# data[].attributes.body
El equilibrio de fuerzas permite que los alimentos se muevan de forma estable, sin caídas o deslizamientos, mientras que la fricción asegura que el material se transporte sin resbalar. En esta práctica se estudiará el comportamiento sobre un plano inclinado, con el fin de determinar el coeficiente de fricción estática y cinética entre dos materiales. A través de estos experimentos se busca comprender cómo se aplican estos principios en la Ingeniería de Alimentos, donde se utilizan sistemas que requieren equilibrio, estabilidad y control de movimiento, como mezcladores, tolvas, bandas transportadoras o molinos.

# data[].attributes.body
De acuerdo con lo experimentado ¿Cómo se puede comprobar experimentalmente el equilibrio de traslación y rotación en un sistema de fuerzas y determinar los coeficientes de fricción entre dos superficies, aplicando las leyes de Newton y los principios del equilibrio mecánico?

# data[].attributes.body
Calcular los coeficientes de  fricción estática, dinámica y cinética entre dos superficies mediante el uso de un plano inclinado.

Determinar el ángulo crítico en el cual el cuerpo inicia el movimiento(para hallar el coeficiente de fricción estática)

Medir la aceleración durante el desplazamiento (para calcular el coeficiente de fricción cinética)

Verificar experimentalmente el equilibrio de traslación (fuerzas concurrentes) mediante la suma vectorial de fuerzas.

Comprobar el equilibrio rotacional (fuerzas paralelas) utilizando una barra con masas y momentos opuestos.

# data[].attributes.body
Hipotesis

¿Qué es la fuerza de fricción?

Es una fuerza entre dos superficies en contacto que actúa para oponerse al movimiento relativo entre dichas superficies. Actúa paralela o tangente a las superficies. La fuerza de fricción también se le conoce como fuerza de rozamiento y es originada por las irregularidades o asperezas de las superficies, el peso de los cuerpos (Escalante Rosas, 2017)

Fricción estática (fs​): actúa cuando el objeto está en reposo. Su magnitud máxima es fs,max=μsN, donde μs ​ es el coeficiente de fricción estática y N es la fuerza normal.

Fricción cinética (fk​​): actúa cuando el objeto ya está en movimiento, y su magnitud es fk=μkN, con μk​ el coeficiente de fricción cinética.

Cuando un cuerpo de masa m se encuentra sobre un plano inclinado un ángulo θ, las fuerzas que actúan sobre él son:

Peso (mg) dirigido hacia abajo.

Normal (N) perpendicular al plano.

Fricción (f) paralela al plano, en sentido opuesto al movimiento.

¿Que son las fuerzas en equilibrio?

El equilibrio o movimiento del cuerpo dependerá de la relación entre la componente del peso y la fuerza de fricción.

# data[].attributes.body
1. Fuerzas concurrentes

- Se usó un sistema de cuerdas, masas, que generaban fuerzas en diferentes direcciones.
- Se ajustaron las fuerzas hasta que el punto de unión quedó en reposo, comprobando que:
∑F=0

- Esto representó el equilibrio de traslación, es decir, sin movimiento lineal.

# data[].attributes.body
2. Fuerzas paralelas

Se utilizó una barra  y masas colocadas a diferentes distancias del punto de apoyo, como se muestra en el diagrama.

Se aplicaron diferentes pesos hasta que la barra quedó en equilibrio, verificando que:
∑τ=0⇒F1d1=F2d2 o rotacional, donde las fuerzas paralelas producen momentos iguales y opuestos respecto al punto de apoyo.

En la práctica se observó cómo variar la masa o la distancia modifica el torque y el equilibrio del sistema.

# data[].attributes.body
3. Coeficiente de fricciòn

Se utilizó un bloque (como el de la foto) y una superficie plana o inclinada.

Se midió la fuerza mínima necesaria para iniciar el movimiento (para obtener μs​) y la fuerza para mantenerlo en movimiento constante por un plano inclinado (para obtener μk​).

