domingo, 3 de junio de 2012

Rutherford el modelo atómico


1- Como has podido leer J.J. Thomson fue profesor de Rutherford, que a su vez fue profesor de Hans Geiger. ¿Cómo valoras el hecho de que los investigadores científicos formen a los estudiantes? Investiga qué ocurre en las Facultades de Ciencia españolas.

Creemos que esta muy bien que los investigadores formen a los estudiantes ya que son gente que trabaja el tema que enseña de manera continua y que están al tanto de todas las novedad por lo que el temario siempre estara al dia, y del mismo modo los científicos pueden dar sus opiniones y contar sus experiencias en el tema, aunque creemos que esto esta bien siempre y cuando se hagan intercambios entre distintas universidades para que el punto de vista de los científicos formados sea los mayor posible y puedan conocer nuevos métodos de investigación.


2- En palabras de Rutherford, "toda ciencia, o es Física, o es coleccionismo de sellos". En 1908, le otorgaron el premio Nobel de Química. Su reacción fue realmente muy curiosa: "He cambiado muchas veces en mi vida, pero nunca de manera tan brusca como en esta metamorfosis de físico a químico". ¿Cuáles son las diferencias entre la Fisica y la Química? Da una interpretación a ambas frases del científico, ¿por qué crees que le otorgaron el premio Nobel de Química y no el de Física?

La física es la ciencia que estudia los cambios en el movimiento, el espacio, el tiempo, la materia, la energía y la masa así como sus interacciones, por lo que podemos decir que la física estudia los cambios exteriores de un cuerpo, como la velocidad, la altura... etc.


En cambio la química es la ciencia que estudia la composición, estructura y propiedades de la materia, así como los cambios que experimenta durante las reacciones químicas y su relación con la energía, por lo que podemos decir que la química estudia lo que pasa dentro del cuerpo, como los cambios estructurales o su solubilidad.




Nosotras creemos que cuando Rutherford dijo "toda ciencia, o es Física, o es coleccionismo de sellos", se refería a que ya que las ciencias como la química y la biología, entre otras, están basadas en la física, para poder entender los conceptos de estas ciencias pimero hay que saber mucha física. Por ejemplo, para entender por qué un cuerpo cambia de estado, primero habrá que entender que es la energía calorífica y después aplicarlo a cómo afecta a la materia.
A Rutherford le dieron el premio nobel de química en vez de el de física ya que sus estudios se basaban en procedimientos y aspectos químicos y no físicos, ya que aunque utilizaba ondas alpha, que se encuentra dentro de la física, quería contar el número de partículas y eso entra claramente dentro de la química.

3-Investiga sobre la biografía de Nikola Tesla. ¿Cuáles fueron sus principales aportaciones a la Física? ¿Qué disputas científicas mantuvo con Edison y Marconi? Te recomendamos una película: EL TRUCO FINAL. El argumento de esta película describe muy bien la mezcla de magia y ciencia que se vivía en el final del siglo XIX y principios del XX. Trabajo opcional para subir nota: Realiza una línea de tiempo con los principales hechos científicos de este periodo.

NIkola Tesla fue un gran físico, matemático e ingeniero eléctrico, nació en 1856 en serbia que vivía en una ciudad croata del sur del Imperio Austro-Húngaro. Tesla siempre decía que su madre era la fuente de sus capacidades intelectuales. Estudió en las universidades de Graz (Austria) y Praga. Después de haber trabajado en varias industrias eléctricas en París y en Budapest, se trasladó a Estados Unidos (1882), donde trabajó a las órdenes de Thomas A. Edison,  donde realizó su mayor aporte: la teoría de la corriente alterna en electricidad, lo cual le permitió idear el primer motor de inducción en 1882.

