Hugo Armando Gallego Becerra

8 horas

CODIGO CIE

3-05-3

José Edgar Carmona Franco

Coinvestigador

0 Horas

William Marín Ramírez

Coinvestigador

0 Horas

Carlos Alberto Cortés Bermúdez

Coinvestigador

0 Horas

Raul Antonio Zuluaga Hernandez

Coinvestigador

0 Horas

Carlos Arturo Holguín Tabares

Coinvestigador

0 Horas

Hoover Orozco Gallego

Coinvestigador

8 Horas

Ramiro Ramírez Ramírez

Coinvestigador

0 Horas

TIPO DE CONVOCATORIA

2004. Tercer Convocatoria

TIPO DE PROYECTO

Investigación Aplicada

OBJETIVO(S)

GENERAL: Diseñar y construir prototipos de demostración para la enseñanza de la física, de tal manera que podamos hacer prácticas de demostración cualitativa y cuantitativa, más confiables y precisas con guías de laboratorio completamente innovadoras sobre experimentos de física, además de poder contar con un sitio dentro de la universidad en el cual se pueda disponer de estos experimentos para la retroalimentación de la física a la comunidad en general. ESPECIFICOS:- Diseñar y construir un equipo que permita demostrar los movimientos rectilíneo uniforme y uniformemente acelerado. - Mejorar los márgenes de error que existen en las prácticas de movimiento rectilíneo y uniformemente acelerado. - Bajar los costos de implementación de equipos en las prácticas de movimiento rectilíneo. - Diseñar y construir un equipo que permita calcular la carga del electrón utilizando el método de Millikan. - Diseñar la pulverización del aceite de la gota de Millikan de manera que esta se accione en forma digital. - Capturar la imagen de la cama Web de tal manera que el programa muestre el desplazamiento de las gotas y calcule el tiempo utilizado en éste. - Solucionar el problemas óptico entre la cama web y el telescopio. - Diseñar un software que permita leer desde un monitor los datos del tiempo registrados por la gota de aceite que se mueven con velocidad uniforme en el condensador. - Diseñar y construir un equipo que permita el estudio y la demostración de las oscilaciones de una cuerda tensa. - Mejorar el experimento, permitiendo una mayor comprensión del estudiante al mejorar la manipulación del mismo. - Revisar y ajustar el modelo matemático del sistema que maneja las oscilaciones de una cuerda tensa. - Diseñar, construir y poner en funcionamiento un equipo generador de señales y de frecuencias exclusivo para este experimento. - Diseñar y construir un equipo que permita estudiar el experimento de Frank y Hertz. - Mejorar el registro, visualización y análisis del experimento de Frank y Hertz. - Lograr una temperatura más homogénea alrededor del tubo al vacío del experimento de Frank y Hertz.

RESUMEN

-Para el Movimiento rectilíneo uniforme y uniformemente acelerado: Es un sistema mecánico que mueve un carro de impresora a través de un motor paso a paso cuyos movimientos son vigilados a través de un microcontrolador 16F877A. Es de notar que dicho motor nos permitió mover un carril con movimiento uniforme y con movimiento acelerado, basado en un programa en lenguaje de máquina o ensamblador. El controlador del motor paso a paso se hace con base a un PWM (controla corriente) de referencia STK4722, de esta manera solo se emplean para dicho control, sólo cuatro pines del microcontrolador. La comunicación del microcontrolador con la pantalla de cristal líquido ó LCD se hace a través del puerto I2C (circuito integrado PCF8574) que convierte el I2C a 8 bits. Es de notar que el I2C es un protocolo de comunicación serial síncrono, por tanto nos permite observar los datos requeridos en la pantalla. - Para el experimento de la Gota de Millikan: El departamento de Física de la universidad tecnológica de Pereira existe un equipo para calcular la carga del electrón, mediante el método del experimento de la gota de Millikan, el cual viene funcionando desde hace más de 30 año y cuyas características técnicas no son la mejores, debido a que los pasos que se realizan en la experiencia son manuales: Lo anterior hace que en el cálculo de la carga del electrón, origina que se presentan errores en los resultados, puesto que en la mayoría de los casos están fuera del rango esperado. Por tanto se recurrió a una cámara de referencia Flex Vision TFV-300 la cual, al ubicarla en el lente del dispositivo de la gota, se puede observar a través de una pantalla el recorrido de las gotas de aceite, de esta manera se pudo eliminar el problema donde sólo uno de los integrantes del grupo que realiza esta experiencia podía observar el desplazamiento de la misma. - Para el experimento de Cuerda tensa: Se diseñó un dispositivo que cuenta con un excitador, que se encuentra compuesto por un electroimán y un sistema mecánico palanca - resorte el cual sujeta las cuerdas que se van a excitar. El sistema de control es realizado por un microcontrolador, a través de un programa en lenguaje ensamblador. Con base a este algoritmo se generan las ondas en el rango de frecuencias requeridas en la experiencia. La bobina es alimentada con un amplificador de potencia de audio el cual requiere de una fuente de alimentación de más o menos 30 voltios. La señal de audio es generada por el microcontrolador y un convertidor digital analógico. El microcontrolador se une a una rutina de síntesis digital directa de una onda senosoidal con un rango de frecuencia de 4 Hertz hasta 200 Hertz en pasos de 1 Hertz. - Para el experimento de Frank y Hertz: El cátodo caliente, emite electrones con una energía cinética casi nula. De esta manera se gana energía cinética debido a la diferencia de potencial existente entre el cátodo y la rejilla, produciéndose un flujo de partículas cargadas en un campo eléctrico. El osciloscopio, la cual presenta varios picos espaciados, muestra estos picos de aproximadamente 4.9 eV. Para obtener el vapor de mercurio a baja presión, en el tubo al vacío, se calienta con un horno controlado por un termostato que presenta fluctuaciones entre 20°C y 80°C . La temperatura se mide con un termómetro de mercurio de escala, sin posibilidad de control más fino, esto hace que sea difícil la realización del experimento lo cual implica un problema más representativo para el estudiante.

ESTADO

Concluido

FECHA DE INICIO

15/01/2005

FECHA DE FINALIZACION

15/06/2007

PRODUCTOS

Diseño y construcción del prototipo "Cuerda tensa". Demostración práctica

Revista especializada

Diseño y construcción del prototipo "Frank y Hertz". Demostración práctica

Revista especializada

Diseño y construcción del prototipo "La gota de Millikan". Demostración práctica

Revista especializada

Diseño y construcción del prototipo "Movimiento rectilíneo y acelerado". Demostración práctica

Revista especializada

Nueva guía de laboratorio basado en el prototipo

Producción técnica y tecnológica