Guia Lab Fisica Médica 2015

8/18/2019 Guia Lab Fisica Médica 2015

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Universidad de San Martín de Porres Facultad de Medicina

FACULTAD DE MEDICINA HUMANA

DEPARTAMENTO DECIENCIAS BÁSICAS

ASIGNATURAFÍSICA MÉDICA

GUÍA DE PRÁCTICA

PRIMER AÑO

II Semestre

Lima - Perú

2015

Guía de Laboratorio Física Médica1




PRÁCTICA No 1

INTERPRETACIÓN DE MEDICIONES Y CÁLCULODE ERRORES

I. OBETI!OS

1.1 Identificar y aprender a manejar algunos instrumentos empleados en las mediciones decantidades físicas.

1.2 Expresar correctamente el resultado de una medición directa1.3 Aplicar correctamente la teoría de errores en su propagación para obtener una medición

indirecta.

II. INFORMACIÓN TEÓRICA

2.1 MEDICIÓN

Es aquel proceso por medio del cual se le asigna un alor num!rico a una propiedad física de alg"n objeto o fenómeno con el propósito de establecer unacomparación# en la cual interienen tres sistemas$ el sistema %&'E(% o )E*+,E*%que se desea medir# el sistema de medición o I*-(/,E*(%# el sistema decomparación que se define como /*I0A0.

Ejemplo$ En el proceso denominado ,edición de %*I(/0 interiene4

5 El objeto cuya longitud se desea medir.

5 El instrumento# que puede ser una regla graduada.

5 a unidad de medida# la cual est6 incluida en la regla graduada 7cm# mm# etc8

(oda medida debe de ir seguida por la unidad# obligatoriamente del -istemaInternacional de unidades de medida 7-.I.8.

9uando medimos algo debemos tener gran cuidado para no producir una perturbaciónen el sistema que est6 bajo obseración. :or ejemplo# cuando medimos la temperaturade un cuerpo# lo ponemos en contacto con un termómetro. :ero cuando los ponemos

juntos# algo de energía o ;calor; se intercambia entre el cuerpo y el termómetro# dandocomo resultado un peque<o cambio en la temperatura del cuerpo que deseamos medir.Así# el instrumento de medida afecta de alg"n modo a la cantidad que dese6bamosmedir.





Adem6s# todas las medidas est6n afectadas en alg"n grado por un error experimentaldebido a las imperfecciones ineitables del instrumento de medida# o las limitacionesimpuestas por nuestros sentidos que deben de registrar la información.

To"o #$%&'()"o $*+$#,-$()' o -$",") /$/) $ $' ')o#)(o#,o "$$ "$ ,#)o-+))") "$' 3)'o# $%(,-)"o "$' $##o# "$ ') -$",") 4 ) o(,&),6 ')%&,")"$% $-+'$)")%.

Por ejemplo, al medir una cierta distancia hemos obtenido: 2! " 2 mm#

0e este modo entendemos que la medida de dic=a cantidad est6 en alguna parte entre2>? mm y 2>> mm. En realidad# la expresión anterior no significa que se est6 se$uro deque el alor erdadero est! entre los límites indicados# sino que =ay cierta probabilidad

de que est! a=í.

Lo% $##o#$% %$ "$$ ")# %o')-$($ o &) 7,) ,8#) %,9,8,)(,3).

@nicamente# en casos excepcionales# se pueden dar una cifra y media 7la segunda cifra? ó 8.

L) 7'(,-) ,8#) %,9,8,)(,3) $ $' 3)'o# "$ &) )(,")" 8:%,) 4 $ %& $##o#6$*+#$%)"o% $ ')% -,%-)% &,")"$%6 "$$ "$ o##$%+o"$# )' -,%-o o#"$ "$-)9,(&" ;$($)%6 "$$)%6 &,")"$%6 "<,-)%6 $(<%,-)%=.

2.1.1 Medición directa

Es el resultado de la comparación directa# que se establece entre una cantidad físicaconocida con un patrón o con las unidades de una escala patrón. Adem6s toma encuenta el n"mero de eces que la unidad est6 contenida en la cantidad. -e realiBa conla ayuda de instrumentos y utiliBando cantidades físicas fundamentales del -.I.7longitud# masa# tiempo# temperatura# etc8.

Ejemplos de medición directa$

5 a medición de la talla de una persona utiliBando una cinta m!trica graduada =astaen mm.

5 a medición del tiempo el tiempo que demoran dieB pulsaciones en la ena de lamu<eca de una persona utiliBando un cronómetro.





5 a medición de la temperatura de un cuerpo utiliBando un termómetro.

2.1.2 Medición indirecta

Es el resultado del c6lculo de un alor como una función de una o m6s medicionesdirectas. -e expresa la medición utiliBando fórmulas matem6ticas y cantidades físicasderiadas.

Ejemplo de medición indirecta$

5 a determinación de la presión absoluta pulmonar a partir de la medición directa dela altura manom!trica =4# adem6s utiliBando la fórmula$

P > Po ? @9/

0onde$ : C presión absolutaD :o C presión atmosf!ricaD C densidadD

g C aceleración de la graedad.

