Práctica 10: Newton tenía razón

Esta práctica ha sido realizada por Patricia González y Rebeccah Cohen en el laboratorio del colegio Base el día 2 de junio de 2009.

CUESTIONES

14. En esta práctica hemos podido comprobar la 2ªLey de Newton, también conocida como Ley Fundamental de la Dinámica que define la relación entre la fuerza que resulta de la sinteracciones de los cuerpos y el cambio de movimiento que éstos experimentan. De esta forma, se explican las consecuencias de aplicarle un tipo de fuerza a un móvil. Para ello, nos hemos servido de un coche de plástico que estaba sujeto por una cuerda a su vez sujeta a una polea de la que colgaban una cantidad X de clips. Para tener diferentes experiencias añadimos al coche una masa extra, una bola de plastilina para ver si los resultados obtenidos eran los mismos y con esto pudimos observar que a más masa, menos acelreación. Tras haber montado todo el mecanismo lo que hacíamos era ir enganchando clips al extremo de la cuerda y dar pequeños empujones al coche (cuando fuese necesario) para que empezase a moverse. Con esto, tomamos los tiempos y obtuvimos unas medidas determinadas que nos hicieron comprobar que, efectivamente, Newton tenía razón.

15. Fuerza de rozamiento estático: Fuerza que aparece cuando hay dos cuerpos en contacto pero no hay movimiento relativo entre ellos. Esto se puede ver en el experimento cuando añadimos una cantidad de clips muy pequeña y que no consigue que el coche empiece a desplazarse. El coeficiente de rozamiento se mide cuando ambas superficies se encuentran en reposo. Cuando esto ocurre, sobre el cuerpo se están aplicando cuatro fuerzas: la primera de ellas es la fuerza que se está licando horizontalmente que no consigue mover al cuerpo (pero al fin y al cabo es un fuerza), por otra parte está el rozamiento entre la superficie de apoyo y el cuerpo que se opone al movimiento, hablando del plano vertical está el eso del cuerpoigual a su masa por la aceleración de la gravedad por una parte y, por otra, está la Normal que la ejerce la superficie sobre la que el cuerpo se mantiene en equilibrio.
μ (constante) · masa coche · g = M clip (fuerza aplicada) · g ---- μ = 31,2/ 0.5

Fuerza de rozamiento dinámica: Fuerza que aparece cuando hay dos cuerpos en contacto y uno ejerce la fuerza suficiente sobre el otro para que el segundo empiece a desplazarse. En nuestro experimento es sencillo de ver ya que ocurre cuando añadimos la cantidad de clips suficientes como para que se supere la fuerza de rozamiento y será entonces cuando empecemos aver movimiento. Esta fuerza de rozamiento dinámica es menor que la estática. μ = M/m

16. Que a mayor de clips que se ponen en la cuerda, mayo será la aceleración del coche ya que estos dos conceptos son directamente proporcionales. Como vemos, la masa de los clips de aproximadamente medio gramo es menor que la masa del coche y eso incluye que sea menor que la masa del coche más la masa de la plastelina. A medida que vamos añadiendo clips, se va compensando con la masa del coche y así se produce una aceleración cuando hay un determinado número de clips.

También he observado que en un determinado momento se produce un equilibrio de fuerzas entre los clips y el coche y e ese momento el coche estaría en equilibrio. Esto significa que si el coche estaría con un movimiento rectilineo y uniforme, el coche permanecerá realizando este movimieno. Si el coche estaría en reposo, permanecería en reposo.

17. La variación de masa y, en consecuencia, la variación de aceleración, afectan al rozamiento en que este aumenta ya que a mayor masa, mayor rozamiento y menor aceleración. La fuerza aplicada en el caso de aumento de masa y disminución de aceleración, tendría que ser mayor porque haría falta más fuerza para poder mover un objeto con más masa.

18. El empujoncito es necesario para anular la fuerza de rozamiento estática, una vez que el coche empieza a moverse el coeficiente de rozamiento aplicado es el dinámico, que es menor que el estático.

19. Masa plastinila: 33.3 gr Masa clips: 0.5 gr

He calculado la aceleración en cada caso gracias a las ecuaciones del movimiento rectilneo uniformemente acelerado. He sustituido en esa ecuación los elementos necesarios hasta poder hallar finalmente a aceleración. La fuerza neta la he calculado gracias a l ecuación que te daban en procedimientos teóricos que es F = m x g

A continuación pondré los cálculo en los que vendran incuidos los datos que faltan en la gráfica. En todos los casos la distancia recorrida es de 70 cm.

De Arquímedes a Einstein: Galileo

1. La gráfica posición frente a tiempo:

2. Aquí están los resultados del experimento en las distintas posiciones:
Posición 0 H= 0 m T=0
Posición 1 H=0.025 m T=0.08 s
Posición 2 H= 0.12 m T= 0.16 s
Posición 3 H= 0.27 m T= 0.24 s
Posición 4 H=0.49 m T= 0.32 s
Posición 5 H=0.78 m T= 0.4 s
Posición 6 H= 1.13 m T= 0.48 s

Lo que voy a hacer es calcular la velocidad de la bola en función del tiempo para cada intervalo:

v(t) = incremento de H / incremento de T

-Intervalo 1: v(t) = 0.025 m / 0.08 s = 0.31 m/s

-Intervalo 2: v(t) = 0.095 m / 0.08 s = 1.19 m/s

-Intervalo 3: v(t) = 0.15 m / 0.08 s = 1.88 m/s

-Intervalo 4: v(t) = 0.22 m / 0.08 s = 2.75 m/s

-Intervalo 5: v(t) = 0.29 m / 0.08 s = 3.63 m/s

-Intervalo 6: v(t) = 0.35 m / 0.08 s = 4.38 m/s

3.Aquí está la gráfica de la velocidad frente al tiempo:

Es un movimiento rectilineo y uniformemente acelerado (MRUA) del tipo de caida libre, lo que quiere decir que la aceleracion es la gravedad, que en el planeta tierra es de 9.8 m/s.

