MANUAL DE PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE FÍSICA

1 Universidad Cooperativa de Colombia Repositorio Institucional Universidad Cooperativa de Colombia Gu a d e l a b o r a t o r i o de I n g e n i e r a s h a c e p a r t e d e l a c o m u n i d a d d e I n g e n i e r a , A r q u i t e c t u r a y U r b a n s m o 2016 MANUAL DE PR CTICAS DE LABORATORIO DE F SICA Contacte al autor: Jaime Malqui Cabrera Medina Maritza Vivas Narvaez Mario Arturo Duarte Rodriguez Luis Eduardo arenas Villamizar Disponible en: Esta obra est bajo una licencia de Creative Commons Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgua l Internacional F i l i a c i n : Universidad Cooperativa de Colombia, Facultad de Ingenier as, Programa de Ingenier a Industrial, Neiva, Colombia, 00000 LABORATORIO de f sica Departamento de ciencias b sicas 1 UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA MANUAL DE PRACTICAS DE LABORATORIO DE F SICA Neiva - 2015 LABORATORIO de f sica Departamento de ciencias b sicas 2 Los autores.

2 JAIME MALQUI CABRERA MEDINA: Profesor tiempo completo Universidad Cooperativa de Colombia Neiva, Licenciado en Matem ticas y F sica Universidad Surcolombiana, Especialista en Computaci n para la Docencia Universidad Antonio Nari o, Especialista en Docencia Universitaria Universidad Antonio Nari o, Especialista en Tecnolog as de la Informaci n y la Comunicaci n TIC en Educaci n International University y Magister en Tecnolog as de la Informaci n y la Comunicaci n TIC en Educaci n International University. Correo electr nico: MARITZA VIVAS NARV EZ: Profesora tiempo completo Universidad Cooperativa de Colombia Neiva, Licenciada en Matem ticas y F sica Universidad Surcolombiana, Especialista en Docencia Universitaria Universidad Cooperativa de Colombia, Magister en Educaci n Universidad Cooperativa de Colombia, Diplomado en reforma curricular, Diplomado en Educaci n por competencias, Diplomado en evaluaci n por competencias, Diplomado en Investigaci n cualitativa.

3 Correo electr nico: MARIO ARTURO DUARTE RODR GUEZ: Profesor tiempo completo Universidad Cooperativa de Colombia Neiva, Licenciado en Ciencias de la educaci n, Especialidad F sica Universidad distrital Francisco Jos de Caldas, Especialista en Matem ticas avanzada Universidad Nacional de Colombia, Especialista en Edum tica Universidad Aut noma de Colombia, Especialista en Docencia Universitaria Universidad Cooperativa de Colombia. Correo electr nico: LUIS EDUARDO ARENAS VILLAMIZAR: Profesor tiempo completo Universidad Cooperativa de Colombia Neiva, Licenciado en Matem ticas y F sica rea mayor Matem ticas, Especialista en Computaci n para la Docencia Universidad Antonio Nari o, Especialista en Docencia Universitaria Universidad Cooperativa de Colombia, Especialista en Inteligencia Artificial Convenio Universidad Cooperativa de Colombia y la Universidad Central de las Villas Cuba - UCLV.

4 Coreeo electr nico: LABORATORIO de f sica Departamento de ciencias b sicas 3 Agradecimientos. A la Universidad Cooperativa de Colombia por su gesti n y el compromiso con los profesores al generar los espacios pertinentes para el desarrollo y calidad en las pr cticas de LABORATORIO de f sica que se orientan en las ingenier as. "En lo tocante a la ciencia, la autoridad de un millar no es superior al humilde razonamiento de una sola persona" Galileo Galilei LABORATORIO de f sica Departamento de ciencias b sicas 4 CONTENIDO 1. PRACTICAS DE TECNICAS DE MEDICION DE VARIABLES FISICAS Metrolog a Medici n y errores Relaci n lineal Relaci n cuadr tica Relaci n inversa 2. PRACTICAS DE FISICA MECANICA Movimiento rectil neo uniforme Movimiento uniforme acelerado Movimiento de ca da libre Lanzamiento de proyectiles Segunda ley de Newton Ley de Hooke Conservaci n de la energ a mec nica 3.

5 PRACTICAS DE FISICA DE ONDAS Leyes de un p ndulo simple Leyes de un oscilador arm nico simple Ondas transversales Ondas longitudinales y Bidimensionales Calor especifico Coeficiente de dilataci n lineal LABORATORIO de f sica Departamento de ciencias b sicas 5 4. PRACTICAS DE ELECTRICIDAD Y MAGNETISMO Electrizaci n por frotamiento L neas equipotenciales Ley de Ohm Circuitos de resistencias Leyes de Kirchhoff LABORATORIO de f sica Departamento de ciencias b sicas 6 INTRODUCCION La F sica es una ciencia destinada a encontrar las leyes que rigen el universo, por lo tanto se encarga de explicar los diversos fen menos naturales que ocurren a nuestro alrededor. Frecuentemente estos fen menos se dan en unas condiciones tales que su an lisis directo resulta una tarea muy dispendiosa, por tal motivo se hace necesaria la reproducci n del fen meno de una manera idealizada para que el cient fico pueda manipular los diferentes factores que lo producen o afectan.

