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8/15/2019 fluidos seminarioo

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“Año de la Diversificación Productiva y del Fortalecimiento de laEducación”

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN

FACULTAD DE INGENIERIA DE PRODUCCION Y SERVICIOSESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA ELECTRÓNICA

TEMA:

MEDICION DE LA VELOCIDAD DE ROTACIONDE LA TIERRA SIN SALIR DE CASA

ALUMNOS:

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Arequipa – Perú

2015


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INDICE

1. Inspiración………………………………………………………………… pág.

2. Experiencia………………………………………………………………… pág.

3. Hacer los cálculos…………………………………….………………… pág.

4. ¿Por qué usar semejanza de triángulos?.……………………. pág.

5. Conclusiones……………………………………………………………… pág.

6. Agradecimiento………………………………………….……………… pág.


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MEDICION DE LA VELOCIDAD DE LA ROTACION DE LA TIERRA SIN SALIR DE CASA

Cada vez más hablado inclusión de experimentos sencillos, Los materiales con bajo coste y fácil acceso, conel fin de dilucidar muchos de preguntas que los estudiantes traen a las aulas, especialmente en la educaciónpromedio. Otra función muy interesante los experimentos de este tipo es que el maestro, mientras que el

logro construirlos fácilmente, se puede tomar en sus clases, tomando como punto de partida contextualizary discusiones para el tema que están desarrollando. a través de actividades experienciales, ver Mirarrespuestas de los alumnos lo que está sucediendo en los experimentos, la maestro también recibe unaforma bastante eficiente para identificar las concepciones alternativas que tienen los estudiantes sobre eltema. A partir de esta información, el profesor puede dibujar más específicamente la ruta que seguirá elcontenido de las discusiones.

Lo que propongo es una forma lo suficientemente simple como para fomentar el maestro estudiantes paracontestar una pregunta que comúnmente surge cuando se trata con el movimiento circular en el aula. Hayotra fuentes donde el profesor puede encontrar muchos experimentos y materiales simples de fácil acceso,tales como Valadares libro del profesor [1] (valle señalar que el libro no tiene nada que ver con lo que

hacemos aquí, pero no querríamos dejar de citarlo como una gran fuente de actividades experimentales).

En el caso del movimiento circular, por lo general en la primera serie la escuela secundaria, uno de losejemplos dados por profesores es la cuestión de movimiento de la revolución de los planetas alrededor delSol (a pesar de ser una aproximación, porque la órbita es elíptica). O usted puede dar el ejemplo de unapersona de pie en la superficie Tierra también se presentará un movimiento circular, porque ahora el larotación planeta. Y, hablar de ello surge a menudo pide a los estudiantes: "¿Cuál es la velocidad de rotaciónde la Tierra? "Esa pregunta proporciona una oportunidad para discutir muchos conceptos y / o nocionesfísicas, tales como, por ejemplo, la diferencia entre la velocidad y la escala ángulo, la dependencia radial, oque uno depende de la posición donde el observador es la superficie de la Tierra, y los cuales uno esindependiente.

Tras la debida consideración, el maestro puede sugerir a los estudiantes, o llevar a cabo con ellos, elexperimento que aquí se propone, que está destinado específicamente a remediar esta duda. Vamos acalcular la velocidad angular rotación de la Tierra a partir de objetos acceso simple y muy fácil en cualquierlugar.

También es posible que el maestro planificar esta actividad durante las explicaciones y el movimiento delos tratamientos sujetos circular, pero esto requerirá una tiempo más largo para llevar a cabo la totalidad ytambién será necesario proceso atención más cuidadosa del profesor como los estudiantes trabajan en esteproceso.

1.

inspiración

La inspiración para hacer este experimento se me ocurrió antes de una lección universidad. Llegué a lahabitación, era tarde

por la tarde y el sol se estaba poniendo, y vi la luz el Sol pasó por un agujero en la ventana y formado uncírculo de luz en el marco. Vi. Después de un breve retraso tiempo, como era de esperar, la círculo ya noestaba en el mismo lugar.


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Entonces tuve la idea: que puedo ser calcular la velocidad angular de la Tierra, desde el cambio círculo deposición la luz se originó por el sol con facilidad? La Hice que se describe a continuación.

2.

Experiencia

Los materiales son muy fáciles de conseguir y son: papel blanco, lápiz, cronómetro, cinta o soporte de

papel, regla o cinta métrica, cuerda y el objeto pegado, también usé el agujero en la parte superior de unacaja de madera. Para entender el procedimiento experimental, es necesario considerar Los efectos demovimiento relativo entre la Tierra y el Sol. Así que hablar que el sol gira alrededor de la Tierra convelocidad angular ω es igual a pensar en la Tierra girando con velocidad ω. Por otro lado, aunque no semueve alrededor del Sol. Entonces, ¿qué experimento se presenta en realidad la "velocidad angular de latraslación del Sol alrededor de la Tierra ", ω nuevo subrayando que esta velocidad es "ficticia" a saber, elsol no está en Traslación alrededor de la Tierra; este será sólo la técnica que vamos a utilizar.

