INFORME N° 1Laboratorio de Física 1

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CALLAO

FACULTAD DE INGENIERIA PESQUERA Y DE ALIMENTOS

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA PESQUERA

TEMA: “MANEJO DEL SOFTWARE DATA STUDIO V1.9.5”

PROFESOR: ALARCON VELAZCO, PABLO CIRO

INTEGRANTES:

MATEO M. BRYAN ZAPATA F. JANINNACONDORI CH. EDWAR

CALLAO - PERU

2013

INTRODUCCIÓN

El principio fundamental por el cual se incurrió en la necesidad de crear una máquina capaz de facilitarnos la vida, llevó a la creación de la computadora, cuya principal función es reducir en grandes proporciones rutinas enormemente laboriosas tales como una serie de tareas repetitivas para completar enormes envergaduras ya sean grandes proyectos y/o sencillas actividades; en esta oportunidad, la realización de experimentos en física que requieren la recolección de datos así como también lograr que estos sean los más exactos posibles.

Objetivos:

Conocer el Data Studio v1.9.5, manipular las herramientas que nos proporciona el software y montar experimentos que utilicen equipos electrónicos y mecánicos de medición; al finalizar la sesión debemos ser capaces de:

Realizar el procedimiento para la puesta en marcha del sistema.Utilizar y manipular las herramientas del sistema Data Studio v1.9.5

Descripción y manejo del sistema:

Componentes del sistema:

Podemos clasificarlos de la siguiente manera:

Data Studio v1.9.5, esta diseñado para usarse en el entorno del S.O Windows y sirve como medio de comunicacion con el usuario,facilita el analisis de los datos adquiridos y permite el manejo de sensores

Software:

Interface Science Workshop 750(modelo CI-7500), opera mediante una conexion serial con la tarjeta SCSI o bien una conexion de puerto USB.

Hardware:

Sensores, son todos aquellos dispositivos electrónicos, cuya función es transformar parámetros físicos, químicos y biológicos en magnitudes eléctricas, a los sensores se les denomina también transductores.

Procedimiento y actividades:

Procedimiento para configuración de equipos y accesorios:

Verifique la conexión y estado de la fuente de alimentación de la interface, luego proceda a encenderla.Encender el computador (CPU y monitor).Ingresar al software Data Studio v1.9.5 haciendo doble clic en el icono ubicado en el escritorio.

Primera actividad (representar gráficamente una ecuación):

Seleccione la actividad representar gráficamente una ecuación, en la ventana de bienvenida de Data Studio.Haga clic con el mouse sobre el botón resumen.En el casillero definición del cuadro de dialogo calculadora, digite la

siguiente expresión: x = 5.0*sen(2.0*t), luego haga clic en aceptar.En el mismo cuadro de dialogo defina la variable t (en toda la escala).Haciendo clic en el botón propiedades, asigne el nombre posición para la variable y, luego tiempo para la variable x, modifique la precisión a cinco decimales e indique metros (m) para las unidades de posición y segundos(s) para las unidades de tiempo, seguidamente haga clic en aceptar.

Arrastre una tabla desde la subventana pantallas hasta el icono valores en la subventana datos de la ventana resumen.En la ventana calculadora haga clic sobre el botón nuevo, luego repita los pasos desde (c) hasta (f) para las siguientes funciones:

I=I0*exp (t) donde: [l0 = 5.0 y t en toda la escala]

V=2.0*sen(2.0*t)

+3.0*cos(1.5*t), donde: [v (m/s) y t (s)]

Para estos casos se deberá adicionar un gráfico extra.

En la opción archivo del menú principal, seleccione guardar actividad como, luego elija la carpeta y el nombre para guardar la actividad.

Segunda actividad (introducir datos)

Seleccione la actividad introducir datos, en la ventana de bienvenida de Data Studio.Haga clic con el mouse sobre el botón resumen.En la tabla que aparece por defecto, ingrese los datos recogidos para un móvil que mueve con aceleración constante, que se muestran en la tabla (1).

Realice las modificaciones correspondientes a los encabezados y la precisión de unidades registradas.Seleccione la ventana gráfico 1 y en la opción pantalla del menú principal elija exportar imagen, guarde esta gráfica en el archivo posicion-tiempo.bmp, en la carpeta mis Documentos.Seleccione la ventana tabla 1 y en la opción pantalla del menú principal elija exporta datos, guarde los registros en el archivo posician-tiempo.txt, en la carpeta mis documentos.