# data[].attributes.headline
Resultados Coeficiente de Fricción Estático

# data[].attributes.subject
Resultados Coeficiente de Fricción Estático

# data[].attributes.headline
Resultados Coeficiente de Fricción Dinámico

# data[].attributes.subject
Resultados Coeficiente de Fricción Dinámico

# data[].attributes.headline
Resultados Coeficiente de Fricción Cinético

# data[].attributes.subject
Resultados Coeficiente de Fricción Cinético

# data[].attributes.body
A. Equilibrio Traslacional: Fuerzas Concurrentes

Al ubicar las masas y ángulos, se confirma que las fuerzas se cancelan completamente; por ejemplo, la componente de la fuerza hacia la derecha se cancela con la componente de la fuerza hacia la izquierda, y lo mismo ocurre con las fuerzas hacia arriba y hacia abajo, esto quiere decir que cualquier valor residual muy cercano a cero es atribuible a errores menores de medición o fricción.

B. Equilibrio Rotacional: Fuerzas Paralelas

El resultado experimental mostró un Torque Neto de +0.0787  N·m se obtuvo  un Error Porcentual del 64.44%. Este alto error indica que, aunque se buscaba el equilibrio, la configuración final de masas y distancias tenía una tendencia significativa a girar en sentido antihorario, por lo que el equilibrio rotacional no se logró en la práctica.

# data[].attributes.body
C. Coeficientes de Fricción: Estático y Cinético

El estudio de la fricción es fundamental para entender la fuerza que se opone al movimiento. Aquí se establece la distinción esencial entre los dos coeficientes.

Distinción entre:

Fricción Estática: Es la fuerza que se opone al iniciar el movimiento. Es el valor máximo de la fricción antes de que el cuerpo se mueva.

Fricción Cinética o Dinámica: Es la fuerza que se opone a mantener el movimiento una vez que el cuerpo ya está deslizando.

D. Resultados

El coeficiente de fricción es una propiedad intrínseca de los materiales. Los resultados mostraron una variación drástica entre el Paño/Madera (mayor fricción) y el Acrílico/Madera (menor fricción), confirmando que la naturaleza de las superficies es el único factor determinante.

Aunque la teoría de la fricción establece que el coeficiente no depende del área de contacto. Las ligeras variaciones observadas en la práctica se consideran errores experimentales causados por irregularidades en las superficies o en la medición.

El par Madera/Madera obtuvo el coeficiente cinético más bajo en el dinámico = 0.134, lo que indica que es el par que ofrece la menor resistencia al deslizamiento una vez que se ha iniciado el movimiento.

# data[].attributes.body
La práctica confirmó las dos condiciones fundamentales del equilibrio: la Estática (Traslacional) y la Rotacional. En la sección de Fuerzas Concurrentes, se verificó la Primera Ley de Newton al demostrar que la suma vectorial de las fuerzas y torques es cero. Sin embargo, la sección de Fuerzas Paralelas mostró la dificultad de lograr un equilibrio perfecto, ya que el Torque Neto Experimental fue de +0.0787 , resultando en un alto error del 64.44%. Este fallo práctico subraya que el equilibrio rotacional requiere la anulación precisa de los torques (Fuerza $\times$ Distancia), siendo incluso una pequeña desviación suficiente para causar una tendencia neta a la rotación.

El análisis de los coeficientes de fricción confirmó una ley fundamental de la física: la fricción estática es siempre mayor que la fricción cinética.Esto se debe a que se requiere más fuerza para romper la inercia e iniciar el movimiento de un cuerpo que la fuerza necesaria para mantenerlo en movimiento constante, además los resultados también validaron que el coeficiente de fricción es una propiedad intrínseca de los materiales, variando drásticamente, y que, a pesar de los errores en las mediciones del área, el valor teórico es independiente del área de contacto y solo depende de la naturaleza de las superficies.

La discrepancia entre los valores teóricos y experimentales fue significativa en varias secciones, como el 64.44% de error en el torque neto. la fricción en las poleas, la imprecisión de la medición del tiempo en el plano inclinado, o la dificultad para establecer la posición exacta del equilibrio.

# data[].attributes.body
1. Aprender el uso de los diferentes instrumentos de medición directos (Pie de rey y Micrómetro) e indirecto (Balanza y Probeta).

2. Caracterizar por medio del valor experimental de la densidad de diferentes sólidos y líquidos mediante el manejo de diferentes métodos.

