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Laboratorio (de Física)
– Elemento clave en ciencia y en tecnología
– Crucial para su desarrollo y su aprendizaje “Un laboratorio es un lugar equipado con diversos
instrumentos de medición, donde se realizan experimentos o investigaciones diversas”
ESCUELA DE INGENIERÍAS INDUSTRIALES. UNIVERSIDAD DE VALLADOLID SEMINARIO 2
LABORATORIO
Características: Un espacio….
• Sin influencias extrañas (a las conocidas o previstas) que
alteren el resultado del experimento o medición: control.
• Se garantiza que el experimento o medición es repetible, es
decir, cualquier otro laboratorio podría repetir el proceso y
obtener el mismo resultado: normalización.
Laboratorio de Microelectrónica Laboratorio de Biología Celular
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LABORATORIO
Varios tipos
Traza simulada de un bosón de Higgs Túnel de viento
Laboratorio académico
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LABORATORIO
•Académico: aprendizaje.
•Científico: avanzar el estado de conocimiento,
validan la teoría, verifican las simulaciones.
•Industrial: desarrollar, probar, verificar
productos.
Laboratorios Académicos
•Desarrollo de habilidades experimentales.
•Comprobación, limitación de los modelos (leyes físicas) estudiados.
•Observación de fenómenos físicos en nuestro entorno.
•Análisis de los resultados obtenidos mediante métodos numéricos.
•Aprendizaje de preparación de informes.
•Mejor asimilación de los conocimientos.
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Física I: 7 Prácticas
•Carril neumático
•Mesa neumática
Carril de aire Mesa neumática
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LABORATORIO
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LABORATORIO
Física I: 7 Prácticas
•Movimiento Circular Uniforme
Conservación energía
Fuerzas de Rozamiento
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LABORATORIO
Física I: 7 Prácticas
•Fuerzas
•Conservación de la Energía Mecánica (I, II y III)
Informe final
• Resumen
• Objetivos
• Marco teórico
• Diseño experimental
• Resultados
• Discusión resultados
• Conclusiones
• Bibliografía
• Cuidado
• Procesador textos
• Gráficas con hoja de cálculo
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Resumen
• <250 palabras
• Dejar claro objetivos
• Toda la información debe estar presente en el texto
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LABORATORIO
Objetivos:
• Propósito del trabajo
• Claros y concretos
• Medibles
• Puede haber objetivos generales y específicos
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Marco teórico:
• Exposición lógica y ordenada de los temas
• Extensión limitada
• Teoría que fundamente el trabajo
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Diseño experimental:
• Descripción del método o técnica
• Materiales utilizados
• Magnitudes a medir
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Resultados:
• Gráficos
• Tablas
• Se muestra el comportamiento de las magnitudes
• Unidades
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LABORATORIO
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LABORATORIO
Gráficos y tablas:
Ejemplo: carril neumático
Movimiento rectilíneo uniformemente acelerado
Inclinar el carril
Dejar caer el carrito en libertad desde el reposo
¡¡¡Los datos son ficticios!!!
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LABORATORIO
Tiempo (s) Velocidad (m/s)
0 0,2
1 1,9
2 4,3
3 6
4 15
5 10,2
6 12
7 14,3
8 15,6
9 18
10 19,5
Gráficos y tablas: Eliminar valores que claramente son erróneos
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LABORATORIO
Gráficos y tablas: Título, magnitudes y unidades en los ejes y en la tabla.
Tiempo (s) Velocidad (m/s)
0 0,2
1 1,9
2 4,3
3 6
4 7,8
5 10,2
6 12
7 14,3
8 15,6
9 18
10 19,5
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LABORATORIO
Gráficos y tablas: Los ejes no tienen que tener la misma escala (no se mide la pendiente con un
transportador de ángulos).
Tiempo (s) Velocidad (m/s)
0 0,2
1 1,9
2 4,3
3 6
4 7,8
5 10,2
6 12
7 14,3
8 15,6
9 18
10 19,5
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Gráficos y tablas: Los ejes deben ser coherentes con el rango medido en cada caso.
