GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

sección: PRÁCTICAS DIGITALES DE FÍSICA
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SOLUCIÓN

ALMACÉN

Introducción a la fotografía digital en la experimentación física

Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado

Movimiento circular uniforme

Movimiento circular uniformemente acelerado

Movimiento parabólico 1

Movimiento parabólico 2

Movimiento armónico simple

Movimiento pendular

Movimiento en un plano inclinado

Fuerzas paralelas

Fuerzas concurrentes

Equilibrio de fuerzas

Momentos de fuerzas

Segunda ley de Newton

Máquina de Atwood

Coeficiente dinámico de rozamiento

Momento de inercia

Conservación de la energía mecánica

Circuito eléctrico I ( R constante)

Circuito eléctrico II ( V constante)

Montaje en potenciómetro

Resistencias en serie

Resistencias en derivación

Óhmetro

Resistencia interna de una pila

Potencia de un circuito eléctrico

Puente de Wheatstone

Descarga de un condensador

Introducción a la corriente alterna I

Introducción a la corriente alterna II

Circuito de corriente alterna con resistencia

Circuito de corriente alterna con autoinducción

Circuito de corriente alterna con condensador

Circuito de corriente alterna en serie I

Circuito de corriente alterna en serie II

Transformador con carga

Reflexión de la luz en una superficie plana

Reflexión de la luz en dos espejos

Reflexión en un espejo que gira

Imágenes en dos espejos planos que forman un ángulo diedro

Reflexiones múltiples

Reflexión de la luz en superficies curvas

Refracción de la luz en una superficie plana

Ángulo límite

Refracción en láminas de caras planas y paralelas

Prisma óptico

Espejo cóncavo I

Espejo cóncavo II

Distancia focal de una lente convergente

Formación de imágenes en lentes convergentes

Distancia focal de una lente divergente 1

Distancia focal de una lente divergente 2

Red de difracción 1

Red de difracción 2

Difracción por una rendija estrecha

Difracción por un orificio

Difracción en un glóbulo rojo

Difracción por dos rendijas paralelas

Difracción producida por un cabello

Longitud de onda de un láser en el agua

Medida de la longitud de onda de un láser con una regla

Interferencias 1

Anillos de Newton

Polarización

Medida en un disco de vinilo

Medida en un CD

Actividad óptica

Péndulo quebrado

Potencia en un circuito de corriente continua

Vaciado de un depósito

Frasco de Mariotte

Caída de un cilindro girando en el aire (I)

Caída de un cilindro girando en el aire(II)

Cadena cayendo

Aceleración mayor que g

Aceleración menor que g

Choques

Conservación de la cantidad de movimiento

Momentos 2

Momentos 3

Momentos 4

Momentos 5

Ley de Hooke

Conservación de la energía mecánica II

PUENTE DE CAPACIDADES

 
Fundamento                                                                                               

 

El puente de capacidades es un montaje eléctrico con dos resistencias y dos condensadores, en una disposición como la indicada en la fig. 1.

                    

                                

 

Fig.1. Puente de capacidades

Fig.2. Puente de hilo

El puente de capacidades está equilibrado cuando la diferencia de potencial entre los puntos A y B es nula, en esta situación, se cumple que

                                  

 

De las relaciones anteriores se deduce que

                   (1)

 

Desde el punto de vista práctico el puente de capacidades se sustituye por el puente de hilo (fig. 2)

 

R1 y R2 se reemplazan  por un hilo de sección constante, y al ser la resistencia  directamente proporcional a la longitud de hilo, se puede escribir R1 = kL1 y  R2 =kL2. B es un cursor que se desplaza sobre el hilo y según sea su posición sobre él, así serán las resistencias R1 y R2. Para ciertas posiciones del cursor B, el potencial de A es mayor que el de B, para otras ocurrirá al revés y habrá una única posición para la que  VAB = 0  y entonces el puente está en equilibrio. Teniendo en cuenta que la corriente es alterna, resultará que al mover el cursor B desde un extremo del hilo hacia el otro la corriente disminuye, alcanza el valor cero y al proseguir el desplazamiento la corriente vuelve a aumentar.

