LABORATORIOS Y PROBLEMAS DE FÍSICA II

CARRERAS: INGENIERIA EN ALIMENTOS LICENCIATURA EN QUÍMICA PROFESORADO EN QUÍMICA PROFESORES: Mg. CARLOS A. CATTANEO ING. ANGEL MONTENEGRO AUXILIARES: ING. ANGEL ROSSI ING. ANA IRENE RUGGERI LIC. ENRIQUE M. BIASONI

CONTENIDOS:

Laboratorios

Laboratorio Nº 1 Cuba electrolítica Laboratorio Nº 2 Circuitos de corriente continua Laboratorio Nº 3 Galvanómetro de tangente Laboratorio Nº 4 Cálculo de un campo magnético, mediante la corriente que

circula por un alambre Laboratorio Nº 5 Circuito R-C de corriente alterna Laboratorio Nº 6 Transformadores Laboratorio Nº 7 Refracción de la luz Laboratorio Nº 8 Optica geométrica Laboratorio Nº 9 Microscopio y telescopio Laboratorio Nº 10 Interferencia y difracción Laboratorio Nº 11 Espectros y fotones

Problemas:

Ley de Coulomb – Campo eléctrico – Ley de Gauss Potencial eléctrico Condensadores y dieléctricos Resistencia- Corriente- Potencia eléctrica- Circuitos eléctricos- Circuitos RC Campo magnético Ley de Biot y Savart - Ley de Ampere - Fuerza electro motriz inducida Inductancia Circuitos de corriente alterna Ondas electromagnéticas Óptica geométrica Óptica física - interferencia y difracción Fotones

LABORATORIOS

LABORATORIO Nº 1

CUBA ELECTROLÍTICA Objetivos:

? Determinar las líneas equipotenciales y el campo eléctrico originado por electrodos que se encuentran a una cierta distancia entre sí.

? Interpretar con claridad el trazado tanto de las líneas equipotenciales como las de campo eléctrico

Materiales de trabajo:

? Cuba electrolítica conteniendo una cierta cantidad de agua ? Electrodos ? Transformadores de 220 V a 12 V

Instrumentos de medición:

? Multímetros – apreciación 1 V ? Papel milimetrado – apreciación 1 mm

Forma de trabajar:

? Se realizarán tres experiencias, utilizando diferentes electrodos conectados de distintas maneras a la fuente de 12 V (placa – placa, placa – punta y punta - punta). Antes de conectarlos se agrega a la cuba agua. Previo a comenzar cada experiencia se adosará en la parte inferior de la cubeta el papel milimetrado donde estarán graficadas las coordenadas (x ; y ) que nos servirán de referencia para los distintos Potenciales Eléctricos leídos a través del multímetro cuyas puntas se introducirán en el agua.

Los valores obtenidos se reproducirán en otro papel milimetrado de similares características al anterior. Para así poder graficar las líneas equipotenciales y las líneas de Campo Eléctrico correspondiente a cada experiencia.

? Con las diferencias de potenciales obtenidas entre cada línea equipotenciales

eléctricas graficadas y el valor de la distancia entre ellas medidas en el papel, se podrá calcular el Campo Eléctrico E existente.

Propagación de errores: Propagar los errores de todos los valores de Campos Eléctricos calculados

Conclusiones u opiniones del trabajo práctico realizado

LABORATORIO Nº 2

CIRCUITOS DE CORRIENTE CONTINUA Objetivos:

? Adquirir destreza en el armado de distintos circuitos eléctricos, mediante conexiones de diversas resistencias.

? Adquirir destreza en el manejo de multímetros como instrumentos de medición ? Comparar los valores de corrientes calculadas mediante el uso de las distintas

resistencias con las medidas experimentales. Materiales de trabajo:

? Baterías ( pilas de 1,5 V ) ? Fuente de corriente continua ? Resistencias ? Laparitas eléctricas ? Cables para armar los circuitos

Instrumentos de medición:

? Multímetros – apreciación (según la escala de trabajo) Forma de trabajar: Con las lamparitas eléctricas se armarán dis tintas conexiones como se muestra en los siguientes gráficos:

Lamparitas (resistencias) conectadas en serie

Lamparitas (resistencias) conectadas en paralelo Con las resistencias se armarán los siguientes circuitos:

Con los valores de las resistencias empleadas y de las fuentes de tensión utilizadas.