El experimento cumple todas nuestras expectativas ya que lo que nosotras esperábamos era que la bola cayese hacia abajo (lógicamente), empezara con una velocidad incial de 0m/s y que se fuera acelerando a medida que pasaba el tiempo. Lo que quiere decir que recorría más espacio en menos tiempo que nada más soltarla.

4. Gracias a la ecuación de la aceleración, podemos hallar la aceleración que tiene la bola hasta caer al suelo. Cuando se trata de caida libre, este aceleración coincide con la gravedad aunque si hacemos el cálculo con los datos que tenemos podemos obtener un número distinto, pero próximo al que es el de la gravedad (9.8 m/s^2).

aceleración = incremento de velocidad / incremento de tiempo

aceleración = (4.07 m/s) / 0.4 s = 10.175 m/s^2

Como hemos dicho anteriormente, nos ha dado un número próximo a 9.8 pero no exactamente este número. Esto se debe a los errores experimentales que hemos sufrido. Este error experimental podría reducirse de varias maneras: haciendo con más precisión los experimentos, intentar reducir el rozamiento...

5. Al hacer un experimento, siempre contamos con errores físicos tales como el rozamiento, errores de cálculo... Lo que se intenta siempre es reducir lo máximo posible estos errores y así poder obtener un resultado más exacto al que debería ser el resultado teórico.

Las posibles fuentes de error son la precisión a la hora de hacer el experimento así como tomar los tiempos de la caida de la bola en cada momento y la distancia justa, el rozamiento con el aire ...



ECUACIÓN h = 1/2gt2



Posición 1: 0.025 = 1/2 x 9.8 x 0.08^2 --> 0.025 m es aproximado a 0.031 m


Posición 2: 0.12 = 1/2 x 9.8 x 0.16^2 --> 0.12 m es aproximado a 0.125 m


Posición 3: 0.27 = 1/2 x 9.8 x 0.24^2 --> 0.27 m es aproximado a 0.28 m


Posición 4: 0.49 = 1/2 x 9.8 x 0.32^2 --> 0.5 m es aproximado a 0.49 m


Posición 5: 0.78 = 1/2 x 9.8 x 0.4^2 --> 0.784 m es aproximado a 0.78


Posición 6: 1.13 = 1/2 x 9.8 x 0.48^2 --> 1.128 m es aproximado a 1.13



Nos dan valores aproximados y no exactos por el error experimental.




ECUACIÓN v = gt
Tiempo 1: V= 9,8· 0,08--> V= 0,78
Tiempo 2: V= 9,8 · 0,16 -->V=1,6

Tiempo 3:V=9,8·0,24--> V= 2,4
Tiempo 4:V= 9.8 · 0,32--> V= 3,13
Tiempo 5:V= 9,8 · 0,4-->V= 3,92
Tiempo 6:V= 9,8 · 0,48-->V= 4,7

6. La ley de la conservación de la energía afirma que la energía ni se crea ni se destruye, tan solo se transforma, un ejemplo d eesto sería cuando la energía eléctrica se transforma en energía calorífica en un radiador. Se te pide la velocidad de la bola en el punto 6 usando el teorema de la conservación de la energía. Esto aúnno lo hemos visto pero, tras haber estado investigando, hemos llegado a la siguiente conclusión. Para empzar hay que tener ciertas cosas claras. La primera esque la energía potencial es mayor cuanta más altura hay y, por lo tanyo en nuestro experimento la energía potencial es mayor al comienzo del experimento (aunque nuestro sistema de referencia está arriba del metro desde donde se tira la bola de tal forma que nuestra mayor altura esta en la posición 6). La nergía cinética es mayor cuanta mayor velocidad lleve el objeto que la sufre y por tanto ésta irá creciendo a mayor espacio recorrido. Después lo que se haría sería coger las ecuaciones de la energía poencial y de la energía cinética y saber que la suma de ambas es igual a la energía total. Energía potencial=m·g·h Energía cinética= 1/2·m·v2 finalmente se introducirian en ellas la posición y el tiempo (aunque no haya incógnita de tiempo) con lo cual lo que habría que hacer sería sacar la energía cinética el función del tiempo. Pero lo que si quese podría hacer sería igualar ambas ecuaciones pero esot lo que nosdaría sería la velocidad de la bola en el punto medio ya que en este preciso instante ambas energías se igualan.

PRÁCTICA 9: Laboratorio virtual de rozamiento

Esta práctica ha sido realizada por Patricia González y Rebeccah Cohen en el laboratorio de Física y Química del Colegio Base.

Esta vez hemos hecho la práctica online gracias al laboratorio virtual de dinámica. Esto tiene una gran ventaja que es la de poder tomar datos exactos y evitando errores físicos tales como mediciones erróneas, poca exactitud o la influencia de factores físicos como la gravedad.



CUESTIONES

1. Si sobre un cuerpo no actúa ninguna fuerza el cuerpo seguirá en el estado que estaba en un principio. Es decir, si el cuerpo estaba en reposo y ninguna fuerza de aplica sobre el, seguirá en reposo. También se puede dar el caso de que el cuerpo este en MRU y, si no se le aplica ninguna fuerza seguirá haciendo un MRU.

En este caso estamos en la primera ley de Newton. Aquí la velocidad permanecerá constante y ésta dependerá de la velocidad inicial con la que parta el móvil.



