Cómo afecta el peso a la flexión de una regla

Título: Investigación sobre cómo afecta el peso a la flexión de una regla.

Pregunta de investigación: ¿Cómo afecta el peso a la flexión de una regla?

Introducción: Todos sabemos que al poner una regla al borde de la mesa y encima de ella dejar un material la regla se caería debido a que el peso depositado encima de la regla es mayor que el de la misma regla por tanto la regla se flexionaría hasta en el momento que se caería, este es un experimento que hemos hecho todos en algún momento que es cuanto peso podría soportar la regla antes de caer, esto será nuestro experimento en el laboratorio pero midiendo la flexión y viendo cuanto peso podremos poner en la regla.

Hipótesis: La ley de Hooke para un material elástico establece que la deformación es proporcional a la fuerza aplicada, siempre que la fuerza no rebase un cierto límite que depende de la naturaleza del material. Un cuerpo homogéneo de longitud L y sección S, sometido a una tracción F, experimenta un alargamiento ∆L.

Variables:
• Independiente: Peso. Con un peso.
• Dependiente: Flexión. Con un metro o una regla.
• Controlada: Medida de la regla. La controlada es la medida de la regla debido a que no va a cambiar a lo largo del experimento.

Materiales:
• Regla.
• Pesas chicas.
• Gomas elásticas.
• Metro.
• Celo.

Método:
1. Ponemos la regla en la mesa y ponemos un tornillo de mano de manera que por mucho peso que pongamos en la regla esta última no se caiga.
2. Tendremos que tener 7 pesos con cada uno diferente peso, el primer peso tendrá que pesar 10 gramos este lo colocaremos en la regla y lo ataremos con las gomas elásticas.
3. Una vez hayamos puesto el peso vemos cuanto se flexiona la regla con un metro de manera que ya tenemos uno de los datos de la flexión y otro dato del peso.
4. Después quitaremos este saco y pondremos un saco con 20 gramos y repetiremos el proceso.
5. Tras este segundo dato tendremos que poner un saco que pese 30 gramos y repetimos el proceso.
6. Así hasta llegar a los 7 datos en el cual en cada paso solo habrá que sumar 10 gramos a cada peso por el cual acabaremos con un peso de 70 gramos.

Datos:


Gráfica relacionando la flexión de la barra con el peso aplicado:

Conclusión:
La conclusión de este experimento es bastante clara, podemos observar cómo cuanto más peso le pongamos a un objeto en este caso una regla más se flexionará la misma debido a que hemos aplicado una fuerza encima de la regla que hace que esta se flexione como habíamos supuesto en la hipótesis.

Evaluación:

Fallos	Mejoras
El mayor fallo ha sido perder los datos y tener que coger los del compañero debido a que no es realmente lo que nosotros hemos hecho durante esta práctica.	Una de las mejoras sería guardar mejor los datos de los experimentos dado a que muy frecuentemente a alguno de los alumnos de la clase se nos pierden.
Otro de los fallos sería la manera de colocar el peso en la regla debido a que solo lo cogíamos con una goma que en cualquier momento podía caerse.	Una mejora podría ser coger saquitos debido a que estos se engancharían más fácilmente a la goma y sería más eficaz.
Otro fallo es el cómo medir la flexión de la regla debido a que no tenemos metros.	Una mejora seria obtener un metro o poner una regla en el mismo sitio que la otra y medir cuanto se flexiona la primera aunque tampoco sería exacto.

Referencias:

Navarro Bernal, M. (2016). Práctica 10. Flexión de una barra. Universidad de Almería. Retrieved 1 March 2016, from http://www.ual.es/~mnavarro/Practica10.pdf

OBJETIVO: Estudiar experimentalmente la posición y velocidad de un móvil con aceleración constante en función del tiempo.

INTRODUCCIÓN TEÓRICA:

Un cuerpo abandonado sobre un plano, inclinado un ángulo   respecto a la horizontal, se mueve con movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA en adelante). Ello es debido a la componente paralela al plano de la aceleración de la gravedad.

Como s = ½·a·t2, la aceleración, a = 2s/t2, puede hallarse en función de los desplazamientos y de los tiempos tardados, y su valor debe ser, dentro de un margen de error, aproximadamente constante.
      

Por otra parte, las velocidades finales pueden hallarse a partir de

v = a·t

sin más que sustituir la a de la ecuación anterior

v = (2s/t2)·t = 2s / t

Las velocidades finales han de ser, por lo tanto, proporcionales a los tiempos, y los caminos recorridos proporcionales a los cuadrados de los tiempos.