En la opción archivo del menú principal, seleccione guardar actividad como, luego elija la carpeta mis documentos e indique un nombre para guardar la actividad.

Tercera actividad (crear experimento)

Seleccione la actividad crear experimento, en la ventana de bienvenida de Data Studio.

En la ventana de sensores, seleccione sensor de movimiento y haga doble clic en el icono correspondiente.

Active el cuadro de dialogo de propiedades del sensor y en la pestaña medida, active las casillas de verificación correspondientes a posición, velocidad y aceleración, luego en le pestaña sensor de movimiento, modifique la frecuencia de disparo a 20 y seguidamente calibre la distancia máxima de medición (por defecto 1.0 m), para esto utilice una regla graduada direccionando el plato del sensor a 1.0 m de un obstáculo con superficie de reflexión suficiente; cuando la distancia actual, marque 1.0 metros haga clic en el botón calibrar, luego en el botón aceptar.

Arrastre con el mouse un gráfico y un medidor digital para cada uno de los parámetros medidos por el sensor, a continuación en el menú principal haga clic en la opción ventana y luego elija mosaico.

Inicie la toma de datos haciendo clic en el botón inicio de la barra de herramientas de Data Studio.

Mueva lentamente su mano delante del plato en el sensor de movimiento, observe los cambios tanto en el medidor digital como en la gráfica posición vs. Tiempo, velocidad vs. Tiempo y aceleración vs. Tiempo, continué el movimiento variando la velocidad.

Detenga la toma de datos haciendo clic en el botón detener de la barra de herramientas del Data Studio.

Adicione una tabla de datos para cada parámetro registrado y calcule los valores máximos y mínimos.

En la opción archivo del menú principal, seleccione guardar actividad como, luego elija la carpeta mis documentos e indique el nombre para guardarla actividad.

Posición vs tiempo:

Valor máximo: Valor mínimo:

Velocidad vs tiempo:

Aceleración vs tiempo:

Cuestionario:

1. En el movimiento rectilíneo uniformemente variado MRUV, se cumple que:

v = v0+at

Si un móvil parte con una velocidad inicial de 5 m/s a aceleración constante de 2.0 m/s2 y recorre x metros en 10 segundos; ¿puede calcularse la distancia total recorrida usando las herramientas estadísticas de Data Studio?; si su respuesta es afirmativa indique el procedimiento a seguir y el valor de x.

SOLUCION:

Si se puede, para ello haremos lo siguiente:

Primera actividad (representar gráficamente una ecuación):Seleccione la actividad representar gráficamente una ecuación, en la ventana de bienvenida de Data Studio.Haga clic con el mouse sobre el botón resumen.En el casillero definición del cuadro de dialogo calculadora, digite la siguiente expresión: v = v0+at luego haga clic en aceptar.En el mismo cuadro definimos las constantes: v0 =5.0 a=2.0, y a t en toda la escala.

Desplazamos el cursor sobre la curva obtenida y seleccionamos desde t=0 hasta t=10s.A continuación, nos dirigimos al menú de herramientas y le damos clic en el símbolo de sigma, luego, área.

Rpta: De esta manera obtenemos el área quien nos estaría presentando la distancia total recorrida desde t=0 hasta t=10s.

Esto lo podemos demostrar de:

v=dxdt

v .dt=dx∴Área =x=∫ vdt

2. Usando la actividad Representar gráficamente una ecuación de Data Studio, grafique las siguientes funciones de posición y velocidad para un movimiento armónico simple:

x=5.0∗cos (2.0 t+0.5)

v=−10.0 sen (2.0 t+0.5)

Luego genere un gráfico para cada una de ellas y arrastre con el mouse los valores de posición hasta el eje de las abscisas de la gráfica velocidad; ¿Qué se observa en la gráfica?, ¿Qué información podemos obtener de ella?, explique.

Solución: v=−10.0 sen (2.0 t+0.5)

x=5.0∗cos (2.0 t+0.5)

3. Usando la información obtenida de la pregunta anterior y empleando la aplicación calculadora de Data Studio, calcule la variación respecto al tiempo tanto de la energía cinética como de la energía potencial, del sistema; ¿De qué manera podría calcularse la energía total?, explique.

