños causados por su negligencia en el uso de las instalaciones materiales accesorios y equipos. 4 Baja del laboratorio en el caso de reincidencia en el hecho mencionado en la fracción anterior.5 Expulsión de la universidad en caso de robo y/o mutilación intencional de cualquier componente reactivo o equipo debiendo además reponer lo substraído o destruido. 6 En aquellas situaciones no previstas por el presente reglamento la sanción será fijada por el comité de honor y justicia del plantel.

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FORMATO DE EVALUACIÓN POR COMPETENCIAS DE LA PRACTICA DE LABORATORIO

MATRIZ DE EVALUACIÓN DEL TRABAJO EXPERIMENTAL

HABILIDADES CRITERIOS NIVEL DE LOGRO

Absoluto (A) Medio (M) Sin logro (S)

Identificación del objetivo

Identifica las variables del experimento. Plantea hipótesis

Identifica todas las variables del experimento. Plantea correctamente la hipótesis.

Identifica algunas de las variables del experimento. Plantea la hipótesis.

No Identifica las variables del experimento. No Plantea la hipótesis.

Diseño experimental

Seguimiento de instrucciones

Sigue perfectamente todas las instrucciones

Toma en cuenta algunas de las instrucciones

No sigue instrucciones

Desarrollo del experimento

Desarrolla la técnica experimental de manera adecuada

Requiere ayuda para desarrollar el trabajo experimental

Desatiende al desarrollar el trabajo experimental

Análisis de Resultados

Interpretación de resultados o cálculos

Interpreta correctamente los resultados del experimento y los cálculos

Interpreta con algunos errores los resultados del experimento, tiene errores en los cálculos

Interpreta erróneamente los resultados, comete muchos errores en los cálculos

Presentación de los datos

Presenta los datos en forma clara

Presenta los datos en forma poco clara

La presentación de los datos es confusa o no los presenta

Elaboración de conclusiones


Elabora Conclusiones válidas, basadas en el correcto análisis de los resultados

Elabora conclusiones parcialmente válidas, basadas en una interpretación en parte correcta de los resultados

Elabora conclusiones no válidas, basadas en una interpretación deficiente de los resultados

Cumplimiento de objetivos

Justifica que los objetivos se hayan alcanzado o no

Menciona vagamente el logro de los objetivos

No menciona el logro de objetivos

Evaluación Identificación de erroresEvalúa la técnica e identifica y menciona los errores cometidos

Evalúa parcialmente la técnica

No identifica errores

Mejoras o cambios Propone mejoras o cambios en el experimento, materiales o resultados

Solo sugiere alguna modificación

No propone nada

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FISICA 2

MANUAL BASADO EN COMPETENCIAS PRACTICA DE LABORATORIO No 1 PROPIEDADES DE LOS FLUIDOS

COMPETENCIAS DISCIPLINARES BASICAS EN EL AREA EXPERIMENTAL: Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a partir de evidencias científicas. Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos científicos. COMPETENCIA ESPECIFICA: Analiza las características fundamentales de los fluidos en reposo y movimiento a través de las teorías, principios, teoremas o modelos matemáticos aplicándolos en situaciones cotidianas. Utiliza los conceptos de la hidráulica para explicar el principio de Pascal y Arquímedes en situaciones cotidianas OBJETIVOS: Investiga y Contesta correctamente

• Menciona tres propiedades de los fluidos y da su definición:

• Menciona tres propiedades particulares de los gases y los fluidos y explícalas

• En la vida común ¿Describe en donde puedes identificar la capilaridad? Con base a lo anterior redacta los objetivos de la práctica INTRODUCCION: HIDRAULICA La hidráulica es la parte de la Física que estudia la mecánica de los fluidos; analiza las leyes que rigen el movimiento de los líquidos y las técnicas para el mejor aprovechamiento de las aguas. La hidráulica se fundamenta en las siguientes consideraciones: 1.- Los líquidos son isótropos, es decir manifiestan las mismas propiedades físicas en todas direcciones. 2.- Los líquidos son incomprensibles y totalmente fluidos; circulan en régimen permanente toda vez que sus moléculas atraviesan una sección de tubería a la misma velocidad y de manera continua. La hidráulica se divide en dos partes: La hidrostática, que estudia los líquidos en reposo y la hidrodinámica que estudia el comportamiento de los líquidos en movimiento. “Los líquidos y los gases se conocen como fluidos porque fluyen libremente y tienden a llenar los recipientes que los contienen. Los fluidos ejercen fuerzas sobre las paredes de los recipientes donde están contenidos. Esas fuerzas actúan sobre áreas definidas y originan una condición de presión. En la prensa hidráulica se utiliza la presión del fluido para elevar cargas pesadas. La estructura de los depósitos de agua, las presas y los grandes tanques de aceite se diseñan, en gran parte, tomando en cuenta la presión y la densidad del fluido circundante” (Tippens, 2001). “Debido a su fluidez, los líquidos y los gases tienen muchas propiedades en común, por lo que resulta conveniente estudiarlos juntos. Desde luego, líquidos y gases tienen algunas diferencias importantes, una relevante es su compresibilidad. Los líquidos no son muy compresibles, mientras que los gases se comprimen con facilidad” (Wilson, 1996). “Los fluidos están constituidos por gran cantidad de minúsculas partículas de materia, éstas se deslizan unas sobre otras; en los líquidos y gases no tienen forma definida, adoptando la del recipiente que los contiene. Finalmente recordemos que un gas es expansible, por consiguiente, su volumen no es constante. Un líquido, por su parte, no tiene forma definida, pero sí volumen definido” (Pérez. 2003).

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Las características de los líquidos son: 1.- Densidad: “La densidad de una sustancia ρ expresa la masa contenida en la unidad de volumen. Su valor se determina dividiendo la masa de la sustancia entre el volumen que ocupa:

ρ = volumen

masa en kg / m3 además ρ = g

Pe

La densidad de los líquidos se determina, en forma práctica usando los densímetros. Estos dispositivos se sumergen en el líquido al cual se le va a determinar su densidad y ésta se lee, según el nivel que alcance en el líquido que flotan. 2.- Peso especifico: El peso específico de una sustancia se determina dividiendo su peso entre el volumen que ocupa:

Pe = Volumen

Peso en N / m3 También el Pe = (ρ) (g)

3.- Viscosidad: “Es una propiedad distintiva de los fluidos. Está ligada a la resistencia que opone un fluido a deformarse continuamente cuando se le somete a un esfuerzo de corte. Esta propiedad es utilizada para distinguir el comportamiento entre fluidos y sólidos. Además los fluidos pueden ser, en general, clasificados de acuerdo a la relación que exista entre el esfuerzo de corte aplicado y la velocidad de deformación” (Fernández, 1999). 4.- Cohesión: “Es la fuerza que mantiene unidas a las moléculas de una misma sustancia. Por la fuerza de cohesión, si dos gotas de agua se juntan forman una sola; lo mismo sucede con dos gotas de mercurio.” 5.- Adherencia: “La adherencia es la fuerza de atracción que mantiene unidas a las moléculas de dos sustancias diferentes en contacto. Comúnmente las sustancias líquidas se adhieren a los cuerpos sólidos. Al sacar una varilla de vidrio de un recipiente con agua, está completamente mojada, esto significa que el agua se adhiere al vidrio, pero si la varilla de vidrio se introduce en un recipiente con mercurio, al sacarla se observa completamente seca, lo cual indica que no hay adherencia entre el mercurio y el vidrio” (Pérez, 2003). 6.- Presión La presión indica la relación entre una fuerza aplicada y el área sobre la cual actúa. En cualquier caso en que exista presión, una fuerza actuará en forma perpendicular sobre una superficie. Matemáticamente la presión se expresa por:

P = Área

Fuerza en N / m2 = pascal

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MATERIALES SUSTANCIAS 1 Vaso de precipitados de 250 ml Agua 1 Vaso de precipitados de 1000 ml Mercurio 2 Caja de Petri Glicerina 1 Probeta de 100 ml Material proporcionado por el Cronometro alumno 1 varilla de metal Pañuelos desechables 1 balin Regla 30 cm 2 tubos capilares de diferente grosor Pedazo de cartulina de 12 x 12 cm DESARROLLO EXPERIMENTAL EXPERIMENTO 1

a) Agregue agua en la probeta de vidrio hasta prácticamente llenarla. b) Deje caer el balín lentamente, desde la superficie del agua, observe, anote y dibuje. c) Determine la altura, el tiempo que tarde en tocar la base, y calcule la velocidad en m/s. d) Repita el paso No. 1 pero ahora con Glicerina. e) Deje caer el balín, lentamente en la superficie de la Glicerina, determine el tiempo y la

velocidad en que el balín toca la base del frasco. f) Anote y dibuje. g) Compare la rapidez con que cae el balín en ambos casos

EXPERIMENTO 2

a) En el vaso de precipitado casi lleno de agua deje caer, lentamente, la navaja en posición vertical como si uno la punta fuese a cortar el agua.

b) Repita el paso anterior, pero ahora deposítela lentamente sobre la superficie del agua en posición horizontal.

c) Observe dibuje y anote lo que ocurre en ambos casos.