2. Si la fuerza ejercida sobre el móvil, situándolo sobre un eje de coordenadas va sobre el eje de las X positivo, el móvil se desplazará hacia esa dirección. Esto puede variar dependiendo de si la fuerza se sitúa sobre el eje de abscisas positivo o negativo.

Como he dicho, si es positivo el móvil iría hacia la derecha pero si es negativo iría hacia la izquierda.



3. Si, es posible sustituir la fuerza de la que hemos hablado en la cuestión nº2 por una combinación de dos fuerzas. Se puede sustituir por dos fuerzas que al sumarlas entre ellas dos sean equivalentes en módulo, dirección y sentido a la fuerza de la pregunta anterior.



4. Si, cuando la aceleración es negativa se está hablando de una deceleración. Si un coche está en movimiento con una velocidad positiva y se produce una aceleración negativa, lo que ocurre es que el coche empezaría a frenar.

5. La masa es muy importante al hablar de fuerzas porque influye de manera decisiva sobre la acción de éstas sobre el cuerpo de tal forma que, cuanta mayor masa tenga el cuerpo sobre el que son aplicadas, menor será su aceleración y, cuanto menos masa tengo mayor será su aceleración. De tal forma que se puede establecer una relación inversamente proporcional entre la masa y la aceleración.

6. El signo menos nos indica que el móvil ha empezado su movimiento desde un punto más a la izquierda desde el origen de coordenadas en el eje de abscisas (eje de las x), o que el observador, estás más a la derecha del móvil y que ha medida que éste avanza, lo ve venir por su izquierda.

7. Si, porque la aceleración siempre lleva el mismo sentido que la fuerza, y al ser la resultante la suma de todas las fuerzas que están actuando sobre el mismo cuerpo, la aceleración y la resultante siempre tendrán el mismo signo, de tal forma que, si el objeto se acelera hacia la derecha ambas serán positivas, mientras que si lo hacen hacia la izquierda, ambas serán negativas.

8. No es una condición totalmente necesaria que ambas tengan el mismo signo porque, si los datos iniciales de un problema lo requieren, el móvil puede llevar una velocidad inicial positiva y una aceleración negativa. Si así fuera, en un momento determinado, la velocidad pasaría a tener el mismo signo que el de la aceleración.

9. Se podrían dar varias soluciones para que el objeto llegue al límite del visor de la pantalla con velocidad cero. Para poder dar una solución concreta a esta pregunta, hemos experimentado con el laboratorio virtual y hemos hallado una de las soluciones para que se cumplan las anteriores condiciones:

La masa del móvil debería ser de 3kg

La velocidad inicial de 44m/s

Una fuerza aplicada sobre el cuerpo hacia la izquierda de unos 8N

Si aplicamos esto sobre nuestro móvil, llegaría justo al límite de nuestro visor con velocidad 0 y después aceleraría hacia la izquierda. Aceleración impulsada por los 8N aplicados desde un principio.

PRÁCTICA 7: las leyes de newton

1. Enunciado de las tres leyes de Newton:

-Primera ley de Newton: Todo cuerpo persevera en su estado de reposo o movimiento uniforme y rectilíneo a no ser en tanto que sea obligado por fuerzas impresas a cambiar su estado.

Esta ley de Newton se refiere al principio de la inercia de los cuerpos. Especifica que todo cuerpo continúa en su estado de reposo o de movimiento rectilíneo y uniforme, a menos que actúe sobre el una fuerza que le obligue a cambiar de dicho estado.

Significado personal: "Si no lo tocas no cambia"

Esta frase, al decir "si no lo tocas" quiere decir si no le aplicas ninguna fuerza ya que al tocarlo se está aplicando una fuerza en el objeto. Con lo cual, si no le aplicas ninguna fuerza el objeto no cambia: si estaba en reposo sigue en reposo y si estaba en MRU sigue haciendo ese movimiento.

-Segunda ley de Newton: El cambio de movimiento es proporcional a la fuerza motriz impresa y ocurre según la línea recta a lo largo de la cual aquella fuerza se imprime.

La segunda ley explica qué ocurre si sobre un cuerpo en movimiento actúa una fuerza. En ese caso, la fuerza modificará el movimiento, cambiando la velocidad en módulo o dirección.

Significado personal: "Si lo tocas cambia. La masa es la proporción del cambio"

Esto quiere decir que el objeto se acelera proporcionalmente con la fuerza aplicada. Es decir, cuanta mayor fuerza se le aplique, más se acelerará el objeto. Si la fuerza está contrarrestada, la aceleración que tiene el objeto provocada por la gravedad, se contrarresta por la fuerza normal. En este caso el objeto se queda en reposo.

-Tercera ley de Newton: Con toda acción ocurre siempre una reacción igual y contraria: o sea, las acciones mutuas de dos cuerpos siempre son iguales y dirigidas en direcciones opuestas.

Significado personal:
La tercera ley expone que por cada fuerza que actúa sobre un cuerpo, éste realiza una fuerza de igual intensidad y dirección pero de sentido contrario sobre el cuerpo que la produjo. Dicho de otra forma, las fuerzas siempre se presentan en pares de igual magnitud, sentido opuesto y están situadas sobre la misma recta. Este principio presupone que la interacción entre dos partículas se propaga instantáneamente en el espacio (con velocidad finita), y en su formulación original no es válido para fuerzas electromagnéticas.

2. FASE INICIAL: El coche permanece en reposo

PRIMERA FASE: La segunda ley de Newton se aplica en la primera fase del movimiento. En esta fase el coche parte de una situación de reposo a una situación de movimiento. Este movimiento fue provocado por la fuerza del globo.

Decimos que se aplica la segunda ley ya que la aceleración del coche se produce por la fuerza ejercida que en este caso es el globo.

