Practica Laboratorio 1 Física 3 - UE Dr. José Maria Vargas

República Bolivariana de Venezuela
UNIDAD EDUCATIVA “DR. JOSÉ MARÍA VARGAS”
Vía San Diego de los Altos, Sector Quebrada Honda, Municipio Carrizal
Estado Miranda Teléfonos: 372-44-60/373-55-17
Página Web: www.uevargas.com / Correo Electrónico: secretjmv@cantv.net
M A N U A L DE L A B O R A T O R I O
FÍSICA
3
INTRODUCCION
Prof.Mercedes Hernández Rincón
Laboratorio FIÍSICA 3
4
Prof. Asdrúbal Hernández Rincón
Prof Aleandra Ruíz
El presente manual de prácticas de laboratorio complementa y refuerza el aprendizaje en el
área de Física de los estudiantes de la UE “JOSÉ MARÍA VARGAS”, asignatura que los estudiantes de
esta Institución cursan como parte de su formación académica.
En una asignatura práctica como ésta, el aprendizaje se logra poniendo al alcance de los
estudiantes procedimientos y materiales de última tecnología, siendo fundamental lo conceptual, la
observación, la experimentación, el manejo de habilidades motoras en el desarrollo de los montajes y la
manipulación de los equipos e instrumentos de medición, realizando así una perfecta integración entre
la teoría y la práctica.
Con el conocimiento previo que tenga de los temas a tratar, la lectura y la escritura, el
estudiante podrá formular hipótesis, interpretar resultados, redactar conclusiones, observaciones y
recomendaciones acerca de los fenómenos físicos que puedan ocurrir en cada una de las experiencias,
en fin, elaborar informes que cada una de las prácticas requiere, para lo cual también se hace necesario
el buen uso de Las herramientas informáticas para la búsqueda de información, elaboración de
documentos y de gráficos, todo esto en conjunto se convierte en una serie de herramientas útiles que le
contribuirán en su vida diaria y como futuro profesional.
Por lo anterior se espera que este manual sea de gran ayuda al crecimiento y formación de
los estudiantes UE “JOSÉ MARÍA VARGAS”.
LOS AUTORES
Prof.Mercedes Hernández Rincón
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Planteamiento del Problema
El vernier podrá hacer medidas a cualquier objeto? El vernier cumple con un alto estándar de exactitud y un adecuado
sistema de mediciones, por consiguiente, mientras no se realicen mediciones adecuadas no se podrá comprobar la calidad
de un producto. La exactitud de los resultados de medición depende de la calidad de las mediciones. Aunque la calidad
de un instrumento está relacionada con los errores que produce, éstos también dependen de la forma en que sean
utilizados
Objetivo general
Aprender a conocer y utilizar instrumentos de medidas de longitudes tanto grandes como pequeñas con la exactitud
necesaria.
Objetivo especifico


Conocer mediciones y expresarlas con un número adecuado de cifras significativas.
Determinar mediciones, de objetos que nos serían proporcionados por el docente de la materia, tales como taco
de madera, objetos cilíndricos, dichas mediciones se deberán realizar con el Vernier o calibrador.
Hipótesis
Al medir un objeto con una regla graduada o cinta métrica, es posible que exista una fracción de la escala que no puede
ser apreciada para eso es útil el vernier para tener el menor error posible en la medición entre las partes del vernier más
importantes están la regla principal y la reglilla o nonio. Por medio del Vernier se pueden controlar medidas de longitud
interna, externa y de profundidad. Pueden venir en apreciaciones de 1/20, 1/50 y 1/100 mm y 1/128 pulg, es decir, las
graduaciones al igual que la regla graduada vienen en los dos sistemas de unidades en la parte frontal.
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PRACTICA # 1
EL VERNIER O CALIBRADOR
Pre - Laboratorio.
El vernier es un instrumento de medición de doble escala, el cual se utiliza
para medir aquellas longitudes que sean menores que la apreciación de la
regla fija de dicho instrumento.
La escala de vernier la inventó Pedro Nonius matemático portugués por lo
que se denominó nonius. El diseño actual de la escala deslizante debe su
nombre al matemático francés Pedro Vernier quien la perfeccionó en 1631.
Partes de un vernier
La regla principal: es la escala fija, la cual puede estar graduada en centímetros
o milímetros.
La reglilla o nonio: es una escala móvil, la cual puede desplazarse sobre la escala
de la regla principal.
Topes superiores: se utiliza para medir diámetros interiores.
Topes inferiores: se usan para medir espesores y diámetros exteriores.
Tornillo de fijación: se usa para mantener fija la reglilla sobre la regla principal, evitando así que la reglilla se mueve
cuando se utiliza una medición.
a) Varilla: es utilizada para medir pequeñas profundidades.
Tipos de vernier
Estos instrumentos se construyen de diversos tipos y cada uno en diferentes modelos, dependiendo de su
requerimiento. Entre los tipos más usados tenemos:
1. El vernier estándar: es de uso general y lo podemos observar en la figura Nº 1.
2. El vernier de carátula: este vernier se fabrica en varios modelos para diversos usos. La lectura la indica por medio de
una aguja que esta sobre una escala circular.
El vernier de carátula está provisto de un mecanismo compuesto
por un piñón ajustado a una cremallera, que hace que se mueva la
aguja indicadora cuando el vernier trabaja. Este es de fácil lectura y
es más sensible que los instrumentos convencionales, figura Nº2.
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Vernier electrodigital: Este tipo de vernier posee una pantalla de
3. cristal liquida, en el cual se puede leer los valores medidos hasta
4. con cinco dígitos.
El vernier electrodigital posee un sistema codificador de tipo
capacitación que detecta desplazamientos, basándose en la diferencia
de fase de la corriente eléctrica inducida, ver figura Nº3.
Características y ventajas de este vernier.