3. Analizar las fuentes de error y exactitud de los resultados obtenidos.

# data[].attributes.body
La medición experimental de la densidad es primordial para la optimización logística en la ingeniería. Además, desde las aproximaciones en alimentos, surge la pregunta: ¿Es posible que la caracterización de sólidos y líquidos por medio de la densidad experimental sea efectiva para la optimización del transporte y almacenamiento?

# data[].attributes.body
Hipótesis:

Los valores tomados de sólidos y líquidos mediante instrumentos de medición directa y su masa deben permitir una determinación óptima de la densidad.

Se busca encontrar la densidad por medio del método de Arquímedes (volumen desplazado) y que este valor sea cercano a la densidad encontrada por el método geométrico.

Se espera encontrar una propagación de errores mínima y determinar la precisión e incertidumbre de los instrumentos de la manera más exacta posible.

# data[].attributes.body
Método Geométrico:

Medición de masas de los sólidos.

Uso de instrumentos de medición (micrómetro y pie de rey) para obtener dimensiones.

Cálculo del volumen por fórmulas geométricas y su densidad de ser necesario.

Método de Arquímedes:

Medición de masa de los sólidos.

Inmersión en una probeta con líquido para obtener el volumen desplazado.

Cálculo de densidad usando masa y volumen desplazado.

Para líquidos:

Pesar la probeta limpia y seca en la balanza.

Adicionar el volumen del líquido problema y pesar el conjunto.

Determinar si la muestra de acuerdo al cálculo de su densidad correspondiente

Si la muestra está contaminada con otro líquido (Leche + agua) y calcular su volumen y cantidad de muestra.

# data[].attributes.body
La simulaciona ayudó a proporcionar el funcionamiento de la densidad en diferentes liquidos y solidos, con el fin de comprender el papel que cumple la densidad.

# data[].attributes.body
La Ecu (1) se utilizó para determinar el volumen de los cubos o rectángulos irregulares

La Ecu (2) se utilizó para hallar el volumen de las esferas

La Ecu (3) ayudó a determinar la densidad de diferentes sólidos y líquidos.

# data[].attributes.body
1. Hallar la aceleración de la gravedad utilizando un péndulo simple y el método de caída libre.

2. Caracterizar el movimiento de un resorte estático y dinámico para calcular su constante elástica.

3. Aplicar métodos de ajuste por mínimos cuadrados para obtener rectas de mejor ajuste y verificar la validez de las relaciones teóricas.

4. Analizar la incertidumbre y la propagación de error  asociado a las mediciones y su efecto en los resultados.

# data[].attributes.body
El cálculo experimental de la aceleración de la gravedad y la constante elástica de un resorte son relevantes para la comprensión del movimiento armónico simple y validar las leyes físicas que están implicadas. De esta manera ¿Es posible que mediante el uso de datos experimentales se obtengan resultados cercanos a los valores teóricos de gravedad y constante elástica?

# data[].attributes.body
Hipótesis:

Se busca que el valor de la gravedad obtenido con el péndulo sea cercano al valor obtenido de acuerdo a un experimento de caída libre y similar al valor teórico de la gravedad.

Se espera determinar la relación entre fuerza y elongación de acuerdo a la ley de Hooke y la constante de elasticidad dinámica de acuerdo a  la masa y el periodo de oscilación.

# data[].attributes.body
1. Movimiento armónico simple: Péndulo

Metodología:

Se midió la longitud de una cuerda sujetando una masa para tres valores diferentes (55 cm, 57 cm y 59 cm).

Se sitúa la cuerda 10 grados desde un punto fijo y se inicia el movimiento.

Para cada longitud se registraron 3 períodos de oscilación usando un sensor de movimiento.

Se calculó el promedio de los períodos para cada longitud.

Se gráfico y se realizó un ajuste lineal por mínimos cuadrados.

De la pendiente de la recta se calculó la gravedad.

Se estimó la incertidumbre  de la gravedad a partir de la incertidumbre en la pendiente.

# data[].attributes.body
Movimiento Uniformemente Acelerado: Caída libre

Se utilizó una máquina de caída libre que marca puntos en una cinta de papel a intervalos de 0,025 s o 40 Hz.

Se dejó caer el papel amarrado a una masa y midió la distancia entre puntos consecutivos usando una regla.

Se construyó una tabla con posición vs. tiempo acumulado.