MATERIALES:

• Rieles de aluminio
• Tacos de madera
• Canicas
• Metro
• Cronómetro
• Rotulador

PROCEDIMIENTO:

1. Coloca el riel de aluminio apoyado sobre los tacos de madera con cierta inclinación.
2. Realiza siete marcas a espacios regulares sobre el riel, desde donde se dejarán caer las canicas.
3. Mide con el metro las distancias desde las diferentes marcas al final del riel.
4. Deja caer canicas desde las marcas y cronometra el tiempo que tarda en recorrer el riel hasta el final. Repite las medidas desde cada marca al menos tres veces.

TAREAS:

1. Haz una tabla con tus datos brutos, previendo lugares para los datos procesados.
2. Calcula los promedios de los tiempos medidos en cada distancia y colócalos en la tabla, al igual que los cuadrados de esos promedios.
3. Calcula las velocidades finales usando la fórmula incluida en la introducción y colócala igualmente en la tabla.
4. Calcula la aceleración de la canica e introdúcela en la tabla. Calcula igualmente el promedio de estos valores y colócala también en la tabla.
5. Grafica la distancia recorrida frente al tiempo.
6. Grafica la distancia recorrida frente al cuadrado del tiempo. Averigua la pendiente de la recta que debería salir; el doble de la pendiente es también la aceleración.
7. Grafica la velocidad final frente al tiempo. Averigua la pendiente de la recta que debería salir; ese valor es también la aceleración.
8. Comenta las gráficas obtenidas, comparando lo obtenido con lo previsto de acuerdo a la teoría.
9. Evalúa la exactitud de los tiempos medidos en función de la dispersión de los mismos. Evalúa la precisión de los datos a partir del ajuste de las gráficas a las líneas de tendencia.
10. Compara entre sí los tres valores de aceleración obtenidos. Evalúa la exactitud de cada uno de ellos en función de cómo se han obtenido.
11. Evalúa el procedimiento en cuanto a precisión y exactitud de los resultados. Expón detalladamente debilidades y fuentes de error del método y soluciones para las mismas.

Resultados:

Discusión de los resultados y conclusión:

La caída de la canica sobre un plano inclinado se puede describir como un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado, esto es así porque la fuerza de la gravedad atrae a la canica permitiendo el movimiento. En nuestro experimento cabría encontrar por tanto una variación uniforme de la velocidad y una aceleración constante.

En la primera de las gráficas en la que se representa el espacio recorrido con respecto al tiempo los datos se ajustan bien a una función lineal directa. El valor de R² es de 0,9942 que significa que la recta explica muy bien la relación lineal entre el espacio recorrido y el tiempo en el MRUA. Si añadiésemos el punto (0,0) en la gráfica (a espacio recorrido 0 le corresponde un tiempo cronometrado de 0) la línea de tendencia cambiaría un poco y el valor de R² desciende mínimamente, aunque sigue siendo bueno. Lo más probable es que esto se deba a que tardábamos un poco en empezar a cronometrar una vez que la canica empezaba a caer. La velocidad media que habíamos calculado nosotros a partir de los datos obtenidos es de 0,683 m/s. La velocidad media obtenida a partir de la pendiente de la gráfica anterior es algo más baja de 0,494 m/s (0,364 si añadimos el punto origen) esto puede ser debido a los redondeos de decimales o al rozamiento, entre otras cosas.

En la segunda gráfica representamos el espacio recorrido frente al cuadrado del tiempo. Deberíamos de obtener una recta cuya pendiente será la mitad del valor de la aceleración. Así podremos comparar también el valor teórico de la aceleración con el obtenido con la gráfica. El valor de R² y el de la pendiente son de 0,9938 y 0,0495 respectivamente (0,892 y 0,0639 añadiendo el punto origen) por lo que podemos decir que la recta se ajusta bien a los datos obtenidos. La aceleración calculada por este método sale de 0,099 (0,1278 añadiendo el punto (0,0)) m/s² frente a los 0,143 m/s² obtenidos al hacer el promedio de las aceleraciones calculadas en la tabla de datos. Estos resultados difieren un poco pero podríamos darlos como buenos teniendo en cuenta la inexactitud de un cronómetro manual, la fuerza de rozamiento y los redondeos decimales.

