MANUAL DE PRCTIQUES DE FSICA

MANUAL DE PRCTIQUES DE FSICA

Jorge Prez Rodrguez Julin Espinosa Toms

Mara Teresa Caballero Caballero Juan Jos Miret Mar

Materials de suport a la docncia en valenci

DEPARTAMENT DPTICA, FARMACOLOGIA I ANATOMIA

UNIVERSITAT D'ALACANT

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Jorge Prez Rodrguez Julin Espinosa Toms Mara Teresa Caballero Caballero Juan Jos Miret Mar Aquest material docent ha rebut una beca del Servei de Promoci del Valenci de la Universitat d'Alacant Ledici daquest material sha fet dins el marc del conveni per a la promoci de ls social del valenci signat per la Universitat dAlacant amb la Conselleria dEducaci. Aquest llibre ha sigut degudament examinat i valorat per avaluadors aliens a la Universitat d'Alacant, amb la finalitat de garantir-ne la qualitat cientfica. ISBN: 978-84-9717-220-2 Dipsit legal: A 425-2012 Alacant, novembre de 2011 (1a edici) Edici: Universitat d'Alacant. Servei de Promoci del Valenci Apartat de Correus 99 - 03080 Alacant

A/e: s.proval@ua.es tel. 96 590 34 85

Impressi: Limencop Universitat dAlacant. Edifici de Cincies Socials Planta baixa

http://www.limencop.com tel. 96 590 34 00 Ext. 2784

ndex

Presentaci.............................................................................................................IX Introducci.............................................................................................................XI 1. Introducci al treball experimental: les prctiques de laboratori...................... 13

1.1 El disseny experimental ............................................................................. 15

1.1.1 Objectius de lexperincia ................................................................ 15

1.1.2 Identificaci de les variables rellevants............................................ 15

1.1.3 Variables independents, dependents i de control.............................. 15

1.1.4 Selecci del material i del aparells de mesura necessaris. Procediment experimental ......................................................................... 16

1.2 Les prctiques de laboratori ....................................................................... 16

1.3 La comunicaci cientfica: linforme......................................................... 17

1.3.1 Els apartats fonamentals i el seu contingut....................................... 18

2. Introducci al tractament de dades en el laboratori de fsica............................ 21

2.1 Incertesa de les mesures ............................................................................. 23

2.1.1 Tipus dinstruments .......................................................................... 23

2.1.2 Classificaci dels errors experimentals ............................................ 24

2.1.3 Errors absolut i relatiu ...................................................................... 26

2.1.4 Error duna mesura directa ............................................................... 27

2.1.4.1 Clcul del valor de la mesura............................................... 27

2.1.4.2 Nombre de mesures necessries........................................... 27

2.1.4.3 Clcul de lerror ................................................................... 28

2.1.5 Valor i error duna mesura indirecta................................................. 29

2.1.6 Regla darredoniment de nombres i xifres significatives. Expressi de valors i errors ....................................................................... 30

2.1.7 Exemples .......................................................................................... 31

2.2 Presentaci i tractament de les mesures ..................................................... 36

2.2.1 Agrupaci de les mesures en taules.................................................. 36

2.2.2 Interpolaci....................................................................................... 37

2.2.3 Les representacions grfiques: construcci i ajust de dades experimentals ............................................................................................ 38

2.2.3.1 Normes per a la representaci grfica de dades................... 38

2.2.3.2 Ajust analtic de les dades experimentals ............................ 40

2.2.4 Mtodes grfics de clcul ................................................................. 50

2.2.4.1 Determinaci grfica aproximada de la derivada duna funci experimental en un punt ....................................................... 51

2.2.4.2 Integraci duna funci experimental .................................. 52

2.2.4.3 Determinaci de lerror duna magnitud el valor de la qual ha dobtindres duna grfica........................................................... 54

2.2.5 Comparaci amb els valors esperats................................................. 55

2.2.6 Quadern de laboratori ....................................................................... 55 3. Mesures de longitud: peu de rei, caragol micromtric i microscopi ................ 57

3.1 Material ...................................................................................................... 59

3.2 Descripci dels instruments ....................................................................... 59

3.2.1 El peu de rei...................................................................................... 59

3.2.2 El caragol micromtric ..................................................................... 60

3.2.3 El microscopi.................................................................................... 61

3.3 Procediment experimental ......................................................................... 62

3.3.1 Volum dun cilindre buit .................................................................. 62

3.3.2 rea dun cilindre............................................................................. 62

3.3.3 Longitud i gruixos extern i intern dun capillar............................... 63

3.4 Exemple ..................................................................................................... 64

3.5 Mesures i resultats...................................................................................... 72 4. Elasticitat: estudi esttic i dinmic duna molla ............................................... 75

4.1 Material ...................................................................................................... 77

4.2 Coneixements previs .................................................................................. 77

4.3 Procediment experimental ......................................................................... 79

4.3.1 Estudi esttic .................................................................................... 79

4.3.2 Estudi dinmic.................................................................................. 79

4.3.3 Sistemes de molles en srie i en parallel ......................................... 80

4.4 Exemple ..................................................................................................... 81

4.5 Mesures i resultats...................................................................................... 89

5. Mesures de densitat amb el picnmetre............................................................ 97

5.1 Material ...................................................................................................... 99

5.2 Coneixements previs .................................................................................. 99

5.3 Descripci dels instruments ....................................................................... 99

5.3.1 El picnmetre.................................................................................... 99

5.3.2 La balana elctrica ........................................................................ 100

5.4 Procediment experimental........................................................................ 100

5.4.1 Mesura de la densitat dun slid ..................................................... 100

5.4.2 Mesura de la densitat dun lquid ................................................... 102

5.5 Exemple ................................................................................................... 102

5.6 Mesures i resultats.................................................................................... 106 6. Mesures de tensi superficial amb lestalagmmetre..................................... 107

6.1 Material .................................................................................................... 109

6.2 Coneixements previs ................................................................................ 109

6.3 Descripci de lestalagmmetre ............................................................... 112

6.4 Procediment experimental........................................................................ 112

6.5 Exemple ................................................................................................... 114

6.6 Mesures i resultats.................................................................................... 116 7. Mesures de viscositat: Viscosmetre. Llei de Stokes...................................... 119

7.1 Material .................................................................................................... 121

7.2 Coneixements previs: lleis de Poiseuille i Stokes......................