Se calculó Tʌ2 y se graficó Distancia  vs. T ʌ2.

A partir de la pendiente de la gráfica se obtuvo el valor de gravedad (g).

Se calculó su porcentaje de error respecto al valor teórico de gravedad (g).

# data[].attributes.body
3. Ley de Hooke: Resorte elástico

Resorte Estático:

1. Se midió la longitud inicial del resorte sin carga.

2. Se fueron colgando peso (masas conocidas) y se midió la elongación para cada carga con regla.

3. Se registró la longitud final del resorte para cada masa y se calculó la elongación.

4. Se graficó F (peso = mg) vs. x (elongación del resorte) y se hizo un ajuste lineal por mínimos cuadrados.

5. La pendiente de la recta corresponde a la constante de elongación estática (k).

Resorte Dinámico:

1. Se midió el período de oscilación con un sensor de movimiento para varias masas conocidas en  orden descendente colgadas en el resorte.

2. Se calculó Tʌ2 y se graficó Tʌ2 vs. x (distancia).

3. De la pendiente de la recta se calculó la constante de elasticidad dinámica (k) .

4. Se comparó el valor de k obtenido dinámicamente con el valor de k obtenido estáticamente.

# data[].attributes.body
4. Movimiento en plano inclinado:

Se midió la longitud de la rampa X y la altura h para calcular el ángulo de inclinación por operaciones trigonométricas

Se colocó una masa sin fricción en la parte superior del plano y se registró su movimiento usando el sensor de movimiento.

Se registró su movimiento y se determinó su  promedio

Se hallaron las fuerzas intervenidas en el

Se identificaron los aspectos físicos que intervienen ahí.

# data[].attributes.body
El error porcentual de 15.3% indica una desviación moderada. La principal evidencia de error sistemático es la ordenada al origen de b=0.277 s², que teóricamente debería ser cero. Posibles causas de este error incluyen:

Medición de la Longitud: La longitud no fue medida desde el punto exacto de giro, sino desde un punto ligeramente desplazado (error en la definición del centro de masa efectivo).

Fricción del Aire o en el Soporte: Estos factores aumentan el periodo y afectan la pendiente

# data[].attributes.attachment_caption
Grafìca de la gravedad experimental en caida libre

# data[].attributes.body
El alto coeficiente de determinación (R2=0.959) confirma que la relación es fuertemente lineal. La distancia recorrida es directamente proporcional al tiempo al cuadrado (y∝t²), cumpliendo con la ley de la cinemática.

El valor de la ordenada al origen es b=0.0896 m. Este valor positivo indica un error sistemático de calibración. La medición de distancia probablemente inició 8.96 cm después del punto de partida real del objeto.

El valor de la pendiente obtenido de la regresión es m=7.87 m/s², lo que resulta en una gravedad experimental de g=15.74 m/s². La desviación es por un error sistemático en la escala de medición de distancia.

# data[].attributes.headline
Formulas utilizadas (coeficiente de elasticidad dinámico y estático):

# data[].attributes.subject
Formulas utilizadas (coeficiente de elasticidad dinámico y estático):

# data[].attributes.attachment_caption
Gráfica de constante de elasticidad estático

# data[].attributes.body
Constante Elástica (k):7.33 N/m Este es el valor experimental del resorte.

Coeficiente R2:0.983Es excelente. Confirma que la Fuerza y la Elongación son casi lineales (Ley de Hooke).

Intercepto (b):−0.199  Este valor debería ser cero. Indica un error de calibración o un problema en el punto de reposo

# data[].attributes.body
Validación Dinámica: El coeficiente R2=0.936 Esto confirma que el modelo teórico de la oscilación (T2 es linealmente proporcional a la masa m) se cumple.

Discrepancia entre Métodos:

La constante dinámica​ suele ser mayor que la estática. Esto se debe a factores como la fricción interna del resorte o la masa del propio resorte, que es ignorada en la fórmula dinámica simple.

Error del Intercepto Dinámico: La ordenada al origen es b=−0.15. Teóricamente, si la masa colgada es cero, el periodo debe ser cero pasa por el origen.

