GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

sección: PRÁCTICAS DE FÍSICA
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Magnitudes directamente proporcionales

INTRODUCCIÓN

El concepto de magnitudes directamente proporcionales y su correspondiente representación gráfica deben ser objetivos primordiales para los alumnos que se inician en el estudio de la Física y para logralos nada mejor que recurrir a medidas experimentales.

Aquí proponemos tres experimentos, dos de ellos, los primeros,  con participación directa de los alumnos y un tercero que , quizás no esté al alcance de todos los alumnos, pero que puede realizarse en una clase de demostración.

Aunque no resulta imprescindible es de gran utilidad, sobre todo por la rapidez con que se realizan las pesadas, disponer en el  Centro de una balanza electrónica que aprecie centésimas de gramo. Balanza que siempre manejará el profesor y no los alumnos.

 

Primer experimento

Los alumnos preparan en sus casas trozos de cuerda, o cable de la luz recubierto de plástico, o trozos de alambre de distintas longitudes (como mínimo seis). Se recomienda que las longitudes sean superiores a 10 cm .Los alumnos con una regla graduada en milímetros miden las distintas longitudes y en la tabla que a continuación se expone escriben sus valores.

Llevan los distintos trozos al Profesor y éste con la balanza electrónica los pesa y los alumnos anotan sus valores en la tabla y  ordenan todos los datos de menor a mayor. Hallan el cociente masa partido por longitud (M/L)

Los alumnos completan la tabla y hacen la representación gráfica de la masa en g (eje Y), frente a la longitud en metros (eje X) . Trazan la recta correspondiente y miden la pendiente. Al final deben escribir la ecuación

M/g= k  L /m

con el valor de k                

Longitud , L/m

Masa , M/g

k=M/L

k en g/m 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Segundo experimento

Los alumnos dibujan, con ayuda de un compás, círculos de diferentes tamaños sobre una cartulina (la más gruesa posible). Se recomienda que el menor tenga un radio superior a 2 centímetros, aunque esto suponga utilizar más de una cartulina. Miden el radio de cada circulo, para ello marcan el centro y un punto de la circunferencia los  unen entre sí y miden esa distancia con una regla graduada en milímetros. Los valores los anotan en una tabla en el orden de menor a mayor. Con ayuda de unas tijeras recortan los distintos círculos.

Llevan los distintos círculos  al Profesor y éste con la balanza electrónica los pesa y los alumnos anotan sus valores en la tabla Hallan los cociente masa partido por radio ( M/r) y masa partido por radio elevado al cuadrado (M/r2). Hacen dos representaciones gráficas,  una la masa (eje Y) frente al radio (eje X) y una segunda la masa ( eje Y) frente al cuadrado del radio (eje X).

           

Radio , r/cm

Masa , M/g

Radio al cuadrado  r2/cm2

M/r  en g/cm

M/r2 en g/cm2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Una de las dos representaciones es una línea recta y deben escribir la ecuación

                                                           M /g = k  (r2/cm2)

 

Tercer  experimento

Opción a)

Los alumnos han de proveerse de esferas de polispan de diferentes tamaños. Miden sus diámetros. Para ello, colocan cada esfera entre dos tacos de madera y con una regla miden la distancia entre ellos, así hallan el diámetro de la esfera. Los valores del radio( mitad del diámetro) los sitúan sobre una tabla.

Llevan las distintas esferas  al Profesor y éste con la balanza eléctrónica las pesa y los alumnos anotan sus valores en la tabla y  ordenan todos los datos de menor a mayor. Hallan los cocientes M/r , M/r2 y M/r3.

Realizan tres representaciones gráficas 1) M(eje Y) frente a r ( eje X), 2) M(eje Y) frente a r2( eje X) y 3) M (eje Y) frente a r3( eje Y)

 

Radio , r/cm

Masa , M/g

Radio al cuadrado  r2/cm2

Radio al cubo  r3/cm3

M/r  en g/cm

M/r2 en g/cm2

M/r3 en g/cm3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Una de las tresrepresentaciones es una línea recta y deben escribir la ecuación

                                                           M /g = k  (r3/cm3)

Opción b)

Este experimento puede hacerse en clase y se recomienda utilizar esferas de rodamiento de acero de diferentes tamaños y medir sus diámetros con un calibrador que aprecie 0,1 mm.

 El profesor debe hacer participar a los alumnos en la medida de los diámetros y de las masas. El trabajo experimental del alumno es el mismo que en la opción a , salvo que allí cada alumno tiene sus propios datos y aquí son comunes a todos los alumnos.

SOLUCIÓN