Recuerde, el hecho de considerar Tierra Sin traslación alrededor del Sol es una aproximación, y sólo esválido porque la duración del experimento es muy corto en comparación con período de la Tierra . Lo que

vamos a hacer es utilizar el enfoque de triángulos como una cámara dec agujeros profundos ya bienconocido por profesores de secundaria, para calcular la distancia recorrida por el Sol sobre su "órbita"alrededor de la Tierra. Respecto con esta distancia y el tiempo que tomó ir a través de él, se puede calcularsu escalada de velocidad. Conociendo la velocidad escalar, dividido por la trayectoria del rayo (distanciaTierra-Sol), y finalmente se obtiene el valor de la velocidad angular que estamos buscando (v = ω.R). Elesquema se muestra en la Fig. 1.

Figura 1.Enfoque triángulos. Según este modelo, el movimiento del Sol tiene una distancia H en el cielo, y su círculo

de luz se mueve una distancia h.La distancia entre el agujero y el sol es D, y entre el orificio y el escudo es d.

Pero usted puede preguntarse:" Proponemos la idea de la velocidad relativa, quien se está moviendo es elsol alrededor de la tierra, y en una órbita periférica. Entonces la distancia H no debe ser un arco en lugar deuna línea recta? ¿Cómo podemos usar triángulos semejantes?" Vamos a demostrar que es posibleaproximar un camino recto (Ver más abajo la sección "¿Por qué utilizar triángulos semejantes? "). Sobreesto, el procedimiento que se llevará es el siguiente:


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1) Coloque el objeto plano en el caso la mesa, de modo que la luz puede ser la puesta de sol a través de él yllegar a la pantalla (papel) Fig. 2.

2) El escudo fue considerado uno hoja de papel, colocado debajo de la mesa, en la región donde la luz era dellegar.

Figura 2.Aparato experimental; el haz de luz en el papel y el agujero en el mesa.

3) Con el lápiz, dibujar en papel la posición inicial de la región iluminada marcado el punto central de brillomáximo.

4) Al final del dibujo disparar el cronómetro. A partir de este momento, el experimento está en curso. Nobalancee la tabla o cambie de lugar. Evitar de otra manera cambiar los materiales. En nuestro caso, dejamoscorrer experiencia durante 10 minutos, o 600 segundos Fig3.

5) Después de este tiempo, inmediatamente dibujar la nueva posición en la región iluminado y el punto

central de mayor brillo.

Figura 3.Experiencia Después de unos minutos, el haz de luz se ha desplazado notablemente la posición inicial

(marcado en lápiz en papel).


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6) Medir la distancia entre los dos puntos núcleo de sus dibujos sobre papel. En este caso, nos encontramoscon el valor de 3,85 cm o 0,0385 m Fig. 4.

7) Ahora, la única medida que carecen hacer es la distancia entre la mesa orificio y la hoja de papel. Utiliceun cable cuerda estirada entre los dos puntos.

Figura 4.Después de 10 minutos, la nueva marca en la hoja de papel, el sol se movía más a continuación, pero no se

confunde en el momento de hacer la medición! Lo que cuenta es lo que estuvo marcado.

Luego, con la ayuda de una cinta de medir, medir la longitud de la misma. En este caso, 89.50 cm o 0,8950 m

(cabe destacar la distancia d no es la altura de la mesa, se dan cuenta de que es la distancia directa directamente

desde la mesa hasta el agujero marcando el papel). Algunos comentarios sobre el experimento son importantes:

• No nos preocupemos con la teoría errores ya que no es el objetivo de este trabajo. Pero fuertemente alentar a

hacer, en la medida de lo posible, esta discusión en el aula;

• Existe una influencia bastante grande la refracción de la luz solar en la atmósfera, lejos la forma de la misma.

Para minimizar este efecto, es recomendable hacer experiencia en el tiempo cerca del mediodía. En el caso, se

realizó el mismo entre 12:35 h y de 12:55 h (montaje, haciendo datos y desmontaje.

• Por supuesto, el cielo puede no ser nublado. Así, al proponer esta actividad estudiantes, asegúrese de dejar

de manera oportuna para que la experiencia se puede hacer, contra los diferentes y cambiantes (Donde

Florianópolis) condiciones meteorología.

3.

Hacer los cálculos.