Se calcularan los valores de las corrientes que circulan y mediante el uso de Amperímetros se medirán sus valores para luego poder comparar los valores medidos y los calculados. Propagación de errores: Propagar los errores de todos los valores de Corrientes calculados

Conclusiones u opiniones del trabajo práctico realizado

R2

R3

R1 R2

R1

R1

R2

R3

R1 R2 R3R1 R2

LABORATORIO Nº 3

GALVANÓMETRO DE TANGENTE Objetivos:

? Calcular el Campo Magnético Terrestre mediante el campo Magnético creado en un Galvanómetro

Materiales de trabajo: Galvanómetro Resistencia de 1000 ? Transformador de corriente continua Instrumentos de medición: ? Multímetros – apreciación (según la

escala de trabajo) ? Brújula - Apreciación 5 º ? Regla - Apreciación 1 mm

Forma de trabajar:

Se coloca la brújula en el centro del galvanómetro (como muestra la ilustración ), se la orienta hacia el norte geográfico, (se la coloca de tal manera que la aguja se encuentre en el mismo plano del galvanómetro). Luego se procederá a realizar dos experiencias: Primera experiencia

Manteniendo constante la corriente, se hace variar el número de vueltas N del galvanómetro, con los que se irán obteniendo distintos valores de los ángulos ? i para cada valor de N. Se construirá una tabla donde se indicará el número de espiras N, los valores de los ángulos y el de sus respectivas tangentes tg ? i . Con estos datos se graficará tg ? = f ( N ), al que llamaremos Grafico 1.

El Campo Magnético en el Galvanómetro está dado por: Nl

iBb .

.0?? dónde Ctel

i ?.0?

Como el Campo Magnético terrestre se mantiene constante mientras varía ? i a medida que aumenta el número de espiras. Llevando estos valores a un Gráfico de Bb en función de Bt , se puede decir que

t

b

B

Btg ?? Por lo tanto Bb = tg ? . Bt

Igualando las dos ecuaciones de B b se tiene: tBtg

L

Ni.

..0 ??

? (Ecuac. 1 )

Del gráfico 1 , se puede obtener la pendiente de la recta como N

tgm

??? ?. (se tendrá

que calcular su valor )

40 80 120 160 200

Bornera condiversos nºde vueltas

Amperímetro

Fuente de alimentación

Soporte parabrújula

Brújula

Por lo tanto de la ecuación 1 se tiene: mL

iB

t .

.0??

Segunda experiencia

Manteniendo constante el número de vueltas del galvanómetro, se hace variar la corriente, con los que se irán obteniendo distintos valores ángulos ? i de acuerdo a los distintos valores de corriente ii . En este caso se graficará tg ? = f ( i ) A continuación se trabajará en forma similar con la primera experiencia para obtener el valor del Campo Magnético Terrestre. Propagación de errores

Conclusiones u opiniones del trabajo práctico realizado

LABORATORIO Nº 4 CÁLCULO DE UN CAMPO MAGNÉTICO, MEDIANTE LA CORRIENTE QUE

CIRCULA POR UN ALAMBRE Objetivos del trabajo práctico: ? Familiarizarse con los fenómenos eléctricos y magnéticos cuando interactúan

entre sí ? Calcular el Campo Magnético comprendido entre dos imanes, valiéndonos de una

corriente eléctrica conocida que circula por un alambre. Materiales de Trabajo:

? Dos imanes que producen el Campo Magnético que se debe calcular ? Alambre conductor ? Fuente e corriente continua

Instrumentos de medición:

? Balanza digital – apreciación 0,1 g ? Multímetro ? Disco graduado ( para medir el ángulo de desviación del alambre conductor)

Forma de trabajar:

? Se coloca alambre conductor en la zona de Campo Magnético (entre los dos imanes como muestra la figura).

? Se hace circular corriente a través del alambre, con lo que éste se desviará un cierto ángulo ?

BF

Hilo Conductor

Soporte

? Se irá graduando la intensidad de la corriente de menor a mayor, con lo que tendremos distintos ángulos de desviación ? i .

? Medir las corrientes y los respectivos ? i obtenidos ? Medir la masa del alambre ? Medir la longitud L del mismo ? Graficar Tg? en función de i. De la pendiente a del gráfico obtenida permitirá

conocer el valor del Campo Magnético.

Cálculos

1 - lxBiFsenT B .. ??? 2 - gmT .cos. ?? Si dividimos la ecuac. 1 entre la ec. 2 se tiene :

0

0

T . cos 0

FB

mg

T . sen 0

gm

lxBi

T

senT

.

.

cos.

. ???

Donde:

igm

Bltg .

.

.?? ? Tg ? = f ( i ) Se graficará los distintos pares

ordenados ( i , tg ? )

La pendiente de esta gráfica gm

Bl

..

se le puede llamar a (la cual es una ctte.)

Una vez calculado el valor de “a” se despejará el valor del Campo Magnético B.

Propagación de errores Mediante el método de mínimos cuadrados

Conclusiones u opiniones del trabajo práctico realizado