Tesla se asocia con G. Westinghouse, quien compró las patentes de su motor y de un transformador que facilita la distribución de este tipo de corriente hacia los usuarios finales. Ambos ganaron la batalla de la distribución de la energía, pues el transporte de corriente alterna es más barato y sencillo que el de continua.
Fundó en Nueva York un laboratorio de investigaciones electrotécnicas, donde descubrió el principio del campo magnético rotatorio y los sistemas polifásicos de corriente alterna. Creó el primer motor eléctrico de inducción de corriente alterna y otros muchos ingenios eléctricos como el llamado montaje Tesla, un transformador de radiofrecuencia en el que primario y secundario están sintonizados, de utilidad a la hora de preseleccionar la entrada de un receptor radioeléctrico. Predijo la posibilidad de realizar comunicaciones inalámbricas con antelación a los estudios llevados a cabo por Marconi, y en su honor se denomina tesla a la unidad de medida de la intensidad del flujo magnético en el sistema internacional.

Mantuvo disputas con:
→ Edison, La guerra de las corrientes. Durante los años iniciales de distribución de electricidad, la corriente continua de Edison era el estándar para los Estados Unidos y Edison no estaba dispuesto a perder todos sus derechos de autor evidentes.
La corriente continua trabajó para utilizar las lámparas incandescentes que eran la carga principal del día, así como para motores. De su trabajo con campos rotatorios magnéticos, Tesla inventó un sistema para la generación, la transmisión, y el empleo de corriente alterna.
Edison era un experimentador de fuerza bruta, pero no era ningún matemático. La corriente alterna realmente no puede ser entendida o explotada sin una orientación de física y matemática, que Tesla la tenía. Tesla había trabajado para Edison, pero no fue valorado. Sentimientos malos fueron exacerbados porque la Tesla había sido engañado por Edison en una promesa de compensacion para su trabajo. Edison más tarde lamentaria no haber escuchado a Tesla y utilizadar la corriente alterna.


(Edison)
→ Marconi. En 1893, Tesla inventa la radio en Europa patentándola en Estados Unidos cuatro años más tarde, sin embargo, dicha patente no le fue concedida hasta 1900.

Este tema le produjo muchos dolores de cabeza, pues la empresa formada por Guglielmo Marconi, la primera en realizar una emisión radiofónica (1895), se disputaba con Tesla el invento. Debemos saber que la patente de Marconi fue presentada el 10 de noviembre de 1900 y se consideró como una copia de la ya presentada por Tesla, por lo que la oficina desestimó esa patente de Marconi.

Pero la empresa de Marconi no se conformó con esto y trató de quitarle la patente a Tesla, pero tras años de conflictos y miles de páginas con los testimonios de científicos brillantes de su época a favor de Tesla, la Suprema Corte de Estados Unidos dictaminó poco después de su muerte, en junio de 1943, que la patente presentada por Nikola Tesla, era la única válida. La disputa era idealista, pues la Marconi Company sólo pretendía comerciar con el producto, mientras que Tesla quería nada más que ofrecer esa tecnología gratuitamente.

(Marconi)
Linea de tiempo:

Anestesia: William Morton, 1846.
Teoría de la evolución: 1859
Dirigible: Solomon Andrews, 1863.
Termómetro Clínico: Sir Thomas Clifford Allbutt, 1866
Producción de energía eléctrica: 1870
Fonógrafo: Thomas Alva Edison, 1878.
Fotófono: Alexander Graham Bell y Charles Sumner Tainter, 1880, permitía la transmisión de sonido por medio de una emisión de luz.
Motor de explosión
Gramófono: Emile Berliner, 1888.
Avión: Clément Ader, 1890.
Cinematógrafo: Hermanos Lumière, 1894, proyector cinematográfico.
Rayos X: 1896.
Teoría cuántica: 1900
Teoría de la relatividad: 1905
Estructura del átomo: 1913
Aislamiento de la insulina: 1921
Televisión: 1926
Penicilina: 1928
Nailon: 1936
Fisión nuclear: 1942
Computadora electrónica: 1945