# data[].attributes.body
Con el péndulo simple se obtuvo g=11.31 m/s², con un error del 15.3%, lo que muestra una buena aproximación al valor real. En la caída libre, el error fue mucho mayor (60.34%), atribuible a fallas en la calibración del equipo y en la medición inicial, lo que afectó la precisión de los datos.

Los resultados confirmaron la relación teórica entre aceleración y ángulo de inclinación a=g sin⁡θ. El ajuste por mínimos cuadrados mostró una tendencia lineal coherente, validando el modelo físico.

Los experimentos de Ley de Hooke, tanto en forma estática como dinámica, arrojaron valores de la constante elástica similares (7.33 N/m y 6.32 N/m), con una diferencia del 14.86%, lo que demuestra que ambos métodos son consistentes entre sí.

Aunque se presentaron errores sistemáticos y de lectura, los ajustes y análisis de incertidumbre confirmaron que los resultados siguen la teoría y permiten comprender mejor la influencia de los factores experimentales en la exactitud de las mediciones.

# data[].attributes.body
- Se logró determinar la aceleración de la gravedad mediante los métodos del péndulo simple y la caída libre, confirmando que el péndulo ofrece mayor precisión al presentar un error menor en comparación con la caída libre.

- También se verificó la Ley de Hooke, encontrando que las constantes elásticas calculadas en condiciones estáticas y dinámicas fueron similares, lo que respalda la relación lineal entre fuerza y elongación.

- En el plano inclinado se comprobó que la aceleración depende directamente del ángulo de inclinación, validando la expresión a=gsin⁡(θ) y mostrando coherencia con el modelo teórico.

- En general, los resultados experimentales confirmaron las leyes del movimiento armónico simple y del movimiento uniformemente acelerado, mostrando coherencia entre teoría y práctica, aunque los errores sistemáticos y de medición influyeron en la exactitud de los valores.

# data[].attributes.body
Khan Academy. (s. f.). ¿Qué es la ley de Hooke?https://es.khanacademy.org/science/physics/work-and-energy/hookes-law/a/what-is-hookes-law

Howell, A (2024) Simple Harmonic Motion (Cambridge (CIE) A Level Physics): Revision Notehttps. Savemyexam.://www.savemyexams.com/a-level/physics/cie/25/revision-notes/17-oscillations/17-1-simple-harmonic-oscillations/simple-harmonic-motion/

Movimiento:  Caída libre. (s. f.). GCFGlobal.org. https://edu.gcfglobal.org/es/movimiento/-caida-libre/1/

# data[].attributes.body
Se observa el Cubo Dorado: Las tres barras (Geométrico, Arquímedes) están muy juntas, indicando una alta precisión en las mediciones.

Se observa el Cubo Negro: Hay una gran discrepancia entre el método geométrico (8.47) y el de Arquímedes (7.00), y ambos están distantes del valor teórico (8.4). Esto resalta un posible error sistemático en las mediciones de lados del cubo, o un error en la medición del volumen de agua.

Se observa los Materiales Ligeros (Plástico/Vidrio): El Cubo Verde (PVC) muestra una gran dispersión, con un 20.71% de error en el método de arquìmides, lo que sugiere que la forma no era perfectamente cúbica.

# data[].attributes.body
- Durante la práctica, se utilizó una variedad de instrumentos como el pie de rey, micrómetro, balanza y probeta. El micrómetro ofreció mediciones más precisas, especialmente en dimensiones pequeñas, mientras que el pie de rey presentó ligera incertidumbre debido a su dependencia visual. Ambos instrumentos arrojaron valores de densidad próximos a los teóricos, con errores menores al 3%.

- Los cubos mostraron un comportamiento constante en las mediciones, facilitando el uso de los instrumentos. En contraste, las esferas, como las canicas, generaron variaciones por su superficie pulida, afectando la precisión del diámetro. El método de Arquímedes ayudó a corregir estas variaciones, permitiendo resultados casi idénticos a los esperados.

- Se observó una conexión directa entre la masa del objeto y el volumen desplazado, validando la ley de Arquímedes. Esta relación es crucial para calcular la densidad de objetos de formas irregulares.

- El experimento con leche mostró que al agregar agua, la densidad disminuye, indicando posible adulteración. Se utilizó el método de Arquímedes para cuantificar esta dilución, revelando que se añadieron 4.3 mL de agua a la muestra.