Es de fácil lectura y operación.
Elimina errores de lectura por parte del operador
Es compacto, liviano y de bajo consumo de energía.
El cero puede fijarse en cualquier posición que se desee.
Alta velocidad de respuesta.
Salida de datos que puede conectarse a una unidad externa de procesamiento de datos.
En la actualidad estos instrumentos se fabrican en todos los modelos, tal como es el calibrador ABS.
Características y ventajas del calibrador ABS
 Resistente al agua, aceite y polvo.
 Posee un sensor de inducción electromagnética.
 Puede iniciar rápidamente la medición, sin necesidad de establecer el origen cada vez que el calibrador es
encendido.
 La pantalla LCD es grande y legible con caracteres de 7,5 mm y 0,3 pulgadas de altura.
 Botones de fácil manejo.
 Vida de la pila 1,5 años bajo uso normal.
Instrucciones generales para el buen uso del vernier.
1) Elimina el polvo y la suciedad de la pieza que se va a medir.
2) Mueve lentamente la escala móvil.
3) No presiones excesivamente la pieza cuando hagas lecturas de la medida.
4) Lee la escala directamente de frente.
5) No rayes las escalas del instrumento para facilitar las lecturas.
6) No golpees ni dejes caer el instrumento de medición.
7) Límpialo y al guardarlo lo haces con los topes ligeramente separados.
Apreciación del vernier.
Se llama apreciación del vernier (AV) a la diferencia, entre el valor de una división de la regla principal (A R) y el
valor de una división de la reglilla o nonio (A r)
Ecuación: AV = AR - Ar
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AR 
Calculo de la apreciación de la regla principal (AR)
Se determina por la fórmula de la apreciación de una escala.
Calculo de la apreciación de la reglilla (Ar ).
Se determina por el cociente entre la longitud de la reglilla (L r ) y el numero de
divisiones de la reglilla ( nr).
Ar 
LM  Lm
n
lr
nr
Ejemplo:
Determinar la apreciación del siguiente vernier
Cálculo de la apreciación de la regla
principal (AR)
Datos:
Lm = 6 cm
lm= 5 cm
AR = 6cm – 5cm
10
AR = 1cm
10
AR = 0,1 cm =1mm
AR =1mm
Calculo de la apreciación de la reglilla (Ar)
La longitud de la reglilla (lr) se obtiene haciendo coincidir el cero de la regla principal con el cero de la reglilla.
Observemos que La reglilla está constituida de tal manera que diez de sus divisiones corresponden a nueve de sus
divisiones de la regla principal, la longitud de las 10 divisiones de la reglilla es de 9mm.
Datos.
Lr=9mm
nr=10
Aplicando la fórmula.
Ar =lr
nr
AR =9mmAr = 0,9mm
10
Apreciación de vernier (Av)
AV= AR - Ar
AV= 1mm – 0,9mm
AV= 0,1mm
Uso específico de las partes de vernier.

Uso de los topes inferiores
Se usa para medir diámetros exteriores, alto, largo y ancho de
un objeto.
Para realizar la medición se coloca el objeto entre los topes,
quedando estos por fuera, tal como se ilustra en la figura Nº5
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
Uso de topes superiores
Se usa para obtener las medidas interiores de un objeto.
Para realizar la medición se colocan los topes dentro del
objeto, tal como se ilustra en la figura Nº6.