Tiempo (s) Velocidad (m/s)
0 0,2
1 1,9
2 4,3
3 6
4 7,8
5 10,2
6 12
7 14,3
8 15,6
9 18
10 19,5
Gráficos y tablas: ajuste mínimos cuadrados
Técnica de análisis numérico en la que, dados un conjunto de pares ordenados (variable independiente, variable dependiente) y una familia
de funciones, se intenta encontrar la función continua, dentro de dicha familia, que mejor se aproxime a los datos (un "mejor ajuste"),
de acuerdo con el criterio de mínimo error cuadrático.
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LABORATORIO
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LABORATORIO
Gráficos y tablas: ajuste mínimos cuadrados
Ajustes lineales o polinómicos.
Representar los puntos y la recta o curva de ajuste.
Nunca unir los puntos con líneas poligonales.
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LABORATORIO
Gráficos y tablas: ajuste mínimos cuadrados
El programa da la ecuación de ajuste.
Comparar con la ecuación teórica.
Obtener los parámetros que nos interesan a partir de la comparación.
y=0,1818+1,96x R2=0,9987 v=v0+at v0=0,1818 m/s a=1,96 m/s2
Ecuación de ajuste
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Tiempo (s) Posición (m)
0 0
1 1
2 3
3 11
4 16
5 23
6 36
7 52
8 64
9 83
10 97
Gráficos y tablas: ajuste mínimos cuadrados
El programa da la ecuación de ajuste.
Comparar con la ecuación teórica.
Obtener los parámetros que nos interesan a partir de la comparación.
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LABORATORIO
y=-0,5524+0,4713x+0,951x2
R2=0,9976
Ecuación de ajuste
22
0
0
200
s/m902,1as/m951,0a21
s/m4713,0vm5524,0y
at21tvyy
=⇒=
=
−=
++=v=v0+at v0=0,1818 m/s a=1,96 m/s2
Gráficos y tablas: ajuste mínimos cuadrados
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Gráficos y tablas: ajuste mínimos cuadrados
Se pueden linealizar las ecuaciones.
Pensar bien en lo que se representa.
2
20
2t00
tx
bxay
at21yy
at21tvyy
=
+=
+=
++=
Tiempo (s) Posición (m)
0 0
1 1
4 3
9 11
16 16
25 23
36 36
49 52
64 64
81 83
100 97
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LABORATORIO
Gráficos y tablas: ajuste mínimos cuadrados
Linealización de las ecuaciones
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LABORATORIO
Gráficos y tablas: ajuste mínimos cuadrados
Linealización de las ecuaciones
22
0
20
s/m9896,1as/m9948,0a21
m2739,0yx9948,02739,0y
at21yy
=⇒=
=
+=
+=
a=1,96 m/s2 a=1,902 m/s2 a=1,9896 m/s2
a=1,95 m/s2
(media)
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LABORATORIO
2XX
s/m205,2º13sen8,9gsenaº13
gsenamamgsenmaF
==θ=⇒=θ
θ=⇒=θ⇒=Σ
Discusión de los Resultados: Análisis datos obtenidos
Explicación tablas y gráficos
Contraste con la teoría
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LABORATORIO
Discusión de los Resultados: Análisis datos obtenidos
Explicación tablas y gráficos
Contraste con la teoría
( ) ( )11,0
º13cos8,914,0036,0
cosmgFµcosµmgµNF
N036,095,1º13sen8,914,0agsenmmamgsenFmaFmgsenmaF
rr
rrXX
=⋅
=θ
=⇒θ==
=−=−θ=−θ=⇒=−θ⇒=Σ
Bibliografía: • Textos
• Web (Webgrafía), fecha último acceso • [1] Grossman, S. (Segunda edición). (1987). Álgebra lineal. México: Grupo Editorial
Iberoamericana.
• [2] http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/ (1-9-2014)
Conclusiones: • Calidad de los resultados.
• Cumplimiento de los objetivos.
• Propuestas de mejora.
• Puede haber varias.
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