Por último en la tercera gráfica reflejamos la relación entre la velocidad y el tiempo. Deberíamos de obtener una recta que indique una relación directa, ya que conforme corre el cronómetro aumenta la velocidad uniformemente. La pendiente de la recta es la aceleración que debe ser constante. El valor de la pendiente es de 0,0648 m/s²   y el valor de R² de 0,8535 por lo que es un resultado aceptable ya que los datos se ajustan bien a una recta. Sin embargo si hacemos con Excel que la recta pase por el punto (0,0), como hemos hecho en las anteriores, el valor de R² no sería aceptable. Esto es debido de nuevo a la inexactitud de un cronómetro manual, y de haber arrastrado errores y redondeos desde el principio al calcular la velocidad.

Concluimos que:

A pesar de los errores cometidos en la práctica, la aceleración es constante en el MRUA.

Las gráficas con funciones lineales sirven para estudiar el movimiento sobre un plano inclinado.

La pendiente de la recta que relaciona el espacio y el tiempo es la velocidad media

La pendiente de la recta que relaciona la velocidad y el tiempo es la aceleración

Evaluación:

ERRORES:	MEJORAS:
Hemos calculado manualmente tres personas a la vez, por lo tanto debe haber múltiples errores de cronometración	Quizás debería de haber tomado datos de 2 personas para conseguir más exactitud respecto a la R
La relación velocidad-tiempo es bastante mejorable.	Haber cogido en vez de 6 datos 12 datos para garantizar una relación más exacta

Flavio García Aguilera y Carmen Vázquez Romero

Titulación redox.

OBJETIVO: Investigar la cantidad de peróxido de hidrógeno presente en el agua oxigenada comercial.

INTRODUCCIÓN TEÓRICA:

El agua oxigenada comercial es una disolución de peróxido de hidrógeno en agua destilada con una concentración variable entre el 3 y el 30 %. Esta concentración suele expresarse en términos de volúmenes, lo que quiere decir el volumen de oxígeno liberado por un volumen de disolución, p. ej.: si tenemos agua oxigenada de 10 vol entonces 1 L de l amisma liberará 10 L de oxígeno en CCNN, de acuerdo a la reacción: 2 H₂O₂ → 2 H₂O + O₂, donde 2 moles de peróxido de hidrógeno (34 g) liberan 1 mol de oxígeno gaseoso, o sea, 22.4 L en CCNN.

 La reacción entre el peróxido de hidrógeno y el permanganato en medio ácido es la siguiente:

2 MnO₄^- + 5 H₂O₂  +  6 H⁺  →  2 Mn⁺² + 5 O₂ + 8 H₂O

MATERIALES:

• Pie y pinza
• Bureta
• Erlenmeyer
• Pipeta
• Matraz aforado de 100 mL
• KMnO₄ 0.05 M
• Agua oxigenada comercial
• H₂SO₄ 2 M

SECURIDAD:

• Usa gafas de seguridad.
• Las sustancias empleadas son tóxicas: en caso de contacto con la piel, lavar con abundante agua.

PROCEDIMIENTO:

1. Coloca la bureta en el pie con la pinza. Llénala con el permanganato, asegurándote de que no quedan burbujas, y enrásala a 0.
2. Haz una disolución de agua oxigenada tomando 10 mL de la comercial y diluyéndola hasta 100 mL en el matraz aforado con agua destilada.
3. Toma 25 mL de esta disolución con la pipeta y pásala al erlenmeyer. Añade 25 mL de ácido sulfúrico y 25 mL de agua destilada.
4. Titula la mezcla con el permanganato hasta que permanezca un ligero color violeta en el erlenmeyer (eso significa que has puesto justo una gota de más).
5. Anota el volumen gastado y repite el procedimiento para confirmar el resultado.

TAREAS:

1. Haz una tabla con tus resultados.

Tabla para observar el volumen de permanganato: 

Numero de titulación	Volumen de permanganato
1º	17,3
2ª	18,4
3ª	18,4

  

2. Calcula la concentración de peróxido de hidrógeno del agua oxigenada comercial teniendo en cuenta la estequiometria de la reacción y la dilución realizada y compara tu resultado con lo que viene en el bote.

Voy a considerar validos las dos últimas titulaciones debido a que el resultado me da igual para las dos, por lo cual la media es de 18,4.