- Las diferencias entre los métodos geométrico y de Arquímedes fueron mínimas, apoyando la hipótesis de que los instrumentos permitieron obtener densidades coherentes con bajas tasas de error, atribuidas a errores de lectura y calibración.

# data[].attributes.body
1. Los instrumentos de medición utilizados, como el pie de rey y el micrómetro, mostraron alta precisión al calcular la densidad de sólidos y líquidos, con resultados muy cercanos a lo esperado. El micrómetro es el mejor para objetos pequeños debido a su exactitud, mientras que el pie de rey, aunque más rápido, exhibe un margen de error mayor.

2. El método de Arquímedes demostró ser efectivo para objetos irregulares al calcular el volumen desplazado. Los errores porcentuales fueron mínimos, generalmente por debajo del 3%, lo que indica un buen manejo de los instrumentos.

3. La medición de la densidad de la leche reveló que añadir agua reduce la densidad, sirviendo como indicador de adulteración. Esta práctica es crucial en la industria alimentaria para asegurar el cumplimiento de normas de calidad.

# data[].attributes.body
Decreto 616 de 2006 - Gestor normativo. (s. f.). Función Pública. https://www.funcionpublica.gov.co/eva/gestornormativo/norma.php?i=21980

Experimenta, R. (2025, 13 marzo). ¿Cuál es la diferencia entre masa, volumen y densidad? - Repte Experimenta. Repte Experimenta. https://retoexperimenta.es/cual-es-la-diferencia-entre-masa-volumen-y-densidad/

Phet (sf) Densidad. Universidad de Colorado https://phet.colorado.edu/sims/html/density/latest/density_all.html?locale=es

# data[].attributes.body
- De la Cruz Sebastián Serrano Vega, J. (s. f.). 2.1.- Sistemas de fuerzas concurrentes | Estática. https://ecosistema.buap.mx/forms/files/dspace-29/21_sistemas_de_fuerzas_concurrentes.html

- Escalante Rosas, R. (2017, diciembre). Fricción. Facultad de Ingeniería, Departamento de Ciencias Básicas, Universidad Nacional Autónoma de México. Recuperado de https://dcb.ingenieria.unam.mx/wp-content/themes/tempera-child/CoordinacionesAcademicas/CA/M/E/Monografias/Friccion.pdf

- Xmind Ltd. (s. f.). Rozamiento Cinético - Parte 1. Áreas Diferentes. (Primera entrega). Xmind. https://xmind.app/mindmap/rozamiento-cinetico---parte-1.-areas-diferentes.-(primera-entrega)/Ab89RR/?from=gallery

# data[].attributes.body
Durante la práctica se observó el movimiento de diferentes objetos, en particular balines, al ser dejados caer en un líquido. Se buscaba analizar cómo la resistencia del fluido afecta la velocidad de caída de los cuerpos. ¿Cómo influye la viscosidad del líquido en el tiempo que tarda un balín en recorrer una distancia determinada dentro de él, y cómo puede identificarse el fluido a partir de su densidad?

# data[].attributes.body
1. Determinar experimentalmente la viscosidad de un líquido mediante la medición del tiempo de caída de un balín en su interior.

2. Observar el comportamiento del movimiento de un cuerpo en un fluido viscoso.

3. Calcular la viscosidad del líquido aplicando la ley de Stokes.

4. Analizar la relación entre el tamaño, la masa del objeto y la resistencia ofrecida por el fluido.

# data[].attributes.body
Cuando una esfera cae en un fluido viscoso, alcanza una velocidad terminal cuando la fuerza de arrastre (fricción viscosa) equilibra su peso y el empuje del fluido.
Según la ley de Stokes, la fuerza viscosa que actúa sobre una esfera de radio r que se mueve con velocidad v en un fluido de viscosidad η es:

F=6πηrvF

Hipótesis

Si el tiempo que tarda el balín en caer dentro del líquido aumenta, entonces la viscosidad del líquido es mayor, ya que una mayor resistencia del fluido retrasa la velocidad de caída del objeto.

Asimismo, si la densidad obtenida experimentalmente se aproxima a la de un líquido conocido (por ejemplo, aceite o glicerina), se puede identificar el fluido utilizado.