4- A lo largo del capítulo se suceden las descripciones sobre el descubrimiento de distintos fenómenos físicos (que puedes y debes añadir en la línea de tiempo) que serán cruciales en el desarrollo de la sociedad del siglo XX y que siguen muy relevantes en la actualidad. Responde brevemente (básate sólo en el libro para este punto, excepto en los enlaces señalados) a la siguiente serie de preguntas (haciendo referencia a los científicos implicados):
4a) ¿Qué diferencia la fluorescencia de la fosforescencia? Las sustancias fluorescentes emiten luz azulada al ser estimuladas por radiación externa, y las fosforescentes, emiten una luz verdosa que persiste cuando se deja de iluminar.
4b) ¿Qué son los Rayos X? ¿Cómo se descubrieron? Es una radiación electromagnética de origen extranuclear (se produce fuera del núcleo), y tienen la propiedad de que son penetrantes en las sustancias. Los rayos X se descubren en el siglo XIX, cuando se aplicaban a ciertos gases descargas eléctricas. Estudiando fenómenos de fluorescencia por el científico Roentgen, se dio cuenta por casualidad de que unas sales emitían luz cuando realizaban el experimento, lo que indicaba que había una radiación invisible que atravesaba las paredes del lugar donde se hacía el experimento que excitaba a las sales. Las placas fotográficas que había en el laboratorio también las velaba.
4c) ¿Qué es la Radiactividad? ¿Cómo fue descubierta? Becquerel quería fotografiar con luz fosforescente porque creía que iba a tener unos efectos parecidos a los de los rayos X. Se dedicó a utilizar placas fotográficas con sales de uranio, obteniendo unos resultados muy pobres. Se cuenta que en un día muy nublado que no pudo exponer las placas al sol, obtuvo un resultado de imagen muy nítido, lo que quería decir que no necesitaba luz del sol, sino que las propias sales eran las que emitían la radiación y no tenía nada que ver con la fosforescencia.
La radiactividad es la emisión de rayos que provienen de los propios átomos. Es un fenómeno químico por el cual unos elementos químicos llamados radiactivos.
4d) ¿Por qué fueron importantes las aportaciones del matrimonio Curie y de Rutherford al trabajo de Becquerel? El matrimonio Curie demostró que muchas sustancias tenían propiedades radiactivas, aunque no se conocía el origen ni por qué sucedía esto. Rutherford descubrió que se emitían dos clases de radios radiactivos, alfa y beta, y dedujo que los rayos beta eran electrones y descubrió que la radioactividad era la desintegración de ciertos átomos pesados en tres tipos de radiaciones, alfa, beta y gamma.
4e) ¿Qué son las radiaciones alfa, beta y gamma? Ordénalas energéticamente.
La radiación alfa son átomos de helio; la beta electrones y la radiación gamma es una radiación electromagnética muy energética. La más energética es la gamma, beta y alfa.
4f) ¿Qué es la ley de desintegración atómica? ¿Por qué sirve como método de datación geológica?Trabajo opcional: Investiga sobre el carbono-14
Rutherford econtró esta ley, que es el ritmo con el que los átomos de una muestra radiactiva se desintegran. Puede variar desde pocos segundos hasta millones de años.Observó que el uranio y otros elementos se desintegraban terminando la cadena en plomo. Examiando muestras geológicas que contengan estos elementos y plomo y conociendo el ritmo de desintegración, se puede conocer la edad de la Tierra.
4g) ¿Para qué sirve un contador Geiger? El contador Geiger es un aparato eléctrico que registraba y contaba las partículas alfa una a una. Este aparato lo desarrollaron entre Rutherford y su alumno Geiger.

5- Explica cómo se llevó a cabo el experimento de Rutherford. Si quieres, puedes hacerlo con un pequeño vídeo, que simule el experimento. ¿Por qué no funcionó con Mica, sí con pan de oro y mejoró mucho con pan de platino? Comenta la frase: "Es como si se disparara un obús naval de buen calibre sobre una hoja de papel y rebotara".