SEGUNDA FASE: En esta fase el coche sigue en movimiento aunque el aire que estaba dentro del globo (que provocaba en un principio que le coche se moviese) ya no está. El globo se ha desinflado y, en un principio el coche debería de pararse ya que no hay ninguna fuerza ejerciendo sobre el. Aquí podemos ver que actúa la ley de la inercia o la primera ley de Newton en la que el coche siguió en movimiento por esta primera ley. La única fuerza que se estaba aplicando sobre el coche era el rozamiento con el suelo; con lo cual vemos claramente que la inercia está actuando sobre el coche.

TERCERA FASE: En esta fase el coche deja de estar en movimiento y vuelve a estar en reposo.

3. La fase inercial no esta correctamente nombrada ya que esta fase no se produce de manera TOTALMENTE inercial por una sencilla razón. Y es que el coche se frenó al cabo d un tiempo y esto sucedió porque a lo largo de todo el trayecto, sobre el coche estaba actuando lo que denominamos el rozamiento que es la fuerza que se opone, entre dos superficies en contacto, a que alguna de ellas se mueva o a que se inicie el movimiento. Es decir, que hay irregularidades en la superficie sobre la que el coche se desliza que hacen que, por muy pequeñas que sean, que el coche vaya frenando poco a poco hasta detenerse completamente.

En el unico ligar donde no hay rozamiento es en el espacio, asi que se podría lanzar cualquier objeto con un velocidad inicial, de tal forma que este mismo objeto seguiría por los siglos de los siglos con esa misma dirección y con esa misma velocidad rondando por el espacio.

Aunque hemos hablado del rozamiento con el suelo, también existe otro agente que se da en cualquier o casi cualquier superficie terrestre que es el aire.

4. El coche pesa más y es más difícil acelerarlo. En este caso el coche que pese menos podrá conseguir una aceleración mayor con la misma fuerza ejercida sobre los dos coches.

5. El coche se denomina de reacción porque un motor a reacción es aquel que tiene que descargar un fluido a una velocidad determinada para conseguir un empuje del móvil al que está adherido de tal forma que provoque su movimiento. En nuestro caso, el motor es el globo y el fluido q es expulsado para producir el movimiento, es el aire con el que estaba hinchado.

Otros ejemplos pueden ser los calamares con chorros de agua y el movimiento de los tenáculos o un cohete al despegar.

6. Las fuerzas de acción y reacción no se anulan porque ninguna de las dos se está aplicando sobre un mismo punto ya que si no el coche permanecería en reposo, como ocurre en la siguiente imagen:

Práctica 5:La Tirolina

Trabajo realizado por Rebeccah Cohen y Patricia González en al laboratorio del colegio Base el día 21 de abril de 2009.

Hemos realizado esta práctica de laboratorio con la finalidad de profundizar un poco más en la rama de la física qe hemos estado estudiando hasta ahora: la cinemática, la encargada de estudiar las leyes del movimiento sin entrar en el "por qué" de sus causas. En esta ocasión, lo trabajado ha sido el MRUA (movimiento rectilíneo y uniformemente acelerado). Para comprobar la aparición de este en los cuerpos, dadas unas circunstancias, hemos utilizado una tirolina, algo que todos conocemos perfectamente, ya sea de películas o de la vida real. El experimento lo hemos realizado con una tuerca fgrande y una pequeña, de tal forma que también comprobariamos si la masa influye de alguna forma en este tipo de movimeinto ya que en las formulas utlixzadas, no se tiene en cuenta en ningun momento, lo que resulta un poco extraño. Antes de desaroolar todo el exzpeirmento, hemos de comentar, que se cometen perqueños errores experimentales ya que hay muchas condiciones que varian como por ejemplo la posicion inicial de las tuercas ( ya que una está delante y otra detrás), el tiempo de reacción de dar al cronometro que, lógica e inevitablemente, varía, la longitud de los tramos, etc.

MATERIAL UTILIZADO:

Hilo de nailon, usado como cable por el que desfilarán las tuercas.

Las tuercas, nuestro móvil de experimentación.

Aceite, utilizado para engrasar el hilo de nailon para facilitar el descenso de las tuercas.

Rotulador indeleble, para marcar cada uno de los tramos.

Metro, utlizado para medir las distancias desde el punto incial.








Cronómetro, para medir el tiempo que tardan las tuercas hasta cada una de las marcas.







Trabajo Experimental:

Tras haber leído el guión de la práctica, empezamos a trabajar cogiendo el hilode nailon y haciendo marcas desde el punto de inicio de unos 20 cm cada tramo. Nostras tuvimos un pequeño problema, ya que cogimos un hilo más fino y tuvimos que hacer el montaje varias veces ya que no veíamos las marcas que habíamos hecho. Después, colocamos un soporte fijo al que atamos al comienzo de nuestra tirolina. Tras haber metido las tuercas, atamos el final de la tirolina a un soporte fijo, en nuestro caso, la pata de una mesa. Tras haber engrasado el hilo de nailon (bien tenso) para facilitar el trayecto de las tuercas, comenzamos el experimento. Para mator precisión, mientras una sujetaba el princpio de la tirolina y soltaba las tuercas, la otra cronometaba el tiempo. Medimos cada tramo 3 veces y estos fueron los resultados obtenidos:


Tuerca Grande:

20 cm-->t1= 0,43s t2=0,68s t3=0,71s Tiempo medio= 0,6 s

40cm-->t1= 1,06s t2= 1,12s t3= 1,03s Tiempo medio= 1,07 s
60cm-->t1= 1,32s t2= 1,37s t3= 1,41s Tiempo medio= 1,36 s
80cm-->t1= 1,53s t2=1,45s t3=1,45s Tiempo medio= 1,47 s
100cm-->t1= 1,62s t2= 1,59s t3= 1,65s Tiempo medio= 1,62 s

