modelo de informes

Laboratorio de fsica Universidad Nacional de Trujillo

Brjula de tangente

I. INTRODUCCINEl origen del campo magntico es consecuente de la existencia de un ncleo metlico en el interior de la tierra formado por nquel y hierro (NiFe). Desde muy antiguo, los chinos conocan la brjula. Una prueba indirecta de este hecho es la expedicin que durante el siglo XlV realizo un almirante chino frica: sin brjula la expedicin hubiera sido imposible. Se sabe que una aguja imantada que puede girar libremente alrededor de un eje vertical por el centro, presenta la notable propiedad de orientarse una direccin que es, aproximadamente, la del norte geogrfico, en este hemisferio.

EL comportamiento de esta aguja o brjula evidencia la existencia de un campo magntico terrestre, de manera que la tierra se comporta como un imn gigantesco. Gracias a la existencia este campo magntico es posible la orientacin y, por ejemplo, la navegacin en altamar (antes de extenderse el uso de los GPS) .

El ngulo que forma con el plano horizontal se nombra inclinacin magntica y la que forma con el meridiano geogrfico o se nombra declinacin magntica. Es importante conocerla declinacin para una correcta orientacin geogrfico o se nombra declinacin magntica.

Es importante conocer la declinacin para una correcta orientacin geogrfica. Las lneas que unen los puntos con la misma declinacin se llaman isgonas. La brjula de tangentes es un instrumento que posibilita medir, con cierta aproximacin, la componente horizontal Bh del campo magntico terrestre existente en el lugar en que se la ubica y opera. Bsicamente es un dispositivo montado con una bobina de Nespiras circulares apretadas formando un anillo de radio, fija un soporte que la mantiene en posicin vertical.

.

II. OBJETIVOS

Encontrar la forma como depende el campo magntico de una bobina plana en su centro con la intensidad de corriente y el numero de espiras de la misma Hacer una determinacin de la componente horizontal del campo magntico terrestre

III. FUNDAMENTO TERICO

A). Determinacin del campo magntico terrestre :La magnitud del campo magntico creando en el centro de una bobina de radio a y N espiras por donde circula una corriente I esta dado por la expresin:

Siendo la permeabilidad magntica del vaco, cuyo valor en unidad fundamental es .La direccin del campo magntico va a lo largo del eje de la bobina para cualquier punto sobre el eje, en un sentido que sigue la regla de la mano derecha.

Existe un campo magntico terrestre cuyas lneas de campo corresponden a las de un gigantesco imn con sus polos Norte y su cercano a los polos geogrficos Sur y Norte, respectivamente. Una lnea de campo magntico de la tierra, en cualquier punto sobre su superficie, se descompone en una Componente vertical o perpendicular a la superficie terrestre, y una componente horizontal o paralela a la superficie. Una aguja magnetizada que se soporta en un pivole vertical (brjula) se orientara indicando la direccin Norte-Sur, siguiendo la componente horizontal del campo magntico terrestre.

Figura 1, Diagrama vectorial de los campos que interactan con la aguja magntica

Creado por una bobina situada en el plano perpendicular a la superficie del papel. El eje de la bobina se ha orientado en la direccin perpendicular a la componente horizontal del campo magntico terrestre . En otras palabras, el plano de la bobina esta situado en la direccin NORTE-SUR. El campo magntico resultante, justo en el centro de la bobina esta dado por

El ngulo que forma el campo neto con la direccin N-S, o lo que es igual al ngulo que forma la brjula con tal direccin, satisface la siguiente relacin

En efecto, la brjula se orienta siguiendo la direccin del campo magntico resultante. En consecuencia, el ngulo depende del numero de espiras N, radio a y la corriente I que circula por la bobina, tal como se indica en la ecuacin

IV. MATERIAL Y MTODOS:

a) Materiales Brjula de tangente Fuente autoprotegida PHYWE 13505.93 Restato 0 80 Ampermetro 0 50 Cable de conexin

b) Metodologa Los componentes de la brjula de tangente son :

i. Una aguja imantada montada en un pivote vertical. Por tanto la aguja tiene libertad para girar en el plano horizontal, a modo de brjula. Dos punteros de aluminio (no magntica), perpendiculares a la direccin de la aguja magntica, permiten leer su orientacin angular sobre un cuadrante graduado.

ii. Una bobina que tiene un numero variable de espiras (5,10 y 15 vueltas ); el plano de las espiras es vertical y la aguja imantada se sita en el centro geomtrico de la bobina

Las variables cuya dependencia funcional debe determinarse experimentalmente son:

i. Corriente que pasa por la bobina ,I;ii. Orientacin angular de equilibrio para la aguja imantada,

Segn nuestro modelo terico, ec,(3), entre Tg en I existe una relacin lineal, cuyo coeficiente de proporcionalidad depende de la magnitud a medir en ultima instancia , ;

La figura 2 representa el circuito que alimenta la bobina. Esta se debe conectar en serie con la fuente, el ampermetro y el restato de proteccin.