6- Describe el modelo de Rutherford y sus limitaciones. ¿Por qué el equipo de Rutherford se puede considerar el padre de la interacción nuclear (piensa en qué lo ocurriría a los protones si no existiera dicha interacción)? ¿Qué son las 4 interacciones fundamentales de la naturaleza?
El modelo de Rutherford del átomo es un modelo planetario en el que la carga positiva estaría en el centro del átomo y la carga negativa estaría formada por los electrones que giran en forma de órbitas alrededor del núcleo. Las dudas del modelo son por qué no se repelen las cargas del mismo signo, los protones dentro del núcleo y por qué los electrones no emitían radiación electromagnética cuando se sabía que una carga que se acelera emite dicha radiación. Además, al emitir dicha radiación perdería energía y se precipitaría el electrón contra el núcleo.
Las cuatro interacciones fundamentales de la naturaleza son : interacción nuclear fuerte, interacción nuclear débil, interacción electromagnética e interacción gravitatoria.

7- Crea tu propio "escudo científico" (buscando tu propio lema científico) tal y como hizo Rutherford al ser nombrado barón.

domingo, 6 de mayo de 2012

DE ARQUÍMEDES A EINSTEIN

MILIKAN, LA UNIDAD DE CARGA ELÉCTRICA.

Robert Milikan fue un físico estadunidense que ganó el Premio Nobel de física por su trabajo para determinar la carga del electrón y el efecto fotoeléctrico.


1.) Fue el inglés R. Symmer en 1759, quien supuso la existencia de dos fluidos eléctricos, que al estar mezclados en iguales cantidades en un cuerpo, determinarían el estado neutro de él. El frotamiento perturbaría la relación cuantitativa de las cargas, provocando el predominio de una de ellas y con este concepto se desarrolló ampliamente la electricidad en el siglo diecinueve (XIX).Pero Benjamín Franklin unos años más tarde habla de un único fluido. Según él, cada cuerpo tiene la cantidad justa de fluido eléctrico : al frotar un cuerpo contra otro se produce un desequilibrio quedando uno de los cuerpos con defecto de fluido al que represento con un menos y otro con exceso al que representó con un más. La carga eléctrica no se crea, sólo se separa. La electricidad positiva era la vítrea y la negativa la resinosa.
Hoy sabemos que el vidrio al ser frotado pierde electrones y queda cargado positivamente , mientras que el ámbar al ser frotado gana electrones y queda cargado negativamente.


2.) Un tubo de descarga es un tubo de vidrio sellado, con dos electrodos conectados ua una fuente de alto voltaje. Cuando la presión de gas dentro del tubo se reduce o es muy baja, el gas se hace conductor, fluye la corriente y el gas fluoresce; cuando la presión se reduce todavía más, el gas deja de emitir luz, pero la corriente sigue fluyendo entre los electrodos y el vidrio del extremo del ánodo fluoresce. Estos rayos (rayos catódicos) pueden ser desviados por un campo magnético.
Thomson consiguió desviar los rayos con un campo magnético, comportándose como partículas de carga negativa. Calculó la masa y la carga de estas partícula, que es independiente del gas que contenga el tubo.


3.) Thomson en 1904 postuló que un átomo estaba compuesto por una esfera de electricidad positiva en la cual estaban incrustados los electrones en un número suficiente para neutralizar la carga positiva. La masa del electrón es mucho más pequeña que la asociada a la positiva.
Pensaba que los electrones, distribuidos uniformemente alrededor del átomo, en distintas ocasiones, en vez de una sopa de las cargas positivas, se postulaba con una nube de carga positiva, en 1906 Thomson fue premiado con el novel de física por este descubrimiento.
Con el modelo de Thomson una partícula alfa lanzada a gran velocidad no debería desviarse de su trayectoria porque vería al átomo como algo neutro en su conjunto. Sin embargo, Rutherford en colaboración con Geiger y Marsden, realizó el experimento y un elevado número de partículas alfa se desviaban, por lo que Ruherford supuso, en 1911 que el átomo debía de ser un espacio vacío en su mayor parte, lo que explicaría que la mayor parte de las partículas no se desviaran de su trayectoria. También supuso que el núcleo del átomo concentraba la mayor parte de la masa y la carga positiva, por lo que cuando una partícula alfa se aproximaba al núcleo o pasaba cerca de éste se producía una repulsión.