Solución:

Sabemos que: x=5.0∗cos (2.0 t+0.5 ) ;v=−10.0 sen (2.0 t+0.5)

a (t )=dvdt

=d (−10.0 sen (2.0t+0.5 ))

dt=−20cos (2 t+0.5 )………. (1 )

Además: F=m .a=−kx →m¿

4m=k…… ..(2)

También: E=Ec+Ep

E=12mv2+ 1

2k x2

E=12m(−10.0 sen (2.0 t+0.5 ))2+ 1

2k ¿

Reemplazamos k=4m

E=50msen2 (2.0 t+0.5 )+50m cos2 (2.0 t+0.5 )

E=50m

Por lo tanto; la energía mecánica o total no depende del tiempo ya que para cualquier instante t hablamos de la conservación de la energía, esto quiere decir que mientras disminuya la Ec aumenta la Ep o viceversa. Recordemos el principio de la conservación de la energía: “En ausencia de fuerzas no conservativas, la

energía mecánica de una partícula permanece constante.”

4. Haciendo uso de la actividad correspondiente en Data Studio importe los datos grabados en la segunda actividad del archivo posician-tiempo.txt, luego efectúe un ajuste lineal y un ajuste cuadrático a los registros; ¿Cuál es en su opinión el ajuste más conveniente?, ¿Qué información útil puede extraerse de los datos presentados?, explique

Rpta: como podemos apreciar en el siguiente gráfico, el ajuste más adecuado es el polinomico, ya que nos presenta un error cuadrático medio mucho menor que con los demás ajustes, además nos permite visualizar una posible ecuación para esta gráfica.

5. ¿Qué ocurriría en el caso de calibrar el sensor de movimiento para una distancia menor a la que se indica en la casilla distancia de calibración?

Rpta: simplemente las medidas que recolecte el software de Data Studio no sería exacta y presentaría un margen de error, lo cual nos conllevaría a un mal análisis de movimientos en este trabajo.

6. Describa las opciones de configuración para manejo de sensores que tiene el software Data Studio, para ello haga clic en el botón opciones del menú principal en la ventana configuración de experimento.

Esta ventana es para calibrar el sensor y seleccionar su frecuencia de disparo

8 . ¿Es posible importar un gráfico para un aplicación activa en Data Studio?Rpta: no, solo podemos importar actividades, y tablas en archivos de formato txt.

La ventana medida muestra 4 funciones que pueden ejecutar el sensor de mov.

La ventana de “Medida” muestra las cuatro funciones que puede ejecutar el sensor de movimiento

9. haga un recuento del total de sensores en la base de datos de data studio e indique su utilidad:

Sensor de Aceleración, puede medir aceleraciones que se extienden hasta 5 veces el campo gravitacional terrestre con una exactitud de 0,01 g (g = aceleración de la gravedad, 9; 8m=s2).

El sensor de fuerza es un traductor analógico encargado de percibir variaciones de tracción o compresión que opera registrando variaciones de carga almacenada, en un capacitor interno de placas planas paralelas, cuya separación máxima es 1mm.

Sensor de Movimiento, El PASCO CI-6742 Motion Sensor II calcula la variación de velocidad y posición de un movil, midiendo el tiempo de retorno de un señal sónica de alta frecuencia que es transmitida desde el plato emisor; su alcance varía desde 0,15 m hasta 8,0 m , la informaron se envía a la interfaz como una señal digital.

Sensor Foto puerta, La foto puerta Pasco ME-9498 emite un estrecho infrarrojo de rápida respuesta que proporcionan señales exactas para la sincronización.

10. explique cada una de las opciones para trazado de graficas que permite data studio e indique su utilidad.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

1. Sirve para agrandar zonas resaltadas.2. Sirve para acercar y alejar.3. Sirve para habilitar zoom.4. Sirve para bloquear ejes.5. Herramienta inteligente, permite ver coordenadas.6. Determinar la pendiente.7. Ajuste de curva.8. Calculadora, realizar cálculos sobre lugares medidos9. Agregar una nota de texto al gráfico.10.Permite hacer trazos a mano alzada.11.Obtener datos estadísticos de un gráfico.12.Agregar o quitar mediciones.13.Eliminar gráficos14.Modificar configuración de gráficos.

BIBLIOGRAFIA

http://web.educastur.princast.es/proyectos/jimena/pj_franciscga/mas.htm

http://es.wikipedia.org/wiki/Movimiento_arm%C3%B3nico_simple

http://www.tecnoedu.com/Download/DataStudioManual.pdf

http://www.pasco.com/support/downloads/datastudio-update.cfm