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EXPERIMENTO 3 a) Coloque el mercurio en la caja de Petri. (Tenga mucho cuidado, extreme precauciones, pues

el mercurio se absorbe por la piel y es sumamente tóxico, aún en pequeñas cantidades). Coloque los dos tubos capilares y observe el comportamiento del mercurio.

b) Llene de agua hasta la mitad la caja de Petri y coloque en ella los dos tubos capilares. c) Observe y anote el comportamiento del agua. d) Haga el dibujo de la observación con cada fluido

EXPERIMENTO 4

a) Tome dos tubos de ensaye y agregue en uno de ellos 1 ml agua y en el otro 1 ml de mercurio. b) Observe el perfil (menisco) y dibuje ambos. ¿Que diferencia encontró?

ρ (Mercurio) = 13.6 g/cm3 ó 13,600 kg/m3 ρ (Agua) = 1.0 g/cm3 ó 1000 kg/m3

EXPERIMENTO 5

a) En el vaso coloque agua hasta aproximadamente la mitad, tape con la tarjeta de cartulina, ponga su mano sobre la cartulina e invierta la posición del frasco (voltéelo) con rapidez, el vaso debe quedar boca abajo.

b) Retire su mano de la cartulina y observe. Deduzca y explique que propiedad de los líquidos se cumple.

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CONCLUSIONES: 1. ¿Se alcanzaron los objetivos de la práctica? Explique

2. ¿Qué es la hidráulica?

3. ¿Cómo se llama la parte de la materia encargada del estudio de los líquidos en reposo?

4. ¿Por qué los líquidos y los gases se estudian juntos?

5. ¿Por qué un líquido no tiene forma definida?

6. ¿Qué es el peso específico de una sustancia?

7. ¿Qué es la viscosidad?

8. Consideras que esta práctica es importante en tu formación académica. Justifica tu respuesta.


HABILIDADES CRITERIOS NIVEL DE LOGROabsoluto (A) medio (M) Sin logro(S)

PUNTAJE (0-2)

OBSERVACIONES

Identificación del objetivoIdentificación del objetivo

Diseño experimental Seguimiento de instrucciones


Análisis de resultados Presentación de datos

Interpretación de resultados




Evaluación Identificación de errores

Mejoras o cambios

TOTAL

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PRACTICA DE LABORATORIO No 2

PRINCIPIOS DE PASCAL Y DE ARQUÍMEDES COMPETENCIAS DISCIPLINARES BASICAS EN EL AREA EXPERIMENTAL: Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas. Obtiene, registra y

sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a partir de evidencias científicas. Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos científicos. COMPETENCIA ESPECIFICA: Identifica con ejemplos reales de nuestro entorno las aplicaciones de los principios de Arquímedes y Pascal. Argumenta cómo un líquido ejerce presión sobre el fondo de un recipiente, del mismo modo como un bloque ejerce presión sobre la mesa. Explica los principios de Arquímedes y Pascal a partir de experimentos sencillos. OBJETIVOS: Investiga y Contesta correctamente: ¿Qué establece el principio de Pascal? ¿Qué establece el principio de Arquímedes? ¿Qué es el empuje? Y da un ejemplo que hayas observado a tu alrededor. Con base a lo anterior redacta los objetivos de la práctica INTRODUCCION: “Sí te has sumergido en una piscina o un lago, sabrás que el agua también ejerce presión. Tu cuerpo es sensible a la presión del agua. Probablemente notaste que la presión que sientes en tus oídos no depende de si tu cabeza estaba vertical o inclinada. Si tu cuerpo está en posición vertical u horizontal, la presión es casi igual en todas las partes de tu cuerpo. Blase Pascal (1623 – 1662), médico francés, observo que la forma de un recipiente no tiene ningún efecto sobre la presión del fluido que contiene a cualquier profundidad dada. Pascal descubrió que cualquier cambio en la presión aplicada en cualquier punto sobre un fluido confinado se trasmite sin disminuirse a través del fluido. Cada vez que ejerces presión en el tubo de la crema dental, demuestras el principio de Pascal... La presión que ejerces con los dedos forzándola a salir en la parte inferior del tubo se transmite a través de la crema dental. (Zitzewitz, 2004) “Cualquier persona que está familiarizada con la natación y otros deportes acuáticos ha observado que los objetos parecen perder peso cuando se sumergen en agua. En realidad, el objeto puede incluso flotar en la superficie debido a la presión hacia arriba ejercida por el agua. Un antiguo matemático griego, Arquímedes [287 – 212 a.C.], fue el primero que estudio el empuje vertical hacia arriba ejercido por los fluidos. El principio de Arquímedes se enuncia en la siguiente forma. Un objeto que se encuentra parcial o totalmente sumergido en un fluido experimenta una fuerza ascendente (empuje) igual al peso del fluido desalojado.