M=n/V

n= M x V

n= 0,05 x 0,0184

n= 0,00092 moles de KMnO₄

            2                          5

  0,00092                        x

(0,00092 x 5) : 2= 0,0023

x= 0,0023

M: 0,0023 : 0,025= 0,092 M

Debido a que la concentración comercial del H₂O₂ es 10 veces mayor tenemos que multiplicar la molaridad lo cual es el resultado por 10.

 

Concentración de peróxido: 0,092 x 10= 0,92

3. Evalúa el procedimiento en cuanto a precisión y exactitud de los resultados. Expón detalladamente debilidades y fuentes de error del método y soluciones para las mismas.

Errores	Mejoras
Uno de los errores sería al poner el permanganato en la bureta que como no se veía bien donde estaba el 0 podía haber más permanganato del debido.	Para ser más exactos podríamos pipetear una vez que el permanganato este por debajo del 0 en la bureta para así ser más exactos.
Otro error sería al echar directamente el H2O en la probeta debido a que no lo hacemos con exactitud.	Para conseguir más precisión podríamos hacer lo mismo que en la primera mejora que sería pipetear directamente a la probeta.
Otro error podría ser al calcular los datos debido a que los cálculos no me han parecido fáciles y he tenido que realizarlos muchas veces.	La última mejora sería poner todo en la calculadora así podríamos ser muy exactos y que nos salga bien de una sola vez y así no confundirnos tanto.

Práctica de laboratorio 8: La velocidad de evaporación

OBJETIVO: 

 Comprobar que la temperatura es un factor que afecta la velocidad de temperatura del agua y averiguar de qué manera lo hace.

MATERIALES:

Tubo de ensayo graduado

Agua                                                                                                  

Calentador de vaso                                                                                                    

Vaso de precipitado                                                            

Cronómetro                                                                                                            

Termómetro                                                                                   

Alcohol

SEGURIDAD:

No encender el calentador de vaso hasta que se encuentre dentro del recipiente, y desconectarlo antes de sacarlo.

PROCEDIMIENTO:

·         Llenamos el vaso de precipitado con 500 ml de agua y le metemos el calentador de vaso, esperaremos hasta que el agua se encuentre a 40ºC.

·         Rellenamos el tubo de ensayo con 10 ml de alcohol y lo metemos en el vaso de precipitado durante 3 minutos. Al finalizar este periodo comprobamos la cantidad de alcohol que queda en el tubo

·         Repetimos este proceso a la misma temperatura y con el mismo alcohol 3 veces para asegurarnos de que el resultado es correcto.

·         Por último repetimos el paso 3 y 4 con estas temperaturas (40ºC, 50ºC, 60ºC, 70ºC, 80ºC)

RESULTADOS:

                                  

Relación temperatura-cantidad de alcohol

Temperatura (ºC)	Volumen 1 (mL)	Volumen 2 (mL)	Volumen 3 (mL)
40	10,1	10	10,1
50	10,4	10,4	10,3
60	10,4	10,2	10,4
70	10,4	10,4	10,3
80	6,2	6,3	6,4

Realizamos la media de los datos que hemos obtenido y los introducimos en un Excel.

Una vez finalizada la práctica podemos concluir en que a 40 ºC el volumen es 10,1 ml, que a 50 ºC el volumen es 10,4 ºC, que a 60 ºC el volumen es aproximadamente 10,3, que a 70 ºC el volumen es 10,4 y sorprendentemente que a 80 ºC el volumen es 6,3.

CONCLUSIÓN:

Como podemos observar en la gráfica, el experimento nos ha proporcionado unos datos sorprendentes, el volumen se mantuvo estable, es decir, los cuatro primeros datos se localizaron entre 10,1 y 10,4. En cambio a 80 ºC el volumen descendió 4 ml.

Antes de realizar la práctica pensamos en que el volumen seguiría un patrón de descenso progresivo, como pasa con el agua, pero en cambio por las condiciones del alcohol no es de esta manera.

EVALUACIÓN:

ERRORES	MEJORAS
Hemos hecho la gráfica con la media del volumen en cada temperatura.	Realizar más pruebas para conseguir más exactitud
Hemos tenido que obtener dos veces el volumen a 50 ºC, ya que creíamos que estaba a esa temperatura, y el calentador no estaba bien enchufado.	Conectar bien los aparatos que necesiten corriente eléctrica
Hemos tenido que utilizar hielo para enfriar el agua, ya que nos pasamos de tiempo.	+Atención para conseguir datos más precisos.