C). Precauciones La brjula debe estar bien equilibrada sobre la mesa. Es importante evitar las vibraciones de la mesa y no mover el dispositivo despus de haberlo orientado de manera que el campo sea perpendicular al campo .Tambin debe tener cuidado en no girar el cuadrante de medicin angular despus de haberlo puesto en cero (con 1 cero).Compruebe con frecuencia la orientacin de la brjula y del cuadrante.La corriente mxima en la fuente debe ajustarse, segn el numero de vueltas con que este trabajando, segn el siguiente cuadrado:

Numero de vueltasCorriente mxima(Amperios)

51.0

100.7

150.5

Al medir tenga en cuenta las dos lecturas.Debido a que la incertidumbre de tg aumenta con , tendiendo a infinito a medida que tiende a , el ngulo debe limitarse a valores hasta uno rad.Encuentre, usando la teora de programacin de errores, la relacin entre la incertidumbre absoluta y la incertidumbre relativa de tg con ( en unidades de ). Muestren que el minimo de la incertidumbre relativa se logra para =

V. Procedimiento experimental

Monten el circuito indicado en la figura 2, con la fuente apagada. EL restato debe estar en su posicin de resistencia mxima. Seleccionen los bornes para tener N =15 vueltas

Orienten la brjula de tal modo que el plano de las espiras sea lo mas paralelo posible a la brjula. Asegrense que el cuadrante de medicin marca un ngulo de cero (entre la aguja imantada y la direccin Norte- Sur) Cuando la corriente en las espiras es cero.

Prendan la fuente, fijen la corriente mxima al valor indicado d}en la tabla , y luego el voltaje de salida al mxima. Ajusten lentamente el restato para que deflexin de la aguja alcance un valor cercano a . Anoten la deflexin y el correspondiente valor de la corriente.

Disminuyan gradualmente el voltaje de salida, registrando cada vez en la tabla de datos la intensidad de corriente y el ngulo de deflexin, con su respectiva incertidumbre .No es necesario que los valores de corriente o de deflexin estn igualmente espaciados .

En que rango de valores de conviene tomar mas datos, para valores pequeos, medianos, o valores grandes?Cambie el numero de espiras y repita los pasos anteriores Desmonte la brjula de su soporte y mida el dimetro de las espiras

VI. Anlisis

Grafiquen tg en funcin de la nueva variable NI. Ahora se trata de una sola grafica, que rene todos los datos obtenidos. Analicen sus resultados tomando como referencia el modelo terico .

Grafique tg en funcin de la nueva variable NI. Ahora se trata de una sola grafica, que rene todo los datos obtenidos. Analicen sus resultados tomando como referencia el modelo terico

Calcule un valor para con su incertidumbre experimental a partir de sus datos.

Comparen sus resultados experimentales con el valor de referencia (obtenido con anterioridad utilizando este equipo y realizando el anlisis de incertidumbre), de 25 1

Discutan la importantica relativa de las siguientes fuentes de error ( si es posible aportando datos o clculos aproximados) :

Datos: (Cubas Guevara Roki)Peso en kg: 60Talla en m: 1.70

a) Determinacin del consumo de O2 en una hora:

70kg 0.21ml/h60kg XX = 0.18ml/h.g x 60000g x 1L/1000ml = 10.8 L/h

b) Determinacin de la superficie corporal (ver tabla N 01). La superficie para una persona de 1.70m con un peso de 60kg es 1.7m2.

c) Determinacin del factor de correccin (K) para la temperatura ambiente y la presin baromtrica respectiva (ver tabla N 02). Para 20.5C y a 760mm.Hg. El valor de K = 0.93023.

d) Para expresar las caloras en relacin a la superficie corporal, aplique la siguiente formula.

MB =

MB = =

e) Determinacin del gasto energtico de la persona por cada hora expresada en Kcal.

GE = MB x Superficie corporal GE = 28.367Kcal/m2.h x 1.7m2 = 48.22 Kcal/h

Datos: (Bay Canevaro, Luis)Peso en kg: 60Talla en m: 1.70






MB =

MB = =

e) Finalmente, determinar el gasto energtico de la persona por cada hora expresada en Kcal.


Datos: (Lpez Chujutalli Dani)Peso en kg: 75Talla en m: 1.72






MB =

MB = =

e) Determinar el gasto energtico de la persona por cada hora expresada en Kcal.


Datos: (Zaba Morales, Sheyla)Peso en kg: 63Talla en m: 1.60






MB =

MB = =

e) Finalmente, determinar el gasto energtico de la persona por cada hora expresada en Kcal.


VII. DISCUCIONES

Segn Garca (1983) el individuo corpulento necesitar en general ms kilocaloras que las personas pequeas. Segn la Cuadro 2, se reporta que una alumna del grupo (Saba Morales, Sheyla), con menor corpulencia ha obtenido un metabolismo basal mayor que el alumno (Cubas Guevara, Roki), de mayor corpulencia que la alumna mencionada anteriormente.

Sin embargo, comparando al alumno (Lpez Chujutalli, Dani) de mayo corpulencia que (Bay Canevaro, Luis); s se cumple lo que dice (Garca 1983), puesto que el gasto energtico es mayor.

VIII. CONCLUSIONES

Se defini lo que es metabolismo basal, as como tambin el gasto energtico de los seres humanos. Se logr calcular el metabolismo basal, con datos reales de peso y talla de los integrantes del grupo. Se encontr el gasto energtico diario de cada integrante expresado en Kcal, que por ltimo fueron distribuidos en una dieta de tres tiempos, slo para mantener funciones involuntarias del cuerpo.

IX. BIBLIOGRAFA

Zoila Rosa Marn Rodrguez (2005). ELEMENTOS DE NUTRICIN HUMANA. San Jos, Costa Rica: EUNED.

Pedro A. Garca Blandn (1983). FUNDAMENTOS DE NUTRICIN. San Jos, Costa Rica: Primera edicin: Editorial Universidad Estatal a Distancia.

X. ANEXOS

Monograma 1. SUPERFICIE CORPORAL

FUENTE: Clnical SpirometryELABORACION: Boothby y Sandiforf

Monograma 2. FACTOR PARA LA REDUCCIN DE GASES A TEMPERATURA Y PRESIN BAROMTRICA DEL MEDIO

FUENTE: Clnical SpirometryELABORACION: Boothby y Sandiforf

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