El principio de Arquímedes se puede demostrar estudiando las fuerzas que ejerce el fluido sobre un cuerpo que se encuentra suspendido en él. Considere un disco de área A y de altura H que está totalmente sumergido en un fluido. Recuerde que la presión a cualquier profundidad h en el fluido está dada por.

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P = ρ g h Donde ρ es la densidad de la masa del fluido y g es la aceleración de la gravedad. Por supuesto si deseamos representar la presión absoluta dentro del fluido, tenemos que sumar la presión externa ejercida por la atmósfera. La presión total hacia abajo P1 ejercida sobre la parte superior del disco, es por lo tanto. P1 = Pa + h1 (hacia abajo) En forma similar, la presión hacia arriba P2 en la parte inferior del disco es P2 = Pa + ρ g h2 (hacia arriba) Donde Pa es la presión atmosférica, h1 es la profundidad en la parte superior del disco, h2 es mayor que h1, la presión registrada en la parte inferior del disco es mayor que la presión en la parte superior, lo cual da como resultado una fuerza neta hacia arriba llamada empuje que esta dada por. Empuje = peso del fluido desalojado (Tippens, 2005) FB = v ρ g = m g MATERIALES

• Agua Material proporcionado por el alumno • 1 pesa de 100 g • Balanza 1 huevo • 1 corcho 1 jeringa de 20 ml • 1 Probeta de 500 ml 1 jeringa de 3 ml • 1 trozo de tubo plástico transparente 1 coca cola regular • 1 vaso de plástico (250 ml) 1 coca light SAL I cubo de HIELO

DESARROLLO EXPERIMENTAL EXPERIMENTO 1

a) En un vaso de plástico de 250 ml coloca agua e introduce un huevo al agua suavemente. ¿Qué sucede con el huevo flota o se hunde? Explica

b) Saca el huevo del agua y agrega 3 cucharadas soperas de sal, revuelve muy bien, antes de introducir de nuevo el huevo al agua hasta que consigas que flote.

¿Por qué sucede ésto? ¿Qué relación tiene con el principio de Arquímides?

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EXPERIMENTO 2 a) Agrega 200 ml de agua a una probeta graduada b) Usando la balanza obten las masas y pesos (Peso=masa*g) del corcho y el trozo de hielo c) Introduce la pesa de 100 g y calcula el volumen de agua que se desplaza en mililitros. Asi

mismo calcula la masa del agua desplazada (recuerda que 1 ml de agua= 1 gramo) d) Haz lo mismo pero ahora con el corcho y con el trozo de hielo. e) Calcula la fuerza de empuje, es decir, el peso del volumen de agua desplazada

Objeto Masa (usando balanza) (kg)

Peso (Newton) Volumen desalojado (ml)

Masa (del volumen de agua desalojado) (kg)

Fempuje (peso del volumen de agua desplazado) (Newton)

Pesa (100g)

Tapón

Hielo

I)¿Porqué algunos materiales flotan en el agua y otros no?¿Qué principio físico se manifiesta? Explica EXPERIMENTO 3

a) Arma un dispositivo conectando la jeringa grande llena de agua a la manguera de plástico transparente. Llena de agua la jeringa grande con la manguera (solo llena hasta la mitad de la capacidad de la jeringa) y conecta la otra jeringa pequeña (a la mitad de llena de agua).

Ajusta el nivel del líquido presionando los émbolos para que quede la mínima cantidad de aire posible.

b) Presiona el embolo de la jeringa grande hasta vaciarla.

c) Vuelve a igualar de nivel del agua en las jeringas y ahora presiona el embolo de la jeringa pequeña hasta vaciarla

I) ¿En cuál caso la fuerza que aplicaste es mayor? Justifica tu respuesta. II) ¿Qué principio Físico se manifiesta en el experimento? Explica III) Menciona que se está simulando con el dispositivo armado, es decir, que dispositivo mecánico real se está replicando.

