Esquema general práctica de laboratorio realizada.

PROCEDIMIENTO

Esquema general práctica de laboratorio realizada.

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Figura 1. Laboratorios de Ingeniería Universidad de La Sabana.

(Chía- nov.2015)

EQUIPOS Y MATERIALES A UTILIZAR

1. Rampa metálica de aproximadamente 1,80 m, con cinta métrica.
2.  Prototipo pequeño de vehículo con resorte.
3. Transportador.
4. Calibrador Vernier.

ETAPAS DE EXPERIMENTACIÓN.

Para iniciar con la etapa práctica del laboratorio, se debe tener en cuenta el objetivo de la misma, el cuál es encontrar la constante de rigidez de un resorte, a partir de una serie de repeticiones en la toma de medidas, las cuales se explicarán a continuación. Del mismo modo, con el experimento se pretende que se entienda la relación que existe entre el módulo de elongación de un resorte y su respectivo desplazamiento.

Es importante mencionar las condiciones ambientales que presentaba el aula de laboratorio el día de la práctica en caso que se deseara replicar en algún momento esta, y se obtuvieran resultados similares, entonces:

Temperatura: 20,3 grados Celsius.

Humedad: 750 mb/hPa.

Enseguida añadimos la secuencia del desarrollo experimental paso a paso.

1. Se toma la medida de cada uno de los “puentes” o cambios de posición en el resorte, con ayuda de un calibrador. Se registro esta información.
2. Cambiar el ángulo de inclinación de la rampa y registrar el ángulo tomado con ayuda del transportador, teniendo en cuenta que el ángulo de la rampa no supere los 10 grados, ya que, si se encuentra muy empinada la rampa, aumentará la imprecisión de la medida, y que no sea muy pequeño ya que probablemente el prototipo de automóvil salga de la misma y la toma de medidas no será posible.
3. Ahora, empezamos a cambiar la posición del resorte. La descripción para obtener cada medida es la misma, así que en general lo que se hace es: El prototipo cuenta con un botón que al activarse desplaza el resorte según la medida en la cual se tenga fijo, es la misma posición.
4. Ubicamos el vehículo sobre la rampa en una misma posición inicial y activamos el botón que ya mencionamos de tal forma que el carro va a desplazarse una distancia respectiva en un lapso de tiempo corto. Por lo tanto, se debe estar muy atento en lo que se refiere al cambio de posición del vehículo sobre la rampa.
5. Posterior a esto lo que hacemos es tomar 5 repeticiones con cada cambio en el resorte para obtener un promedio en las medidas más certero y cercano posible al que podría ser el real.

   NOTA: Llamaremos S al cambio en el resorte o del “puente” y en esta práctica contamos con 4 puentes distintos, es decir un S1, S2, S3, S4.

1. Con cada S tomamos las 5 mediciones respectivas y registramos en una tabla el desplazamiento del carro para cada una de estas.
2. Finalmente, cambiamos dos veces más el ángulo de inclinación de la rampa con las especificaciones ya dadas respecto al ángulo y tomamos nuevamente las 5 mediciones para cada S.
3. Después de la etapa práctica debemos sacar un promedio entre el total de desplazamientos para cada S y aplicamos las fórmulas correspondientes.

RESULTADOS

En esta sección encontramos la información registrada en la etapa de experimentación mediante tablas que agrupan de manera concreta la información que se encontró en las tablas número 1, 2 y 3.

Tabla No. 1: En esta tabla se suministran los datos de longitud (l) y longitud promedio obtenidos con un ángulo de 6º de inclinación de la rampa por donde el prototipo del vehículo se desplazó, dependiendo de cada elongación del resorte (S1, S2, S3, S4), además con su respectivo valor de desviación estándar.

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Figura 2. Ángulo de 6º

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Tabla No 1. Longitudes para cada elongación del resorte con un ángulo de 6º.

Para llegar al cálculo de L promedio para cada elongación del resorte y asignando una inclinación de 6º se llevó a cabo el siguiente procedimiento:

Ejemplo:

• L promedio para S1 (5,0 cm):

Tomamos 5 longitudes experimentales aproximadas que denotan el desplazamiento del vehículo, sumamos estas mismas y las dividimos por el número de datos para así hallar L promedio:

Formula:

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= 108,7 [pic 6]

Pero teniendo en cuenta que todos los datos experimentales tienen errores, esta medida de L promedio también y para evidenciarlos en los valores obtenidos hallamos la desviación estándar de los datos.

Formula:

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 =  =  = 1,05[pic 8][pic 9][pic 10]

Así entonces, el valor más aproximado para L promedio para S1 es: 108,7±1,05.

NOTA: Este procedimiento anterior se llevó a cabo para cada conjunto de datos, es decir, para las respectivas longitudes de cada S1, S2, S3 y S4 de cada tabla.

Tabla No. 2: En esta tabla se suministran los datos de longitud (l) y longitud promedio obtenidos con un ángulo de 8º de inclinación de la rampa por donde el prototipo del vehículo se desplazó, dependiendo de cada elongación del resorte (S1, S2, S3, S4), además con su respectivo valor de desviación estándar.

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Figura 3. Ángulo de 8º

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