Tuerca pequeña:

20cm-->t1= 1,03s t2= 0,99s t3= 1,06s Tiempo medio= 1,02 s
40cm-->t1= 1,31s t2= 1,39s t3= 1,42s Tiempo medio= 1,37 s
60cm-->t1= 1,60s t2= 1,58s t3= 1,61s Tiempo medio= 1,59 s
80cm-->t1= 1,99s t2= 1,98s t3= 2,05s Tiempo medio= 2 s
100cm-->t1= 2,11s t2= 2,21s t3=2,12s Tiempo medio= 2,14 s




Tras haber tomado todos los tiempos de todas las distancias diferentes, hemos hallado e tiempo medio sumando todos lo tiempos y dividiendo el resultado entre 3. Después de haber realizado esto, el siguiente paso es calcular la velocidad media de cada tramo (dada en metros /segundos). Para ello se necesita el incremento del espacio (dado en metros) entre el incremento del tiempo (que viene dado por el tiempo medio ya calculado anteriormente, en segundos).




VELOCIDADES MEDIAS


Tuerca Grande:

20 cm, velocidad media= 0,33m/s
40cm, velocidad media= 0,37m/s
60cm, velocidad media= 044m/s
80cm, velocidad media= 0,54m/s
100cm, velocidad media= 0,61m/s


Tuerca Pequeña:

20cm, velocidad media= 0,19m/s
40cm, velocidad media= 0,29m/s
60cm, velocidad media= 0,37m/s
80cm, velocidad media= 0,4m/s
100cm, velocidad media= 0,46m/s


Conclusiones:

Al realizar esta práctica de física hemos sacado varias conclusiones. Como ya hemos dicho, esta práctica tenía como objetivo estudiar el movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA). Por ello, vamos a explicar que es: el MRUA estudia el cambio de velocidad por unidad de tiempo. Es una magnitud vectorial. Para que se pueda realizar el MRUA es necesaria una inclinación, así se produce la aceleración. Por otro lado, hemos deducido las ecuaciones de posición y aceleración necesarias para estudiar estos movimientos en la teoría. Las ecuaciones usadas en el MRUA son dos:ecuaciones de velocidades v=v0+a(t-t0) y la ecuación de posición s=x0+v0(t-t0)-1/2 a(t-t0)^2.

Como conclusión a esta experiencia insertamos este video que refleja el experimento, pero, observamos que tiene una pequeña pega, que cuando se pone un obstáculo que bloqeua totalmente el movimiento, una vez alcanzada cierta velocdad, pasa lo que pasa.

Cuestiones:

1-La gráfica sigue siendo una recta ya que lo que hemos realizado en este experimento es un MRUA y. la tuerca al bajar por el hilo en forma de tirolina baja en un movimiento rectilíneo aunque con una aceleración determinada.

2-Si repetimos la experiencia con una tuerca más grande y , por lo tanto, más pesada, la aceleración, sería mayor. Ya que al pesar más, tiene más inercia, y cae con mas fuerza y más rápido.
Si la bola fuese más pequeña, y por lo tanto, de menor peso, su aceleración sería menor por las mismas razones de antes. Esto se ha demostrado a lo largo de toda la practica.

3-Podemos deducir que la aceleración de la tuerca aumentará si se inclina más el plano. Cuanto más inclinado está el plano mayor es la aceleración de la tuerca pero el movimiento sigue siendo un MRUA aunque con mayor o menos aceleración, dependiendo de la inclinación del hilo.

4- Tendríamos una caída libre, cuya característica principal es que la aceleración del móvil, es la e la gravedad, 9,8 m/s2

5- No , ya que si el hilo no está tenso, se producen pequeños obstáculos en el recorrido y ya no sería rectilíneo.En ese caso la velocidad disminuiría y la aceleración variaría en función del tramo en el que se encontrase el móvil.

Práctica 4: Estequiometría de una neutralización

Resumen:

En esta práctica hemos realizado experimentos para comprobar las causas y consecuencias de las reacciones de neutralización. Para ello, hemos utilizado productos ácidos y básicos que han dado lugar a este tipo de reacciones en las que como supropio nombre indica tenía que quedar un producto neutro. La hemos realizado en el laboratorio del colegio y nos ha servido para comprobar de forma práctica lo que habíamos estudiado con anterioridad. Hemos hecho dos reacciones, la primera hacáimos reaccionar dos perlas de sosa (NaOH) con ácido clorhídrico (HCl) obteniendo así coruro soódico (NaCl) y agua (H2O). En la segunda reacción hicimos reaccionar hidróxdo cálcico (Ca(OH)2) con ácido clorhídrico (HCl) dando lugar a cloruro cálcico (Cl(OH)2) y agua (H2O).

Material utilizado:

Bureta

Vaso de perecipitados

Balanza

Embudo

Papel indicador de pH

Probeta

Fenolftaleína

Hidróxido sódico

Ácido clorhídrico

Trabajo experimental:

NaOH+HCl--->H2O+NaCl

En primer lugar, lo que hicimos para realizar la reacción de neutralización fue coger las dos perlas de sosa y pesarlas. Para ello debíamos seguir un procedimiento que consistía encoger un vidrio de reloj y pesarlo, sin nada. Después cogíamos el mismo vidrio de reloj con las perlas de sosa y hacíamos la diferecia de ambos resultados. La sosa pesaba O,6 gramos. Una vez obtenido esto, diluimos la sosa en 100 cc de H2O. El líquido que salía era transparente, como si solo tuviese agua. Después le añadimos a este vaso de precipitados uas gotas de fenolftaleína, sustancia incolora que al caer en el vaso en el que teniamos la sosa y el agua todo se volvió de un tono entre rosa y morado. Tomamos el papel medidor de pH y comprobamos que la sustancia obtenida era básica. Utilizamos una bureta para echar ácido clorhídrico (25 cc) en el vaso de precicipitados y a medida de echábamos el ácido clorhídrico (gota a gota) se podía ver como la sustancia tornaba de nuevo a transparente. Una vez ocurrido esto y con nuestros conocimientos de clase podíamos saber que aquella sustancia obtenida era agua y sal común.