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CONCLUSIONES:

1. ¿Se alcanzaron los objetivos de la práctica? ¿Porque?

2. ¿Cuáles son las fuerzas que actúan sobre un objeto que se coloca en un fluido?

3. Explica por qué un bote con casco de acero puede flotar, aunque sea enorme



HABILIDADES CRITERIOS NIVEL DE LOGRO absoluto (A) medio (M) Sin logro(S)

PUNTAJE (0-2)

OBSERVACIONES



Diseño experimentalSeguimiento de instrucciones


Análisis de resultadosPresentación de datos






Mejoras o cambios

TOTAL

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PRACTICA DE LABORATORIO No 3 TEOREMAS DE BERNOULLI Y TORRICELLI

COMPETENCIAS DISCIPLINARES BASICAS EN EL AREA EXPERIMENTAL: Sintetiza evidencias obtenidas mediante la experimentación para producir conclusiones y formular nuevas preguntas. Obtiene, registra y sistematiza la información para responder a preguntas de carácter científico, consultando fuentes relevantes y realizando experimentos pertinentes. Valora las preconcepciones personales o comunes sobre diversos fenómenos naturales a partir de evidencias científicas. Relaciona las expresiones simbólicas de un fenómeno de la naturaleza y los rasgos observables a simple vista o mediante instrumentos o modelos científicos. COMPETENCIA ESPECIFICA: Analiza los principios de la masa y la energía aplicados a un fluido en movimiento, para obtener la ecuación de gasto, continuidad y Bernoulli. Aplica los conceptos adquiridos para identificar el comportamiento de los fluidos bajo la ecuación de Bernoulli y el Teorema de Torricelli. OBJETIVOS: Investiga y Contesta correctamente

• ¿Cuál es la rama de la física que estudia los fluidos en movimiento?

• Si en un depósito de agua se hacen dos agujeros a diferentes alturas en cuál de ellos crees que saldrá más rápido el chorro del agua

• ¿Por qué piensas que los aviones a pesar de ser tan pesados pueden elevarse para volar? Con base a lo anterior redacta los objetivos de la práctica: INTRODUCCION: La hidrodinámica es el estudio de las propiedades mecánicas y los fenómenos que presentan los fluidos en movimiento. Ecuación de Bernoulli. Las leyes de la dinámica para cuerpos sólidos, vistas en Física I, son aplicables también a los fluidos. Debido a que no tienen forma propia, se hacen las consideraciones citadas al principio de esta sección, respecto a los fluidos ideales. Daniel Bernoulli (1700-1782), físico suizo, estudió el comportamiento de los líquidos y aplicó precisamente una de estas leyes: la ley de conservación de la energía, al comportamiento de un líquido en movimiento.

Esta es la forma más común de expresar la ecuación fundamental de la hidrodinámica, conocida como Ecuación de Bernoulli. Esta ecuación, obtenida por Bernoulli, supone el flujo de un líquido ideal incompresible, por lo que la densidad del líquido no cambia al pasar del punto 1 al punto 2. También se considera insignificante la viscosidad del líquido, por lo que se supone que no hay pérdida de energía por fricción. A pesar de lo anterior, la ecuación de Bernoulli nos permite resolver situaciones de líquidos reales sin incurrir en errores considerables, ya que la pérdida real de energía es insignificante comparada con la magnitud de las otras energías que intervienen. Los resultados de los estudios de Bernoulli se pueden resumir así:

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“La presión que ejerce un líquido que fluye por un conducto es mayor cuando el líquido fluye a bajas velocidades, y menor cuando aumenta la velocidad de flujo”. Es decir, cuando las líneas de flujo se aproximen entre sí, la presión en dicha región será menor. “En un líquido ideal cuyo flujo es estacionario, la suma de las energías cinética, potencial y de presión que ejerce un líquido se mantiene constante, es decir, la suma de estas energías en un punto determinado, es igual a la suma de dichas energías en cualquier otro punto”. Aplicaciones de la ecuación de Bernoulli. Al hecho de que la presión que ejerce un fluido depende de la velocidad con que fluye, se le han encontrado varias aplicaciones. Algunas de ellas se detallan a continuación: Teorema de Torricelli La ecuación de Bernoulli puede ser aplicada para obtener la velocidad de salida de un líquido contenido en un recipiente, al cual se le hace un orificio en algún punto por debajo del nivel al que se encuentra la superficie libre del fluido. Si tomamos como punto inicial 1, un punto ubicado en la superficie libre y como punto 2, el punto en el cual se encuentra el orificio y aplicamos la ecuación de Bernoulli, tenemos:

De aquí se tiene

Esta ecuación fue deducida por nuestro ya citado físico italiano Evangelista Torricelli, quien resume su resultado en el teorema que lleva su nombre:

“La velocidad con la que un líquido sale por un orificio de un recipiente, es igual a la que adquiriría un cuerpo que se dejara caer libremente desde la superficie libre del líquido, hasta el nivel en que se encuentra el orificio”. Es decir La velocidad de salida de un líquido depende de su densidad y de la altura o profundidad a la que se encuentra el orificio de salida

Sustentación de los aviones Las alas de un avión son curvas en la parte superior y planas en la parte inferior. Esto hace que al moverse en el aire, la velocidad del mismo sea mayor en la parte superior que en la inferior, como lo muestran las líneas de corriente de la figura. De acuerdo con la ecuación de Bernoulli, la presión en la parte inferior del ala será mayor que en la parte superior, dando como resultante una fuerza de empuje ascendente o de sustentación. Mientras mayor es la diferencia de presiones, mayor será el empuje ascendente La sustentación depende de la velocidad relativa entre el aire y el avión, así como del ángulo formado entre el ala y la horizontal, ya que al aumentar este ángulo la turbulencia que se produce en la parte superior del ala disminuye la sustentación que predice la ecuación de Bernoulli. El empuje que recibe un sólido en virtud de que se mueve a través de un fluido se le llama empuje dinámico, y no debe confundirse con el empuje estático del que habla el Principio de Arquímedes.

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Materiales Aguja o clavo Mechero de Budsen Vaso de Precipitados de 1 lt Vaso de plástico de 250 ml Cronometro Manguera para aire

Sustancias: Agua Material proporcionado por el estudiante 1 botella vacía de 2 litros 1 hoja de papel 1 bola de unicel pequeña

DESARROLLO EXPERIMENTAL

EXPERIMENTO 1

a) Con la pinza sujete firmemente el clavo para que no se queme, calienta la punta en el mechero de Bundsen y con ella haz tres perforaciones en diferentes alturas de la botella de plástico (figura lateral). Tápalas con plastilina

b) Llena de agua la botella y colócala en un recipiente en donde recoger el agua. Destapa el agujero inferior y toma el tiempo en que se desaloja el agua.

c) Tapa el agujero nuevamente, llena la botella y vuelve a repetir con los otros dos agujeros.

d) Anota tus observaciones y realiza los cálculos.

1. ¿Según los cálculos realizados, se cumplió el teorema de Torricelli? ¿Por qué?

2. ¿Hay diferencia entre el alcance que tienen los chorros del agua? Explica EXPERIMENTO 2

a) Conecta la manguera de aire a la llave correspondiente. Abre un poco la llave y checa que no sea mucha la presión de salida.

b) Mantén la manguera en posición vertical con la salida del aire hacia arriba y coloca la bola de unicel sobre de ella de tal forma que la mantengas en flotación.

c) Anota a que se debe este fenómeno y que teorema lo fundamenta:

Posición de la abertura

Altura h (m) Tiempo t ( seg)

Velocidad

ghv 2=

Distancia vtd =

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EXPERIMENTO 3

a) Sostén una hoja de papel en posición horizontal y con la manguera de aire comprimido sopla por debajo de la hoja. ¿Qué sucede?

b) Ahora sopla por arriba de la hoja ¿Qué sucede?

c) Que fenómeno se presenta y con qué Teorema se demuestra. CONCLUSIONES:

1. ¿Se alcanzaron los objetivos de la práctica? ¿Porque?

2. ¿Se comprueban las investigaciones de Bernoulli? ¿Por qué?

3. ¿Cuáles son las fuerzas que actúan sobre un objeto que se coloca en un fluido?

4. Explica ¿Por qué un bote con casco de acero puede flotar, aunque sea enorme?


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HABILIDADES CRITERIOS NIVEL DE LOGRO absoluto (A) medio (M) Sin logro(S)

PUNTAJE (0-2)

OBSERVACIONES



Diseño experimentalSeguimiento de instrucciones


Análisis de resultadosPresentación de datos






Mejoras o cambios

TOTAL

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