Por eso, el átomo no es macizo ni compacto como suponía Thomson, sino prácticamente hueco y el núcleo es muy pequeño, según demostró Rutherford. 


4.) La teoría física de finales del siglo XIX, decía que las ondas necesitaban un medio para transportarse, así como las olas necesitan del agua, el sonido del aire y la luz de un medio denominado éter. La velocidad a la que se mueve el propio medio afectaría a la velocidad final del fenómeno acelerándolo o frenándolo, como lo haría la corriente del agua sobre un nadador o el efecto doppler en el sonido. Michelson trató de detectar la velocidad del viento del éter. En su experimento dividió un haz de luz en dos ejes perpendiculares y los hizo recorrer la misma distancia en distinta dirección por medio de una serie de espejos. Estos rayos debían llegar en diferentes momentos a una diana a causa del viento del éter que frenaría o aceleraría alguno de ellos, pero no fue así, pues ambos llegaban a la vez. Por ello, la hipótesis del éter carecía de sentido.
En algunas teorías absoletas, el éter era una hipotética sustancia extremadamente ligera que se creía que ocupaba todos los espacios vacíos como un fluido. 


5.) Segun el modelo de Bohr los rayos X ionizan a las gotas de aceite ya que otorgan a sus electrones una carga extra que hace que no exista equilibrio y que el ion tenga carga negativa.

6.)  Millikan realizó este experimento en 1909 con el fin de medir la carga electrica de los electrones, o tambien llamada carga elemental. Para ello introdujo particulas de aceite en un recipiente lleno de agua donde pudiera medir la velocidad a la que caen, y dispuso un aparato que emitia rayos X en el centro del recipiente. Los rayos X son capaces de ionizar negativamente a las particulas de aceite por lo que ya hemos explicado en la pregunta 5. De este modo tendria muchas particulas de aceite con diferentes cargas electricas. Cuando la particula no tenia nada de carga por que lo que era estable, la velocidad con la que caía estaba determinada por su peso y la de densidad del liquido en el que estuvieran, en este caso agua. pero cuando la particula tenía carga negativa observo que caia mas despacio, que dejaba de caer y se mantenía a la misma altura, o incluso ascendia en el liquido, dependiendo de lo negativamente que estuviera cargada. Tras estudiar todas las particulas se dio cuenta de que la carga electronegativa que tenían las particulas era multiplo de 1.6 x10-19, por lo que un solo electron tendría una carga de 1.6x10-19 C. 


7.)  El efecto fotoeléctrico es la emisión de electrones por un metal o una fibra de carbono cuando sobre él incide una radicacion electromagnetica. Esta radicación electromangnética suele ser de luz visible o ultravioleta. 

Fue descubierto por Heinrich Herzen 1887 cuando observaba que la distacia que recorre un electrodo es mayor cuando se le esta incidiendo luz ultravioleta.

8.) Es bueno que los cientificos pasen algunos años en distintos laboratorios con el fin de intercambiar ideas con otros cientificos y expandir sus conocimientos ya que dos mentes piensan mas que una, y la variedad de conocimiento es muy importante a la hora de investigar ya siempre se pueden aprender nuevas tecnicas de estudio que pueden resultar útiles.

9.)  Porque los libros de divulgación científica explican las cosas de una manera más sencilla, con mucho texto y dibujos y pocas fórmulas matemáticas, lo que es bueno si no tienes una base científica buena. En conclusión, si no eres un especialista son positivos, pues están explicados de una manera fácil y visual para familiarizarse con los temas.