Ca (OH)2+2HCl--->CaCl2+2H20

Con la siguiente reacción, cogemos 0,4 gramos de hidróxido cálcico para diluirlo posteriormennte en un vaso de precipitados con 100 ml de agua. Obtuvimos una sustancia con un color blanquecino. Como en la reacción anterior echammos unas gotas de fenolftaleína y de nuevo el líquido se vuelve morado. De nuevo con la bureta, añadimos unas gotas de ácido clorhídrico hasta que de repente la suspantica vuelve a ser incolora, siendo así coruro cálcico y agua. Al medir con el papale indicador de pH la sustancia obtenida, era neutra.

Resultados y conclusiones:

Primera reacción:Como ya he comentado durante el trabajo experimental, en la primera neutralización ocurrieron dos cosas muy curiosas, La primera la añadirle la fenolftaleína cuando la sustancia tornó a ese color morado. En ese momento comprobamos el grado de acidez de la sustancia y era básica. Y la segunda y más extraña fue que al añadirle una cierta cantidad de ácido clorhídrico ésta se volvió transparente dando lugar a algo tan normal y tan a nuestro alcance como es el agua con sal, una sustancia neutra.

Segunda reacción:En esta reacción ocurrieron cosas muy similares a la anterior. La única diferencia fue que el color de la sustancia que obtuvimos cuando pusismos el hidróxiudo cálcico con el agua era de un tono blanco. Pero el resto de cosas era exatamnte igual, al añadirle fenolftaléina esta sustancia se volvió morada comprobamos el pH y era unas ustancia básica, etc. Y al final obtuvimos una susntacia neutra.

Cuestiones:

1)Primera reacción:NaOH + HCl ----> NaCl + H2O, ya estaba ajustada

Segunda reacción:Ca(OH)2 + 2HCl --> CaCl2 + 2H2O, (A=1, B=2, C=1, D=2)

2)Las reacciones químicas que se han llevado a cabo son dos reacciones de neutralización, que son aquellas reacciones formadas por en los reactivos por un ácido y una base y dando lugar a los productos que son sal y agua. Siendo así su esquema: ácido+ base → sal + agua

3)La molaridad es el número de moles de soluto por litro de solución.

Molaridad de la primera disolución:

M = 0,015mol/0,1l=0,15 molaridad

Molaridad de la segunda disolución:

M=0,005mol/0,1litro=0,14 molaridad

4)La disolución es la misma.

5) Tiene sentido utilizarla en la primera reacción de sosa en ácido clorhídrico

PRACTICA 3: Obtención de sustancias gaseosas (II)

En este informe de práctica vamos a hablar sobre la obtención de sustancias gaseosas, pero en este caso hemos realizado una especie de continuación de la práctica 3 ya que hemos realizado diferentes experimentos pero con un mismo fin (la obtención de sustancias gaseosas).

Esta práctica ha sido realizada por Rebeccah Cohen y Patricia González el día 18 de Noviembre de 2008 en el laboratorio del Colegio Base.

RESUMEN

Esta práctica ha sido realizada con el objetivo de obtener diferentes sustancias.

En este caso hemos obtenido en primer lugar el gas cloro a partir del dióxido de manganeso y ácido clorhídrico. En segundo lugar, hemos obtenido dióxido de carbono a partir de carbonato de calcio y ácido clorhídrico. En un principio, íbamos a obtener sulfuro de hidrógeno, pero no pudimos realizar esta parte de la práctica ya que no teníamos el material necesario.

Los principales objetivos al realizar esta práctica son:

* Desarrollar habilidades básicas en el laboratorio de Química como las normas de seguridad, el uso del material, el tratamiento adecuado de los reactivos...

*Utilizar de forma práctica los conocimientos teóricos de formulación inorgánica.

* Introducir el concepto de reacción química: realizar reacciones químicas para así poder obtener los gases deseados.

* Introducir los conceptos de reactivos y productos.

* Ajustar estequiométricamente las reacciones químicas: para saber cuantas unidades de cada reactivo van a ser necesarias para obtener el gas.

*Trabajar el concepto de disolución

Para poder realizar estos experimentos, hemos necesitado diferentes reactivos químicos:

Primer experimento: - dióxido de manganeso

- ácido clorhídrico

Segundo experimento: - carbonato de calcio

- ácido clorhídrico

A lo largo de toda la práctica, hemos anotado los diferentes cambios que se producían en cada una de las reacciones: como cambios de color, olores, calentamiento o enfriamiento del tubo, aparición de vapores, burbujas, condensaciones en las paredes del tubo...

INTRODUCCIÓN

Esta es la tercera práctica que hemos llevado a cabo en el laboratorio del colegio base.

El objetivo principal ha sido conseguir unos determinados gases a partir de unas sustancias determinadas. Para ello, hemos transformado unos determinados reactivos, que son sustancias iniciales en productos, que son unas nuevas sustancias con propiedades químicas diferentes.

Otro objetivo importante ha sido ajustar las reacciones químicas y así poder demostrar la teoría en forma de práctica.