La titularidad de los datos recogidos y haciendo triángulos semejantes propuesto anteriormente, tenemos:

H=? D = 1,5.1011m

d = 0,8950 m h = 0,0385 m


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Tenga en cuenta que el valor de D se consideró la distancia Tierra-Sol. Así que ahora la aplicación larelación triángulo

Desde H significa la distancia recorrida el Sol alrededor de la Tierra, la velocidad "traducción" escalar delSol en su "órbita" H es el valor dividido por el tiempo experiencia

Ahora, por fin, sabiendo que distancia del objeto al centro de traducción puede ser escrito como el valordistancia Tierra-Sol (llamado aquí D) Podemos encontrar el valor de la velocidad angular

Esto trae la supuesta velocidad ángulo del sol en la traducción alrededor de la Tierra. Como se explicóanteriormente, la velocidad angular correspondiente la velocidad angular de rotación de la Tierra, que eraexactamente lo que queríamos encontrar.

Tenga en cuenta que cuando se escribe el valor de D y el radio de la supuesta trayectoria de la Sunalrededor de la Tierra, no consideramos la radio de la Tierra, y la razón es que él tiene un valorinsignificante si se considera la distancia Tierra-Sol. ¡Mire

El más despreciable es el radio de Tierra en relación a la distancia Tierra-Sol, más cerca de 1 debe dar elresultado la razón anterior. Y, de hecho, nos muy cerca de ella. Para los fines queremos que este trabajo, esuna excelente enfoque.

Ahora calculamos el valor de referencia para la velocidad angular de rotación Tierra (período de rotaciónde la Tierra es de 23 horas, 56 minutos, o 86160 segundos). El valor pI se considera 3.141593), entonces


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Por último, se puede calcular el porcentaje de error el valor encontrado experimentalmente y el valor dereferencia calculado

Frente a la realidad de un pequeño error Experimental para la velocidad angular Tierra y todos losenfoques y las consideraciones que hicimos sobre proceso, alcanzar un porcentaje de error ya que esto esrealmente impresionante. Otra cosa que por lo general deja el estudiantes conmocionado es la velocidad desubida, Por ejemplo, una persona en la superficie de Tierra sobre el ecuador. Podemos utilizar a suscálculos el valor de la velocidad encontrado experimentalmente ángulo (la radio de la Tierra considerada6.400 kilómetros)

Y ahora, sin duda, la pregunta será: "Maestro, como entonces la persona no se siente toda esa velocidad? ",pero eso tendría tema de otro artículo. Se puede argumentar cuestiones de inercia y también el hecho deque la capa de aire también gira con la Tierra, causando uno no se siente cualquier viento fuerte contrarioestar moviéndose con una velocidad de 1.650 km/h.

4.

¿Por qué utilizar similitud triángulos?

La posibilidad de utilizar la similitud triángulos se resume en el hecho de podemos considerar la distanciaH como siendo una línea recta, un arco y no círculo, ya que sería más adecuado. Para demostrar quepodemos hacer esto, vamos a calcular cuál sería el valor de la supuesta arco y comparar con el valor de HHemos encontrado previamente. De relaciones de circunferencia, que S = r.α, donde S es el arco, r es elradio del movimiento circular y α es el ángulo abierto por el móvil movimiento. Conocer el valor de lavelocidad ángulo teórico y el tiempo de movimiento, podemos encontrar el valor de α.


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El valor de r es la distancia Tierra-Sol (de nuevo el argumento de que el radio de la Tierra es despreciable),

la velocidad angular teórica fue calculado anteriormente y el tiempo de experimento es de 600 segundos.Así que tenemos un arco S

El valor encontrado para el H enfoque con recta era 6.452514 x 109 m, mostrando de nuevo que para lospropósitos de este trabajo, el enfoque es válido.

5. Conclusiones

Todo el camino de las consideraciones y estimaciones presentadas en este artículo se realiza una serie deenfoques, que se explican adecuadamente cuando aparecen. Este punto es muy interesante discutir en lahabitación clase, o que se aproxima hay que hacer? Y, sobre todo, la ¿por qué lo hacemos. No hay duda, estetrabajo y estas discusiones en realidad puede ser una gran oportunidad para el estudiante para aclarar laconceptos de escalada de velocidad, velocidad período de movimientos angulares, movimiento circular, etc.Y de nuevo se afirma que el uso de experimentos y procedimientos simple, con materiales de bajo costo yfácil acceso se logra resultados muy impresionantes. Después de todo, sin más cuidado con cifrassignificativas, con el modelo utilizado de similitud triángulos y todos los enfoques lo hicimos, llegamos a unerror porcentaje del valor teórico menos de 2%. Esto es fascinante! y puede ser una gran manera de hacerque los estudiantes más interesado en la física y las ciencias experimental. El éxito y el buen trabajo!

6.

Agradecimiento

Mi agradecimiento a la profesora Vinicius Jacques de valiosos comentarios y sugerencias que me ayudó acomponer parte texto de este artículo. También agradezco a mi hermano, física, Maurício Girardi Schappopara terme asistida en el día del experimento.


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BIBLIOGRAFIA

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