10.) Cuando estabamos haciendo nuestro trabajo del dia de la ciencia e investigamos sobre la historia del atomo descubrimos que el primer modelo atomico se parecia mucho a un muffin con pepitas de chocolate donde la masa del muffin seria la carga positiva y las pepitas de chocolate serian la carga negativa.






Modelo de Bohr. En él se pueden ver las diferentes capas ordenadas.


Modelo de Rutherford.

miércoles, 25 de abril de 2012

Clavendish

En este capítulo hablaremos de el universo, de los grandes científicos del espacio, los telescopios...

1.Isaac Newton tiene dos fechas de nacimiento ya que depende del calendario que utilices. Cuando el nació estaba vigente el calendario juliano, y según este nació el 25 de diciembre de 1642, pero según el calendario gregoriano, vigente actualmente nació el 4 de enero de 1643. Lo mismo ocurre con su fecha de defunción.

2.‘’Si he visto más lejos es porque estoy sentado sobre los hombros de gigantes’’
Lo que Newton quiso decir con esta frase es que el había llegado tan alto en su conocimiento ya que otros científicos antes que él, como Arquímedes o Galileo entre otros, habían conseguido descubrir las bases de la ciencia.

3.Según la teoría de Aristóteles del universo, la Tierra se encontraba en medio y todos los demás planetas y estrellas giraban alrededor suyo formando esferas perfectas. Su teoría dividía al cielo en dos, el mundo sublunar y el mundo supra lunar.
El mundo sublunar abarca a la zona por debajo de la luna, La Tierra.
El mundo supra lunar es entonces el resto del universo, que gira alrededor de la Tierra.


4. 1703www.dipity.com/anaperezbla/Capitulo-4/
Este link lleva a la pagina en la que esta el dipity con la línea temporal.

5. ¿Qué ventajas presenta el telescopio reflector de Newton frente al telescopio refractor de Galileo? Explica qué son la reflexión y la refracción de la luz.

Las ventajas que tiene el telescopio reflector frente al refractor, es que tenían el objetivo formado por una única lente convergente, lo que les causaba un serio problema,  la aberración cromática o perturbación del color (la aberración cromática es un efecto que hace que las imágenes aparezcan con un borde de color alrededor de un objeto cuando son vistas a través de un lente).


Mientras que por el otro lado el telescopio reflector de Newton no presentaba ese problema, estos. Los telescopios reflactores se basan en el empleo de un espejo cóncavo, que Newton utilizó con la finalidad de eliminar el problema de la aberración cromátida.


6.Realiza el experimento de descomposición (dispersión) de la luz mediante un prisma óptico (puede ser una botella llena de agua, tal y como sugiere el libro) y descríbelo incluyendo tu propia imagen.

Al atravesar la luz por un prisma de cristal o un líquido transparente, como el agua, la luz choca con las paredes del prisma y se descompone en el prisma de colores. La luz está formada por colores, y cada color se refracta con un ángulo distinto debido a las ondas. Newton descubrió que el blanco es la combinación de todos los colores en los que se descompone, de los que entre ellos están el rojo, amarillo, magenta o violeta. Lo mismo sucede con las gotas de lluvia.

7. Explica por qué se forma el arco iris primario y el secundario. Puedes incluir tu propia fotografía del fenómeno, si eres aficionado.

El arco iris primario se forma gracias a una parte de la luz que se refracta dentro de la gota, al llegar a la otra pared interior, se refracta de nuevo y sale a la atmósfera y la otra parte se refleja en el interior.
El arco iris secundario se forma cuando la luz que incide sobre la gota de agua realiza dos refracciones y tres reflexiones internas, el resultado es la formación un arco iris de colores invertidos, más débil y que queda por encima del primario. Su debilitamiento se debe a la luz que se refracta y sale al exterior en cada reflexión interna.
 Arco iris secundario





10. Para concluir el trabajo, investiga por qué no es buena idea utilizar materiales como el hierro o el acero para realizar el experimento. ¿Qué es el magnetismo?
No es buena idea utilizar materiales como el hierro y el acero porque son conductores de electricidad.
El magnetismo, es un fenómeno físico por el que los materiales ejercen fuerzas de atracción o repulsión sobre otros materiales. Hay algunos materiales conocidos que han presentado propiedades magnéticas detectables fácilmente como el níquel, hierro, cobalto y sus aleaciones que comúnmente se llaman imanes.



domingo, 4 de diciembre de 2011

ACTIVIDAD 3: GALILEO. LA CAÍDA LIBRE DE LOS CUERPOS.