# data[].attributes.body
Se seleccionaron diferentes balines de masa y tamaño conocidos.

Se midió la masa del líquido (3.8 g) y su volumen (4.3 mL) para calcular su densidad:
ρ=3.84.3=0.88 g/mL

Se vertió el líquido en un tubo transparente de altura conocida.

Se dejó caer el balín desde la parte superior del tubo y se midió con cronómetro el tiempo que tardó en recorrer una distancia determinada.

Se repitió el procedimiento varias veces para obtener un valor promedio del tiempo.

Con los datos de densidad del líquido, densidad del balín y tiempo de caída, se aplicó la ley de Stokes para calcular la viscosidad:

Finalmente, se compararon los valores experimentales con los teóricos y se analizaron posibles fuentes de error.

# data[].attributes.body
Pie de rey : ±0,05 mm

Balanza (Precisión): ±0.1 g

Regla: (Utilizada para medir distancias)

# data[].attributes.body
Tabla de todos los resultados, donde se incluye velocidad, volumen y densidad de cada objeto.

# data[].attributes.body
Ajuste por mínimos cuadrados.

# data[].attributes.body
Para mínimos cuadrados a partir de la ecuación de la recta.

Una vez obtenida la pendiente m, se despeja la viscosidad de la relación:

η = 2g / 9m

Usando los datos experimentales (con las esferas de densidades realistas y la densidad del fluido ρf = 880 kg/m³):

m = 3.89 (1/kg·m)

Por tanto:

η = 2(9.81) / 9(3.89) = 0.56 Pa·s

# data[].attributes.body
1. Relación Viscosidad-Tiempo de Caída

Los resultados apoyan la hipótesis inicial de que la viscosidad del líquido está inversamente relacionada con la velocidad de caída del balín y, por ende, directamente relacionada con el tiempo que tarda en recorrer una distancia fija. La viscosidad es la propiedad del fluido que describe su resistencia a fluir.

Una viscosidad mayor implica una mayor fuerza de arrastre (fricción viscosa) sobre el objeto.

Esta mayor resistencia viscosa retrasa la velocidad a la que el objeto alcanza su velocidad terminal y disminuye el valor de esta velocidad, lo que se traduce en un mayor tiempo de caída para una distancia determinada.

# data[].attributes.body
la Ley de Stokes, la cual es válida para esferas que se mueven a baja velocidad (régimen laminar) en un fluido, alcanzando la velocidad terminal cuando la fuerza de arrastre se equilibra con el peso y el empuje.

La fórmula de viscosidad utilizada proviene de igualar las fuerzas en la velocidad terminal. La densidad del balín y la densidad del líquido son cruciales, ya que el movimiento del objeto depende de la diferencia de densidad .

La densidad del líquido obtenida experimentalmente fue de 880 kg/m^3 (0.88 g/mL). Al comparar este valor con densidades conocidas, se puede intentar la identificación del fluido (segunda parte de la hipótesis). Líquidos comunes con densidades en este rango pueden ser el aceite de cocina (típicamente 880-930 kg/m^3) o algunos alcoholes; esto sugiere que el fluido utilizado es probablemente un tipo de aceite.

# data[].attributes.body
El rechazo de la mayoría de los datos experimentales (12 de 17) debido a densidades y volúmenes no físicos o velocidades inconsistentes resalta la presencia de errores experimentales significativos.

El ajuste lineal por mínimos cuadrados sin intercepto fue necesario para obtener una estimación de la viscosidad a partir de los datos considerados "razonables".

La gráfica de Diámetro vs. Velocidad original presentaba una relación muy pobre (coeficiente R^2 = 0.0079), indicando que los datos sin procesar no seguían el modelo teórico de forma confiable.

El cálculo de la viscosidad depende directamente del valor de la pendiente (m = 3.89(1/kg*m)) obtenido del ajuste lineal de los datos depurados.

# data[].attributes.body
La práctica experimental confirmó la hipótesis de que la viscosidad es un factor determinante en el movimiento de un cuerpo en un fluido. Se observó que una mayor resistencia viscosa del líquido aumenta el tiempo de caída del balín para una distancia fija, ya que reduce la velocidad terminal. Al aplicar la Ley de Stokes a un conjunto de datos depurados, se logró calcular la viscosidad dinámica del líquido como η = 0.56 Pa*s. La densidad del líquido determinada fue de 880 kg/m^ (0.88 g/mL) , y al compararla con la viscosidad, el fluido experimental se identifica tentativamente como un aceite de alta viscosidad, lo que cumple el objetivo de identificación del fluido. Los errores significativos evidenciados por la inconsistencia de la mayoría de los datos originales sugieren la necesidad de mejorar la precisión en las mediciones de volumen, masa y tiempo.