6 El experimento es la experiencia cient fica en que se provoca deliberadamente alg n cambio y se observa o interpreta su resultado con alguna finalidad cognoscitiva, aqu el desarrollo de los procesos ocurre en condiciones previamente planeadas y controladas; por lo tanto el experimento es la directriz en la b squeda de respuestas a los problemas que se plantean al experimentador. sta es la raz n por la cual el experimento, desde su introducci n por Galileo, ha sido indispensable en el proceso de evoluci n de la ciencia. Cualquier curso de F sica que pretenda dar una formaci n integral al estudiante debe permitirle realizar los an lisis experimentales correspondientes, pues de otra forma dif cilmente podr llegar a la comprensi n de las leyes naturales.

7 En la mayor parte de los casos se trata de experimentos cuantitativos que requieren manejo de aparatos, observaci n, recolecci n de datos y proceso de los mismos, en otros casos se trata de experimentos que permiten observar nuestro cuerpo en acci n para establecer diversos principios f sicos que en l act an. Estas pr cticas se han dise ado para ayudarle a utilizar el m todo cient fico con el fin de procesar datos y obtener las leyes que rigen los fen menos analizados. Para llegar a la ley que explica un fen meno dado deber efectuar mediciones, tabular datos, realizar gr ficas y a partir de ellas obtener las ecuaciones y enunciados respectivos. La adopci n de una metodolog a de investigaci n cient fica en la realizaci n de LABORATORIO de f sica Departamento de ciencias b sicas 7 las pr cticas en el LABORATORIO de f sica, fortalecidas por el uso y apropiaci n de las Tecnolog as de la Informaci n y la Comunicaci n TIC posibilitan el mejoramiento y cualificaci n por competencias en el proceso de ense anza aprendizaje (ver anexo 1) de los estudiantes, mediante el uso de p ginas web, simuladores, videos, talleres, etc.

8 , que se encuentran disponibles en la web de manera gratuita para usos educativos. LABORATORIO de f sica Departamento de ciencias b sicas 8 COMO USAR ESTE MANUAL Este MANUAL ha sido dise ado con el prop sito de guiar al estudiante a trav s de un recorrido experimental por los diferentes t picos planteados en los cursos de T cnicas de medici n de variables f sicas, F sica Mec nica, F sica de ondas y Electricidad y Magnetismo para los estudiantes de ingenier a (civil, industrial y sistemas), de tal manera que al participar activamente en la recolecci n, proceso, an lisis y s ntesis de los datos, utilizando los diferentes medios proporcionados en el MANUAL (enlaces a p ginas web, simuladores, talleres virtuales, videos, etc.)

9 , llegue por sus propios medios a verificar o a deducir los principios que rigen un fen meno. Aqu tambi n encontrara una breve descripci n de la estructura de cada una de las pr cticas y la forma de guiar al estudiante en la realizaci n de cada una de ellas y la estructura de la presentaci n del informe escrito (ver anexo 2), donde se evidencie el alcance de los indicadores de competencias propuestos en cada una de las pr cticas, y de esta forma el estudiante confronte modelos te ricos con la experimentaci n pr ctica (en el LABORATORIO ). Este MANUAL ser usado por los estudiantes que se encuentran matriculados en los cursos de f sica que se ofrecen en los programas de ingenier a de sistemas, industrial y civil, en el cual est n contempladas las practicas que ilustran la tem tica tratada en los curso de F sica que aparecen en los microdise os de los programas por competencias.

10 LABORATORIO de f sica Departamento de ciencias b sicas 9 ESTRUCTURA DE UNA GUIA DE LABORATORIO Cada pr ctica de LABORATORIO contiene la siguiente distribuci n: ENCABEZADO: Consta del logo de la universidad, el nombre de la facultad y del departamento, as como la identificaci n del curso y el t tulo de la pr ctica. Adem s de datos exigidos por la universidad en el formato de calidad . INDICADORES DE COMPETENCIAS: Listado de actividades que debe alcanzar el estudiante en el desarrollo de la pr ctica donde demuestre que adquiri las habilidades o destrezas, actitudes y conocimientos que se requieren comprender la naturaleza de un fen meno. 1. INTRODUCCI N: Idea general y exacta de los diversos aspectos que compone la pr ctica de LABORATORIO .