Antes de producir cualquier reacción, nos hemos puesto las medidas de protección necesarias para esta práctica ya que vamos a trabajar con sustancias que pueden ser peligrosas si no se utilizan correctamente. Nos hemos puesto bata, gafas protectoras y guantes de látex (salvo cuando utilices los mecheros Bunsen).

TRABAJO EXPERIMENTAL

El material necesario para realizar esta práctica es:
- 3 tubos de ensayo.

- Pipeta.

- Gradilla.

- Reactivos químicos indicados.

- Matraz.

- Tubo de plástico.

- Tapón perforado para tubo de ensayo.

- Cerillas.

- Medidor de pH.

-Gafas protectoras.

-Bata.

-Guantes de látex.

Experimento 1: Obtención del gas cloro

Dióxido manganeso + Ácido clorhídrico = Dicloruro de manganeso + Agua + Gas cloro

Para obtener gas cloro, tenemos que coger en primer lugar un tubo de ensayo limpio en el que pondremos un poco de ácido clorhídrico y de dióxido de manganeso (ambos los suministra el profesor).

Al mezclar estas dos sustancias, se obtiene gas cloro. Pudimos observar durante el experimento que el gas cloro desprende un olor muy fuerte e incluso irritante. Se produce un líquido de color verde muy oscuro que sale como resultado de la reacción que se produce. Pudimos ver que parte de este producto se queda en las paredes.

Experimento 2: Obtención de dióxido de carbono

Este experimento se realizó en la mesa del profesor y no se realizó individualmente (como siempre) ya que no había el material suficiente para toda la clase.

En primer lugar, llenamos un matraz aforado con agua. Lo tapamos con el dedo y lo vertimos en un recipiente con agua dejando espacio entre el fondo del cristalizador y la boca del matraz. En segundo lugar, cogimos un tubo de ensayo limpio y le añadimos ácido clorhídrico (suministrado por el profesor). En tercer lugar, introducimos un poco de mármol (carbonato cálcico) y observamos que se desprende el gas. En cuarto lugar, tapamos el tubo con un corcho taladrado e introducimos un tubo de vidrio al que se conecta otro de plástico. Para ver si estaba bien montado todo, comprobamos que se producían burbujas cuando sumergimos el extremo del tubo de desprendimiento en un recipiente con agua. En quinto lugar, introducimos el extremo del tubo de desprendimiento en el matraz de forma que el dióxido de carbono asciende en forma de burbujas y el gas se acumula en la parte superior del matraz. Como hay una presión que está ejerciendo sobre ésto, el agua va siendo desalojada y el matraz se irá llenando de gas. Por último, demostramos que lo que se producía era dióxido de carbono metiendo una cerilla encendida en el tubo de ensayo.

CUESTIONES

1.A) MnO2 + HCl (ac) = MnCl2 + H2O + Cl2

AJUSTADA: MnO2 + 4HCl (ac) = MnCl2 + 2H2O + Cl2
B) Ca2CO3 + HCl (ac) = CaCl2 + H2O + CO2

AJUSTADA: Ca2CO3 + 2HCl (ac) = 2CaCl2 + H2O + CO2

C) FeS + HCl (ac) = FeCl2 + H2S (ac)

AJUSTADA: FeS + 2HCl = FeCl2 + H2S

2. Reactivos: a) Ca2CO3 + 2HCl (ac)

b) Ca2CO3 + 2HCl (ac)

c) FeS + 2HCl

Productos: a) MnCl2 + 2H2O + Cl2

b) 2CaCl2 + H2O + CO2

c) FeCl2 + H2S

3. Las dos reacciones producidas en el laboratorio son exotérmicas. En el primer caso, era exotérmica aunque no se notaba mucho ya que el calor que emitía el tubo de ensayo era muy leve y con lo cual, muy difícil de percibir. En la segunda reacción, aunque nosotras no la hicimos, pudimos ver que era exotérmica ya que desprendía calor.

4. GAS CLORO: El gas cloro es un elemento que parace en el grupo XVII de la tabla periódica, pertenece al grupo de los halógenos. Lo podemos encontar fácilmente en la naturaleza puesto que es muy abundante. Tiene propiedades un poco tóxicas ya que como hemos podido comprabar en la práctica puede producir irritaciones. Es un poco más pesado que el aire. En el aire. el cloro puede reaccionar con materia inorgánica formando así sales de cloro o con materia orgánica formando así compuestos orgánicos clorinados. La exposición constante al gas cloro puede ser perjudicial para nuestra salud. Tiene un olor muy desagradble y su color es de tono verdoso o amarillento.

DIÓXIDO DE CARBONO: el dióxido de carbono es un gas que está muy presente en la naturaleza pues es lo que expulsamos al respirar. Es un gas, que en grandes cantidades es muy perjudicial para el medio ambiente puesto que provoca el efecto invernadero y por lo tanto, contribuye al calentamiento global que estamo sufriendo actualmente. Como estado natural lo más normal es encontarrlo en forma de gas. Formulado, CO2, se puede obervar que sus átomos forman un enlace covalente formado por dos metales.

5. GAS CLORO: Tiene como usos principales la desinfectación, para algnuos productos de limpieza. También se usa para potabilizar el agua que consumimos diariamente, disolviéndolo en la misma. Antiguamente se usó como arma química en la Primera y en la Segunda Guerra Mundial debido a las infecciones que puede producir en el sistema repiratorio. En la naturaleza no se encuentra en estado puro ya que reacciona con rapidez con muchos elementos y compuestos químicos.