# data[].attributes.body
INSTRULAB. (2021). ¿Qué es la viscosidad? Recuperado de https://www.instru.es/wp-content/uploads/CA-BR-Que-es-la-viscosidad.pdf

# data[].attributes.body
La precisión en la medición de V y I es crucial para la calibración y confiabilidad de los sistemas de instrumentación y control (sensores de temperatura, presión, caudal, etc.) en las líneas de producción de alimentos. Además, el entendimiento del electromagnetismo es la base para el funcionamiento eficiente de los equipos de potencia (bombas y motores) y los sistemas de separación magnética utilizados para garantizar la inocuidad alimentaria al remover impurezas metálicas.

# data[].attributes.body
Los propósitos directos y medibles de la práctica.

Verificar la Ley de Voltajes de Kirchhoff (LdVK): Demostrar experimentalmente que la suma de las caídas de potencial en una malla de un circuito en serie es igual al voltaje suministrado por la fuente..

Comprobar la Ley de Corrientes de Kirchhoff (LdCK): Demostrar que la corriente total en un circuito en serie es constante en todos sus puntos.

Estudiar la Linealidad: Observar y analizar el comportamiento de un componente lineal (la resistencia o el bombillo) bajo la Ley de Ohm.

Demostrar el Electromagnetismo: Observar y cuantificar la relación entre la corriente eléctrica y el campo magnético generado, utilizando una brújula como detector (Experimento de Oersted).

# data[].attributes.body
Tomando en cuenta la práctica se planteo la siguiente pregunta. ¿Cómo se comporta la energía en circuitos de corriente continua, y cómo se manifiesta la relación fundamental entre electricidad y magnetismo?

# data[].attributes.body
Hipótesis.

1. Leyes de Kirchhoff: Que la suma de las corrientes que entran a un nodo es igual a la suma de las corrientes que salen (Ley de Corrientes), y la suma algebraica de las diferencias de potencial a lo largo de una malla cerrada es igual a cero (Ley de Voltajes).

2. Campo Magnético: Al aumentar el voltaje y, por ende, la corriente en el circuito conectado cerca de la brújula, el grado de desviación de la aguja de la brújula aumentará, confirmando que la corriente eléctrica genera un campo magnético.

3. Ley de Ohm: En componentes lineales (resistencias), el voltaje es directamente proporcional a la corriente.

# data[].attributes.body
Montaje de Circuitos (Kirchhoff):

En paralelo:

Montaje: Se armó un circuito en paralelo que constaba de una fuente de alimentación de CC conectada a tres resistencias (R1, R2, R3), dispuestas en ramas paralelas.

Mediciones: Con la fuente encendida, se utilizó el multímetro para medir:

La corriente individual que circula por cada una de las tres ramas paralelas.

El voltaje en cada rama para confirmar que es el mismo.

En serie:

Se midió el valor real de los componentes (resistencias/bombillo) con el multímetro en modo óhmetro.

Se montó un circuito en serie en una protoboard o mediante cables.

Se utilizaron las herramientas de Tinkercad para simular el montaje y obtener valores teóricos de referencia.

Mediciones:

Se ajustó la fuente de poder a 10 Voltios, momento en el que se observó que el bombillo encendía.

Se midió la corriente total del circuito colocando el multímetro en modo amperímetro en serie.

Se midieron las caídas de voltaje en el bombillo y la resistencia usando el multímetro en modo voltímetro en paralelo.

Experimento de Campo Magnético:

Se montó un circuito de CC con un conductor o bobina y se colocó una brújula cerca.

Se incrementó progresivamente el voltaje y se midió la corriente (I) resultante.

Se registraron las observaciones sobre el movimiento y la dirección de desviación de la aguja de la brújula en cada nivel de corriente.

# data[].attributes.body
Multímetro

Cables

Fuente de energía y voltios