Factor que afecta la flexión de una regla.

Pregunta de investigación: ¿Cómo afecta la fuerza a la flexión de una regla?

Introducción:

Fuerza es toda causa capaz de modificar el estado de reposo o de movimiento de un cuerpo o de producirle una deformación. Las fuerzas tienen un nombre según las causas que las originan. Nosotros usaremos una regla de plástico, por lo que utilizaremos la fuerza elástica. La fuerza elástica es la fuerza de recuperación de un cuerpo cuando lo estiramos o doblamos.

Hipótesis:

Yo creo que a medida que se aplique más fuerza a la regla, más se doblará la regla de plástico, ya que será sometida a un factor que modifica la forma de su cuerpo.

Variables:

Independiente: La fuerza (la mediremos con un dinamómetro.)

Dependiente: Grado de flexión de la regla de plástico (como usaremos la regla en reposo, se podrá medir con un transportador.)

Controladas: humedad (será la misma que la de la sala en la que se lleve a cabo el experimento), viento (no habrá), etc.

Materiales:

-regla de plástico

-transportador (para medir ángulos)

-dinamómetro (para medir la fuerza)

-Nuestra propia fuerza

-ordenador (para apuntar los datos)

Método: (En forma de instrucciones numeradas)

1.      -Con la regla en estado de reposo (en la mesa), aplicamos peso en un extremo contra la mesa.

2.      -Cuando la regla esté asegurada en un extremo, aplicamos nuestra fuerza con la mano hacia arriba en el extremo opuesto.

3.      -Rápidamente medimos el ángulo que se ha doblado la regla.

4.      -Cuando hayamos acabado, sustituimos la regla por el dinamómetro para medir la fuerza.

5.      -Repetimos el proceso 6 veces más añadiendo más fuerza en cada repetición.

  

Resultados:

Conclusión:

La conclusión que obtenemos tras realizar la investigación en el laboratorio es que a medida que el peso aplicado encima de la regla de plástico aumente, la flexión de la regla aumenta también. Esto es lo que esperábamos ya que es obvio que al aplicar una fuerza encima de una regla, ésta se doblará. La regla se dobla porque al aplicar una fuerza sobre un objeto deformará ese objeto.

Evaluación:

Fallos:

-Empezamos a hacer el proceso con demasiado peso, por lo que tuvimos que empezar de nuevo porque sino la regla se iba a romper.

-No usamos el dinamómetro, ya que era más fácil medirlo con un metro.

-En vez de usar fuerza con nuestras manos, la usamos a base de añadirle peso a la regla.

Mejoras:

-Pensar los materiales que vayamos a utilizar antes de crear el método.

-Usar medidas exactas (con esto nos referimos a que para que la investigación nos saliera bien, tuvimos que rectificar puesto que la fuerza que nosotros usamos con nuestro cuerpo no se puede medir exactamente).

Movimiento Rectilíneo Uniformemente Acelerado

OBJETIVO: Estudiar experimentalmente la posición y velocidad de un móvil con aceleración constante en función del tiempo.

INTRODUCCIÓN TEÓRICA:

Un cuerpo abandonado sobre un plano, inclinado un ángulo   respecto a la horizontal, se mueve con movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA en adelante). Ello es debido a la componente paralela al plano de la aceleración de la gravedad.

Como s = ½·a·t2, la aceleración, a = 2s/t2, puede hallarse en función de los desplazamientos y de los tiempos tardados, y su valor debe ser, dentro de un margen de error, aproximadamente constante.
      

Por otra parte, las velocidades finales pueden hallarse a partir de

v = a·t

sin más que sustituir la a de la ecuación anterior

v = (2s/t2)·t = 2s / t

Las velocidades finales han de ser, por lo tanto, proporcionales a los tiempos, y los caminos recorridos proporcionales a los cuadrados de los tiempos.

MATERIALES:

• Rieles de aluminio
• Tacos de madera
• Canicas
• Metro
• Cronómetro
• Rotulador

PROCEDIMIENTO:

1. Coloca el riel de aluminio apoyado sobre los tacos de madera con cierta inclinación.
2. Realiza siete marcas a espacios regulares sobre el riel, desde donde se dejarán caer las canicas.
3. Mide con el metro las distancias desde las diferentes marcas al final del riel.
4. Deja caer canicas desde las marcas y cronometra el tiempo que tarda en recorrer el riel hasta el final. Repite las medidas desde cada marca al menos tres veces.