DIÓXIDO DE CARBONO: Lo podemos enocntrar entre los 20º y 25º a temperatura ambiente. Es una gas que no es inflamable ya que en nuestro pequeño experimento con la cerilla no explotó ni la cerilla ni el tubo de ensaya ni nada por el estilo. También es denso y un poco ácido. Sus usos prinipaes son para algunas bebidas refrescantes, como la Coca-cola, también se utiliza para los concierto y actuaciones el humo que sueltan para dar a la actuación un poco más de decorado. Otro de sus usos muy importantes es para los extintores, ya que al ser más denso que el aire, en vez de avivar el fuego, lo puede apagar. Tiene ciertas propiedades en la agricultura aunque no sabemos exactamente cuales son.

6. El cloro no permanece en el cuerpo,solo entra. Pasa esto ya que es reactivo.Los efectos en la salud humana asociados con la respiración de pequeñas cantidades de cloro durante periodos prolongados de tiempo no son conocidos. Ese es el mayor peligro del cloro, que se puede encontrar en muchas plataformas.

7. Sencillo. Al introducir nuestra cerilla recién encidad en el tubo de ensayo colocado boca abajo, comprobamos como el oxígeno se consumió de forma casi instantánea y la cerilla se apagó de la misma manera que si hubiérmaos soplado para obetener el mismo resultado. Lo curioso era que al sacar la cerilla del matraz, esta se volvía a prender, demostrando así la existencia de CO2 dentro del tubo de ensayo.

RESULTADOS OBTENIDOS

En la primera reacción nuestro objetivo principal era obtener el gas cloro. Para ello hemos tomado como reactivos de la reacción química el dióxido de manganeso y el ácido clorhídrico y como productos el dicloruro de manganeso y el agua.

Al provocar la reacción química se producía una sustancia de color verde que poco a poco iba pasando por tonos marrones, y amarillos tornándose con el paso del tiempo, más oscura. Hemos podido comprobar que era una reacción endotérmica puesto que no notábamos ningún cambio de temperatura. Burbujeaba y, a al olerlo producía cierto picor en las fosas nasales que recordaba a un picante fuerte. Quedaban restos en las paredes, de un tono oscuro hasta acabar con uno tono completamente negro. Al acabar la reacción la hemos tirado por la pila, a pesar de lo perjudicial que puede ser para los peces y demás seres vivos.

En la segunda reacción teníamos como objetivo la obtención de un conocido, el dióxido de carbono. En esta reacción los reactivos que utilizamos fueron el carbonato cálcico y ácido clorhídrico (una vez más). Y como productos teníamos el cloruro cálcico, el agua y el dióxido de carbono.

Al mezclar ácido clorhídrico con calcita, se producía un notable burbujeo y la calcita se deshacía totalmente. Cuando quitamos el aire que había en el recipiente hemos comprobado como el matraz se iba vaciando poco a poco debido a la presión del gas al entrar en el matraz aforado. El CO2 o dióxido de carbono que contenía el matraz lo hemos utilizado para apagar una cerilla. Sabíamos que era CO2 puesto que la cerilla de otro modo no se pagaba, lo que nos llevó a comprobar algo curioso que era que no es totalmente cierto que gracias al CO2 se apague la cerilla porque al meterla en un matraz vacío se pagaba de todas formas lo que nos lleva a pensar que es otro factor e que influye a que se pague la llama y no el dióxido de carbono. Se explicó que esto sucedía porque el tubo de ensayo es demasiado estrecho y con lo cual nunca hay la cantidad de oxígeno suficiente pero lo hemos podido comprobar de todas maneras. Lo que nos interesaba saber era si nuestro organismo expulsaba más CO2 que la reacción química que habíamos provocado en ese momento. Nuestra idea para comprobarlo fue presentar a un voluntario para que realizara algún tipo de ejercicio físico y luego hacerle soplar en el tubo de ensayo donde se encontraba el naranja de metilo con el ácido clorhídrico.

Después añadimos naranja de metilo que funciona como el medidor de pH utilizado en la práctica anterior sol que en forma líquida. Al conectar el tubo de ensayo contenedor del naranja de metilo al circuito al circuito que lo conectaba con el gas. El naranja de metilo nos mostraba que al conectarlo con el gas, éste primero burbujeaba y se teñía de un fuerte color rojo. Que nos llevó a sacar ciertas conclusiones del gas con el que estábamos tratando.

El tercer experimento no lo hemos podido realizar debido a la falta de uno de los compuestos químicos necesarios para ejecutarlo.

CONCLUSIONES

Nuestras conclusiones acerca de la práctica realizada son las siguientes:

La primera y probablemente la más importante de todas es que es muy importante la utilización de material protector en el laboratorio y más cuando vamos a estar en contacto con sustancias corrosivas o nocivas para nuestra salud.

Trabajar con este tipo de gases para nosotros es una cosa muy curiosa y que nos produce intriga puesto que son gases con los que estamos en contacto constantemente y para nosotros es muy raro ver que tienen todas estas propiedades, ya que lo vemos como algo normal y corriente.

Nuestra conclusión acerca de la segunda reacción era que habíamos podido observar la acidez del gas con el que estábamos trabajando puesto que el naranja de metilo (medidor del pH) que teníamos en el tubo de ensayo, nos había mostrada la acidez del gas, al teñirse de color rojo oscuro y burbujear.

Como conclusión al experimento para comprobar la cantidad de CO2 que contiene nuestro organismo podemos decir que nuestro cuerpo no produce prácticamente ni la mitad de CO2 que la reacción química.

Como conclusión final a la práctica hacemos notar nuestro aumento de interés por la reacciones químicas que éstas producen. Subir al laboratorio y observar con nuestros propios ojos (por segunda vez) aquellas propiedades de las sustancias que ya habíamos visto de forma teórica en clase aumente nuestro interés por ellas, ya que ya no representa algo abstracto para nosotros.