1. ¿Es posible representar los datos (y, t) en una gráfica? Hacedlo.


Pos 0   Pos 1          Pos 2          Pos 3        Pos 4       Pos 5       Pos 6      
h=0m   h=0,025m   h=0,12m     h=0,27m   h=0,49m  h=0,78m  h=1,13m
t=0s    t=0,8s          t=0,16s       t=0,24s     t=0,32s    t=0,4s      t=0,48s
(Me he equivocado la gráfica no es V-T es Y-T)


2. Con los datos obtenidos calculad la velocidad de la bola en función del tiempo para cada intervalo. Observad que la velocidad media es el incremento del desplazamiento respecto del tiempo:

v (t) = incremento de y/incremento de t

Tened en cuenta que lo que calculáis representa a la velocidad media en un intervalo. Se trata de una aproximación a lo que sería lo correcto: tener la velocidad instantánea de la bola en cada punto. Recordad que se trata de un MRUA.










Pos 0
V(t)=0/0=0m/s
Pos 1
V(t)=0,025/0,08=0,31m/s
Pos 2
V(t)=(0,12-0,025)/(0,16-0,08)=1,1875m/s
Pos 3
V(t)=(0,27-0,12)/(0,24-0,16)=1,875m/s
Pos 4
V(t)=(0,49-0,27)/(0,32-0,24)=2,75m/s
Pos 5
V(t)=(0,78-0,32)/(0,4-0,32)=3,625m/s
Pos 6
V(t)=(1,13-0,78)/(0,48-0,4)=4,375m/s



3. Con los datos obtenidos representad gráficamente la velocidad para cada tramo en función del tiempo y analizad cualitativamente este gráfico. ¿Qué podéis decir sobre el tipo de movimiento que describe la bola de acero en su caída? ¿Está de acuerdo esta observación con vuestras expectativas?




Esta gráfica representa un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, un MRUA. En esta gráfica podemos observar el espacio frente al tiempo, a medida que pasa el tiempo la velocidad aumenta. Esto se debe a la velocidad, no se mantiene constante, ya que precisa de una aceleración.


¿Qué podéis decir sobre el tipo de movimiento que describe la bola de acero en su caída?
Describe un movimiento rectilineo, desde el sistema de referencia de la cámara es rectilineo....
?
Esta gráfica confirma nuestras expectativas, ya que al ser la aceleración constante, la velocidad va creciendo(en teoria, deberia ser negativa, ya que la posición inicial se encuentra en 0) a medida que avanza el tiempo, por lo que el movil va más rápido y avanza más espacio que en anterior momento.

4. A partir de la gráfica construida v(t), determinad el valor de la aceleración de la gravedad, g. Comparad el valor de g obtenido con el ya conocido.

Para calcular g (-9,8m/s^2) podríamos calcularlo con la ecuación de la gravedad:
g=(4,375-0,31)/(0,48-0,08)
g= 10,1625
Como podemos observar, g es bastante aproximado a 9,8, la medida correcta, este error, puede ocurrir debido a los errores humanos al lanzar las bolas, al rozamiento del aire...

5. Si existe discrepancia entre el modelo teórico y el obtenido experimentalmente, detectad y analizad las posibles fuentes de error. El modelo teórico, es decir, lo que teóricamente se hubiera obtenido, lo podéis desarrollar utilizando las ecuaciones cinemáticas para la caída libre: h = 1/2gt2 y v = gt (considerad g = 9,8 m/s2) y representad la gráfica v-t para los valores de tiempo anteriores.