TAREAS:

1. Haz una tabla con tus datos brutos, previendo lugares para los datos procesados.
2. Calcula los promedios de los tiempos medidos en cada distancia y colócalos en la tabla, al igual que los cuadrados de esos promedios.
3. Calcula las velocidades finales usando la fórmula incluida en la introducción y colócala igualmente en la tabla.
4. Calcula la aceleración de la canica e introdúcela en la tabla. Calcula igualmente el promedio de estos valores y colócala también en la tabla.
5. Gráfica la distancia recorrida frente al tiempo.
6. Gráfica la distancia recorrida frente al cuadrado del tiempo. Averigua la pendiente de la recta que debería salir; el doble de la pendiente es también la aceleración.
7. Gráfica la velocidad final frente al tiempo. Averigua la pendiente de la recta que debería salir; ese valor es también la aceleración.
8. Comenta las gráficas obtenidas, comparando lo obtenido con lo previsto de acuerdo a la teoría.
9. Evalúa la exactitud de los tiempos medidos en función de la dispersión de los mismos. Evalúa la precisión de los datos a partir del ajuste de las gráficas a las líneas de tendencia.
10. Compara entre sí los tres valores de aceleración obtenidos. Evalúa la exactitud de cada uno de ellos en función de cómo se han obtenido.
11. Evalúa el procedimiento en cuanto a precisión y exactitud de los resultados. Expón detalladamente debilidades y fuentes de error del método y soluciones para las mismas.

RESULTADOS:

CONCLUSIÓN:

La conclusión de este experimento es que a medida que la pendiente crece, la aceleración también crece. Si la aceleración crece, la velocidad final también. Otra de las conclusiones es que cuanta más distancia recorra, más acelerará y más velocidad tendrá. Cuando dejamos caer la canica desde un punto del riel de aluminio, empieza con velocidad 0 y la aceleración empieza a crecer. Esto hace que vaya cogiendo más velocidad a medida que el tiempo pasa. Cuanto más tiempo tarde (tardará más cuando tenga que recorrer más distancia), más acelerará.

EVALUACIÓN:

Cuando los integrantes del grupo recogimos diferentes tiempos en el mismo recorrido, estaban muy distantes unos de otros. Al coger 6 distintos tiempos, nos aseguramos de que la media no salga tan alejada del tiempo real. Para mejorar y hacer que las medias sean más exactas, podríamos haber cogido 9 tiempos en cada recorrido y los datos finales hubieran sido más precisos.

Creemos que la línea de tendencia es muy precisa en los primeros datos, pero después los datos se separan un poco de la línea. En la segunda gráfica se separan los puntos porque los datos no son lo suficientemente precisos.

Titulación Redox

OBJETIVO: Investigar la cantidad de peróxido de hidrógeno presente en el agua oxigenada comercial.

INTRODUCCIÓN TEÓRICA:

El agua oxigenada comercial es una disolución de peróxido de hidrógeno en agua destilada con una concentración variable entre el 3 y el 30 %. Esta concentración suele expresarse en términos de volúmenes, lo que quiere decir el volumen de oxígeno liberado por un volumen de disolución, p. ej.: si tenemos agua oxigenada de 10 vol entonces 1 L de l amisma liberará 10 L de oxígeno en CCNN, de acuerdo a la reacción: 2 H2O2 → 2 H2O + O2, donde 2 moles de peróxido de hidrógeno (34 g) liberan 1 mol de oxígeno gaseoso, o sea, 22.4 L en CCNN.

La reacción entre el peróxido de hidrógeno y el permanganato en medio ácido es la siguiente:

2 MnO4- + 5 H2O2  +  6 H+  →  2 Mn+2 + 5 O2 + 8 H2O

MATERIALES:

• -Pie y pinza
• -Bureta
• -Erlenmeyer
• -Pipeta
• -Matraz aforado de 100 mL
• -KMnO4 0.05 M
• -Agua oxigenada comercial
• -H2SO4 2 M
• 
  

SECURIDAD:

• Usa gafas de seguridad.
• Las sustancias empleadas son tóxicas: en caso de contacto con la piel, lavar con abundante agua.

PROCEDIMIENTO:

1. Coloca la bureta en el pie con la pinza. Llénala con el permanganato, asegurándote de que no quedan burbujas, y enrásala a 0.
2. Haz una disolución de agua oxigenada tomando 10 mL de la comercial y diluyéndola hasta 100 mL en el matraz aforado con agua destilada.
3. Toma 25 mL de esta disolución con la pipeta y pásala al erlenmeyer. Añade 25 mL de ácido sulfúrico y 25 mL de agua destilada.
4. Titula la mezcla con el permanganato hasta que permanezca un ligero color violeta en el erlenmeyer (eso significa que has puesto justo una gota de más).
5. Anota el volumen gastado y repite el procedimiento para confirmar el resultado.

TAREAS:

1. Haz una tabla con tus resultados.
2. Calcula la concentración de peróxido de hidrógeno del agua oxigenada comercial teniendo en cuenta la estequiometría de la reacción y la dilución realizada y compara tu resultado con lo que viene en el bote.
3. Evalúa el procedimiento en cuanto a precisión y exactitud de los resultados. Expón detalladamente debilidades y fuentes de error del método y soluciones para las mismas.

RESULTADOS

20.4 mL

17.5 mL

17.4 mL

17.2 mL

Nº de titulación	Volumen de KMnO4
1	20.4
2	17.5
3	17.2
4	17.4

Voy a considerar tres de los cuatro datos porque el primero salió mal. Salió mal el primero porque probablemente hicimos mal la concentración de agua oxigenada.

