Nociones sobre Física mecánica y Mediciones

Curso dirigido a estudiantes de ciencias que quieran iniciarse en mediciones de Física mecánica. Las técnicas implementadas desde Newton, a tu alcance.

El objetivo de la 1ª experiencia es la determinación de la aceleración de la gravedad a partir del periodo de un péndulo simple. Para ello se mide el tiempo que tarda el péndulo simple en realizar un número de oscilaciones. El valor del periodo se calcula a partir del valor medio de las medidas de los tiempos para longitudes distintas de un hilo del que cuelga una masa. Con estas medidas se estudia la relación entre el periodo del péndulo y la longitud del hilo.

El objetivo de la 2ª práctica es la determinación de la constante elástica de un resorte o muelle helicoidal mediante el procedimiento dinámico, es decir, a partir de la medida del periodo de las oscilaciones que ejecuta una masa colgada de dicho resorte. Por acción del peso de una masa colgada del resorte se estira y mediante la aplicación de una fuerza adicional se separa la masa de su posición de equilibrio y se produce un nuevo alargamiento. Si a continuación se suelta la masa, aparece una fuerza recuperadora elástica que hace que la masa empiece a oscilar con movimiento armónico simple, siendo el periodo T de las oscilaciones función de la masa colgada m y de la constante elástica del resorte k y su valor se puede calcular mediante la ecuación que relaciona el periodo T con m y k.

El objetivo de la 3ª experiencia es la determinación de la constante elástica de un resorte, o muelle, mediante el procedimiento estático. Si sobre un resorte, colocado verticalmente, y atado del extremo superior, se colocan diferentes cantidades de masa de su extremo libre, se irán produciendo distintos alargamientos que serán proporcionales a los pesos de dichas masas. La relación entre los alargamientos producidos en el resorte y las fuerzas aplicadas, viene dada por la ley de Hooke, a través de la constante de elástica del resorte. Para esta experiencia disponemos de un resorte metálico helicoidal, de constante elástica desconocida, un juego de masas con forma de disco, de 10 gramos cada una y un soporte, también de 10 gramos, en el que se colocan las distintas masas. Este soporte se cuelga del extremo libre del resorte. También disponemos de un soporte vertical con base para poder fijar el resorte, y así mismo, una regla graduada con dos marcadores para poder medir los diferentes alargamientos.

El objetivo de la 4ª experiencia es aprender a medir longitudes utilizando el palmer que es un aparato para medir el espesor de un objeto, por ejemplo una lámina delgada, y que está basado en el tornillo micrométrico. El palmer es un aparato destinado a medir espesores y dispone de un tornillo micrométrico que avanza por una tuerca fija en forma de herradura. La tuerca dispone de una escala para apreciar el número de vueltas completas que da el tornillo, mientras que el tornillo dispone de un tambor circular o limbo graduado que permite apreciar fracciones de vuelta. Una vez que se sabe como se realiza una medida con el palmer se va a medir el espesor de un disco. En este caso hay que tomar la medida de lo que se observa en el palmer ya que no se incluye el valor numérico de la misma. Hay que tomar el valor de esta medida junto con su error absoluto.

El objetivo de la última eperiencia es aprender a medir longitudes utilizando el pie de rey o calibre, instrumento de medida basado en el nonius. En primer lugar se describe el funcionamiento del nonius para continuar con algunos ejemplos de medidas realizadas con el pie de rey. En esta experiencia se realizan las medidas de dos objetos: un cilindro y un anillo. Para el cilindro se muestran las lecturas de las medidas de su diámetro y su generatriz y se pide calcular su volumen con su error. Para el anillo también se pide el cálculo de su volumen, pero no se da la lectura de sus diámetros interior y exterior y de su espesor, sino que hay que tomarlas de las imágenes.