Las posibles fuentes de error, son las imperfecciones de los sistemas de medida, a los errores experimentales, es imposible que las bolas hayan caído y salido del mismo punto en el mismo momento, también el rozamiento con el aire impide que los cuerpos actúen adecuadamente.

g=7,81



domingo, 2 de octubre de 2011

Actividad 1: Arquimedes. El Principio de la Hidrostática



El dinamómetro es un instrumento que sirve para medir fuerzas, si se pone en posición vertical mide pesos ( p=mxg). El dinamometro de la imagen mide en Newtons que es la unidad de fuerza en el Sistema Internacional y tiene una presición de 0,02N. La fuerza es una magnitud derivada. La formula para Newton es la siguiente.
N=\frac{kg\times{m}}{s^2}

La balanza es una aparato que mide masas. La unidad en Sistema Internacional de la masa es el kilogramo (kg), aunque la balanza de la imagen mide en gramos (g) que es un submúltiplo de los kg ( 1kg=1000g) y tiene una precision de 0,1g. La masa es una magnitud fundamental ya que se define por si misma y no depende de las demas magnitudes.


El calibre, es un instrumento que mide longitudes. La unidad del Sistema Internacional de la longitud es el metro pero el calibre de la imagen mide en centimetros que es un submultiplo de los metros ( 1m= 0,01cm) y su presición es de 0,01cm. La longitud una unidad fundamental. El volumen es una unidad derivada de la longitud. 
V=L^3
En el experimento que vamos a hacer tenemos dos esferas, una de ellas es plateada y la otra negra.  Ambas esferas tienen el MISMO volumen pero DISTINTAS densidades. En la siguiente tabla tenemos informacion acerca de las esferas.
MagnitudesPlateadaNegra
Masa68,5g22,5g
Peso0,67N0,22N
Diámetro2,6cm2,6cm
Radio1,3cm1,3cm
Al tener el diametro podemos calcular el volumen utilizando la siguiente fórmula.
V= \frac{4r^3 \Pi}{3}
Por lo que es volumen de la esfera plateada es igual a 7,8 cm3 y como ambas esferas tienen el mismo radio en volumen es el mismo.
Y al tener el volumen podemos calcular la densidad.
d= \frac{m}{V}
Por lo que la densidad de la esfera plateada es de 8,8 g/cm3. Por las densidades que hemos obtenido podemos deducir que la esfera plateada esta hecha de holmio (Ho)
d_p= \frac{68,5}{7,8}
Y la esfera negra es 2,9 g/cm3 por lo que podria estar hecha de Escandio (Sc).
d_p= \frac{22,5}{7,8}
El empuje es la fuerza que ejerce el fluido sobre un cuerpo en una direccion vertical y hacia arriba, y se calcula con la siguiente fórmula.
Em.=P_R-P_A
El empuje de la esfera plateada es igual a 0,08N,
Em=0,67-0,59
El empuje de la esfera negra es también de 0,08N.
Em=o,22-0,14
Con esta formula hemos calculado el empuje experimental. Para averiguar el empuje teórico debemos utilizar la siguiente fórmula.
Em=Vdg
Densidad del agua= 1 g/cm3
Gravedad= 9,8 m/s2
Ya que ambas tienen el mismo volumen, tendrán el mismo empuje.
Em=7,8\times{1}\times{9,8}
Si resolvemos la ecuación nos da que el empuje es igual a 76,44 gm/s2
Como está en gramos debemos pasarlo a kilogramos para que sean Newtons y podamos compararlo con el empuje experimental. Para hacer eso hay que dividir por 1000, que es el factor de conversión y el resultado es 0.,076N que redondeado nos da 0,08N.

Por lo que, después de todos los cálculos hemos llegado a la conclusión de que el empuje experimental y el teórico son iguales.