Uso de la varilla
Se usa para medir la profundidad de un objeto. Para realizar
la medición se introduce la varilla dentro del objeto hasta que
toque el fondo como se observan en la figura Nº7
Pasos para realizar una medición con el vernier.
La lectura de un vernier está conformada por dos partes: una entera, dada por la regla, y la otra fraccionaria
proporcionada por la reglilla o nonio.
Paso 1
Se cuentan las divisiones que hay desde cero de la regla principal hasta el cero de la reglilla. En este caso hay 16
divisiones. Esta será la parte entera de la medida, la cual es de 16mm.
Paso 2
Se busca la división de la reglilla o nonio que coincida con una división de
la regla principal. En este caso, la división que coincide es el número 6 y
este se multiplica por la apreciación del vernier, así:
6x0, 1mm=0,6mm.
Entonces la lectura observada en el vernier será: 16mm+0,6mm=16,6mm.
Ver figura 8 y 9.
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Volumen de algunos sólidos geométricos.
Laboratorio.
Materiales requeridos: vernier, monedas, recipientes cilíndricos, metras, sólidos geométricos, tacos de madera y tubo
metálico.
Actividad # 1
CONOCER EL VERNIER Y OBSERVAR SUS PARTES
Toma un vernier de laboratorio



Identifica sus partes, comparado con el vernier mostrado en el pre- laboratorio.
¿Qué mediciones se puede hacer con cada una de sus partes y donde se colocan los objetos en cada caso? Explica.
Desliza la escala móvil con el fin de unir las dos puntas del vernier, haciendo coincidir el cero de la escala móvil
con el cero de la escala fija. Notaras que las 10 divisiones de la escala móvil corresponden a 9mmde la escala fija,
es decir, cada división equivale a
Actividad #2


9
10 mm
Determinarás la apreciación del vernier de tu laboratorio.
Determina la apreciación del vernier entregado por tu profesor.
¿Cuál fue la apreciación obtenida?
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Actividad #3 En esta experiencia señalarás las lecturas con el vernier.
 Señala en el vernier las siguientes lecturas y muéstralas al profesor.
a) 35mm
d) 0,025dm
g) 0,046
Actividad #4
b) 69mm
e) 20,5mm
h) 0,006dm
c) 0,04cm
f) 39,4mm
i) 2,5mm
En esta experiencia realizarás medidas directas e indirectas.
Nota: Recuerda que cada dimensión se debe medir varias veces, con el fin de evaluar el
promedio de las medidas. Estas se obtienen que redondear en forma correcta.




Mide el diámetro interior y exterior del tubo metálico que se asigne. ¿cuáles son esos
valores?
Toma un recipiente cilíndrico y mide con el vernier:
a. El diámetro interior.
b. La profundidad.
c. La altura.
d. El diámetro exterior.
Calcula el volumen interior del recipiente cilíndrico.
Calcula el volumen exterior del recipiente cilíndrico.
Si sabemos que 1 litro= 1dm3. ¿Cuál será la capacidad, en litros, del recipiente cilíndrico al
cual le haz calculado su volumen interior?
Actividad #5



Determina el volumen del solido geométrico entregado por el profesor (taco de madera)
¿Cuál es la fórmula para determinar el volumen del solido entregado?
¿Cuál es el volumen obtenido?
Actividad # 6




Determina el volumen de un sólido geométrico.
Calculo de medidas indirectas.
Mide el diámetro y la altura de una moneda
Calcula el volumen de la moneda.
Mide el diámetro de una madera.
Calcula el volumen de la metra.
POST – LABORATORIO.
1. Haz la lectura señalada en cada una de las siguientes escalas de un vernier, cuyas escalas fijas poseen divisiones
principales en centímetros.
2. ¿A qué se llama apreciación del vernier y cómo se determina?
3. Escribe el proceso que seguirás para medir el grosor de una hoja de papel de este libro con un vernier.
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4. ¿Cómo se construye un vernier que aprecie centésimas de milímetros?
Resuelve, en tu cuaderno, los siguientes problemas
5. La apreciación de un vernier es de 0,2mm y 8 divisiones de la reglilla corresponden a 6 divisiones de la regla
principal. Calcula la apreciación de la regla principal.
R= 0,95mm.
6. La apreciación de un vernier es
1
10
mm. ¿Cuantas divisiones tiene la reglilla si mide 9mm y la regla principal
aprecia 1mm.
R= 10 divisiones.
7. La regla principal de un vernier aprecia 1mm.¿ Cuál debe ser la apreciación de la reglilla para que el instrumento
aprecie
1
5 mm.
R=
4
5 mm.
8. La regla principal de un vernier aprecia 0,5cm, la reglilla tiene 20 divisiones y abarca 18 divisiones de la regla. ¿Cuál
es la apreciación del instrumento?
R= 0,05cm.
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