La media de los tres valores escogidos es 17.36 mL.

M = n / V    ||   n = M x V

n = 0.05 x 0.0174 = 0.00087 moles de KMnO4

2 5

0.00087 x = 0.00217 moles de H2O2

M = 0.00217 / 25 = 0.000087 M

Como la concentración de H2O2 comercial es 10 veces mayor, multiplicamos la molaridad por 10.

0.000087 x 10 = 0.00087 M

El resultado final es la concentración comercial de H2O2

CONCLUSIÓN

Como podemos ver, con los cálculos realizados arriba el resultado es el debido, es decir, la concentración de peróxido de hidrógeno comercial es 0.00087 M.

EVALUACIÓN

• Errores:

• El primer resultado nos salió mal porque la concentración de agua oxigenada estaba mal hecha.
• Puede que el permanganato de potasio estaba mal enrasado

• Mejoras:

• Enrasar de forma más precisa
• Conseguir que la concentración de agua oxigenada esté bien hecha sin pasarse con el agua.

Investigación sobre un factor que pueda afectar a la velocidad de evaporación de una sustancia

Tarea: Diseña una investigación sobre un factor que pueda afectar a la velocidad de evaporación de una sustancia

Título:  La velocidad de evaporación del agua respecto a la cantidad de agua.

Pregunta de investigación: ¿Cómo afecta la cantidad de agua a la velocidad de evaporación de ésta?

Introducción:

De entre los fenómenos o transformaciones que el agua sufre en su ciclo natural, sin duda alguna, uno muy importante es el de evaporación. La velocidad de evaporación depende de un conjunto de factores como la temperatura, el calor latente, la cantidad de agua, la humedad en el aire, etc. Algunos de los factores facilitan la energía cinética molecular, y por tanto la evaporación, y otros la dificultan. El cambio de estado de líquido a vapor necesita calor. La evaporación es el proceso en el cual un líquido sometido a mucho calor cambia a estado gaseoso.

Hipótesis:

Yo creo que a medida que la cantidad de agua aumente, el tiempo de evaporación también aumentará. Creo esto debido a que la evaporación es causada porque, el calor hace que las partículas del líquido se separen más, hasta que se separen tanto que adapta las características de un gas. Cuanto más líquido haya en el recipiente, más tiempo tardarán las partículas del líquido en separarse.

Variables:

-Variable independiente: Cantidad de agua. La voy a cambiar haciendo saltos

de 5 mL en cada procedimiento. (Voy a hacer 7 procedimientos)

-Variable dependiente: Velocidad de evaporación. Según mi hipótesis, será más rápida cuando haya menos cantidad de agua. Esta variable la mediremos con un cronómetro.

Variables controladas: Temperatura (todos los recipientes serán introducidos en un baño termostático, a temperatura constante), humedad (será la humedad ambiental para todos los casos), viento (no habrá viento, pues el experimento se hará en una habitación cerrada)...

Materiales:

-Cronómetro

-Pipeta

-Vaso normal

-Agua.

-Baño termostático

-El ordenador para apuntar los datos.

Método:

1. Coloca 5 mL de agua en un vaso.

2. Coloca el vaso en el baño térmico.

3. Cuando coloques el vaso dentro, empieza a cronometrar.

4. Cuando se haya evaporado, para el cronómetro y apunta los resultados.

5. Repite el proceso, pero cada vez que lo repitas, añade 5 mL de agua al vaso.

RESULTADOS:

3min a 40ºC: 3.61gr a 3.42gr = 0.19gr

3min a 40ºC: 7.74gr a 7.58gr = 0.16gr

3min a 40ºC: 11.86gr a 11.73gr = 0.13gr

3min a 40ºC: 15.95gr a 15.83gr = 0.09gr

3min a 40ºC: 19.89gr a 19.83gr = 0.06gr

Nº del vaso	Cantidad inicial (gr)	Cantidad final (gr)	Diferencias (gr)
1	3,61	3,42	0,19
2	7,74	7,58	0,16
3	11,86	11,73	0,13
4	15,95	15,83	0,09
5	19,89	19,83	0,06

                                                                                                                                    

Conclusión:

Vemos que cuanto mayor sea la cantidad de agua menos cantidad se evaporará, mientras que si hay menos cantidad de agua se evapora más rápido.

Evaluación:

Errores - las medidas que hemos tomado son aprox., ya que hemos utilizado una regla para medir la altura que tenía el agua en tubo de ensayo.

Mejoras - utilizar la masa como medida de referencia y así con una balanza podemos saber la cantidad exacta de la sustancia y la cantidad que se ha evaporado de esta misma.

Referencias:

-Anon, (2015). [online] Available at: http://www.scielo.org.mx/pdf/rmfe/v61n1/v61n1a7.pdf [Accessed 28 Oct. 2015].

-Myslide.es, (2015). La velocidad de evaporación depende de un conjunto de factores - Documents. [online] Available at: http://myslide.es/documents/la-velocidad-de-evaporacion-depende-de-un-conjunto-de-factores.html [Accessed 28 Oct. 2015].