 

 

 

Si aplicamos la ecuación (1) en las condiciones de equilibrio resulta

 

                                                              

 

Si se conoce de antemano C y se miden las longitudes L1 y L2 se puede determinar el valor de la capacidad del condensador CX.

 

En el experimento se utiliza un puente de hilo y el cursor (que es una pinza de cocodrilo) se desplaza a lo largo del hilo y en cada posición se miden L1 y L2. Representando el voltaje, frente a L1 se puede determinar para qué valor de L1 el puente está en equilibrio. Si la representación se hace frente a L2 se puede determinar el valor de L2 cuando el puente está en equilibrio.

 

 

 

Fig. 3a.-  Foto del montaje

Esta foto está hecha próxima al montaje y tiene como finalidad observar con detalle el circuito. El comienzo del hilo está sobre el cero de la regla y el final, sobre 520 mm . Debido a la perspectiva de la foto esto no puede apreciarse.

 

Fotografías

La fotografía 3b, nos indica que el voltímetro indica 54 mV y el cursor B se encuentra en una  posición alrededor de 98 mm . Esta medidas y el resto  se encuentran en la  sección “Conjunto de fotografías de diversas medidas”, en donde se ha simplificado la fotografía 3b, dejando solamente los aparatos y el hilo.

En  la Tabla 1 se anotan, la lectura V  del voltímetro en milivoltios y los valores L1 y L2 en milímetros con su incertidumbre.

 

Las longitudes L1 y L2 se deben medir a partir de las lecturas de la regla. Teniendo en cuenta que la pinza de cocodrilo tiene un cierto espesor así como los extremos donde se sujeta el hilo esto determina

que la localización de cada longitud   no sea precisa, por ello   es necesario dar los valores de L1 y L2 con una incertidumbre cuyo valor queda a juicio del lector.

 

Conjunto de fotografías de diversas medidas

 

 

Fotografía 3b ( Montaje visto desde arriba)

En la  Tabla 1 se escriben las longitudes L1 y L2 con sus incertidumbres y luego las longitudes mayores y menores. Por ejemplo, si L1 = cm , la longitud mayor es 10,3 cm y la menor 9,7 cm .

 

Tabla 1

 

Lecturas del Voltímetro

V/mV

 

L1 /mm

 

L2/mm

Longitud menor

 L1 / mm

Longitud        mayor

L1/mm

Longitud menor

L2/mm

Longitud mayor L2/mm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Gráficas

 

a) Represente la diferencia de potencial entre A y B, expresada en milivoltios, en el eje de ordenadas y L1 menor en el eje de abscisas. En la misma gráfica represente la diferencia de potencial entre A y B frente a L1 mayor. Determine con su incertidumbre para qué valor de L1es  VAB=0.

 

b) Represente la diferencia de potencial entre A y B, expresada en milivoltios, en el eje de ordenadas y L2 menor en el eje de abscisas.  En la misma gráfica represente la diferencia de potencial entre A y B frente a L2 mayor. Determine con su incertidumbre para qué valor de L2 es  VAB=0.

 

 

c) Calcule el valor de la capacidad del condensador CX con su incertidumbre en el supuesto de que C= 1mF  y este valor es exacto.

 

d) Calcule el valor de la capacidad del condensador CX con su incertidumbre en el supuesto de que C= 1mF  y tenga una incertidumbre, según el fabricante, de un 10%.

 

 

 

 

 

Fotos para toma de medidas 1

 

Fotos para toma de medidas 3

 

Fotos para toma de medidas 2

 

Fotos para toma de medidas 4

Fotos para toma de medidas 5

Fotos para toma de medidas 6

 

 

Fotos para toma de medidas 7