2.2 ERROR DE MEDIDA

Es la diferencia entre el alor medido de una cantidad física 78 y el alor exacto47!8.

E > ! . . . ;1=

os errores pueden surgir por diferentes raBones. :or ello# es necesario clasificarlosen errores sistem6ticos y errores aleatorios o accidentales.

2.2.1 Errores sistemáticos

Guía de Laboratorio Física MédicaF




-e denominan sistem6ticos porque dan efectos consistentes# ya que su presencia permite la obtención de alores que son m6s altos o m6s bajos en relación al alor erdadero.

os errores sistem6ticos se pueden originar por$

5 0efectos o falta de calibración de los instrumentos de medición.

5 ,alos =6bitos y forma peculiar de realiBar las obseraciones por parte delexperimentador.

5 as condiciones en las cuales se realiBan los experimentos. 0ependen de factorescomo$ temperatura# presión y =umedad relatia.

5 a limitada precisión de las constantes uniersales de las ecuaciones que se usanen el dise<o y calibración de los instrumentos.

os errores sistem6ticos se pueden eitar o corregir# sustituyendo el equipodefectuoso# controlando condiciones del experimentador# cambiando el m!todo demedida# etc.

2.2.2 Errores aleatorios o accidentales

-e debe a la suma de gran n"mero de perturbaciones indiiduales y fluctuantes quese combinan para dar lugar a que la precisión de una misma medición de cadaocasión da un alor algo distinto.

En general# los errores aleatorios no se puede eliminar# pero si estimar su alor estadístico.

INCERTIDUMBRE EPERIMENTAL

Es el alor posible que puede tener el error experimental en la medición.

Esta cuantificación es importante para poder estimar el grado de alideB de los datosque se obtienen y expresar los límites del interalo dentro de los cuales se est6seguro de obtener el alor erdadero.

Ejemplo$ a medición de la aceleración debido al fenómeno de la graedadexpresada como$

Guía de Laboratorio Física Médica?




9 > ;16 0601= -%2

Indica que el alor probable de g4 es >G1#3F cmHs2# pero debido a la presencia de

errores el alor erdadero de g4 en el lugar de medición est6 comprendido dentrodel interalo >G1#33 cmHs2 a >G1#3? cmHs2.

INCERTIDUMBRE ABSOLUTA ;

=

:resenta los límites de confianBa dentro de los cuales se est6 seguro 7alrededor del>>8 de que el alor erdadero se encuentra en dic=o interalo.

INCERTIDUMBRE RELATI!A ;I#=

-e define como el cociente de la incertidumbre absoluta y el alor medido.,atem6ticamente se expresa por$

. . . ;2=

INCERTIDUMBRE PORCENTUAL ;=

-e define como la incertidumbre relatia multiplicada por 1 # es decir$

I ;= > I# . ;100 = . . . ;=

-e usa para especificar la exactitud de una medida.

A continuación se establece los criterios mediante las cuales se asocia laincertidumbre al resultado de una medición.

Guía de Laboratorio Física MédicaJ




2. INCERTIDUMBRE EN MEDICIONES DIRECTAS

a) 9uando se realiBa sólo &) -$",, ",#$() de una cantidad física# a la lecturaque se obtiene se le asocia generalmente una ,$#(,"&-#$ )%o'&()# igual a lamitad de la diisión m6s peque<a 7aproximación8 de la escala del instrumentoDcuya expresión es$

7A+#o*,-),8 . . . ;=

C incertidumbre absoluta

Ejemplo$ -i al medir la longitud de un cuerpo con una regla graduada en

milímetros se obtiene 12 mm# cuya incertidumbre asociada a la regla esC #? mm# entonces el resultado se debe indicar así$

. . . ;5=

Esto significa# que el interalo de incertidumbre a de 11>#? mm a 12#? mm.

El resultado de la medición de la longitud anterior# tambi!n se puede expresar asociando la incertidumbre relatia y porcentual# de la siguiente forma$

Guía de Laboratorio Física MédicaK




b) 9uando se realiBan 3)#,)% -$",,o$% de la misma cantidad física estas en generalresultan diferentes debido a los errores aleatorios. En este caso surgen dosinterrogantes. L9u6l es el alor que se debe reportarM# LNu! incertidumbre es laque se debe asociar al resultadoM

1. -eg"n las consideraciones de la cura de auss# el alor m6s probable que sedebe reportar es la ,E0IA AI(,O(I9A o promedio de las medidas# cuyoc6lculo se efect"a por la expresión$

. . . ;J=

donde$ C ,edia aritm!tica o alor medioD

P1# P2# Q.# Pn C alor de cada lecturaD

n C n"mero de lectura.

2. :ara asociar la incertidumbre al resultado anterior# se emplea algunos de los

siguientes criterios yHo índices de precisión.

DES!IACIÓN MEDIA ; =

a desiación media de un conjunto de lecturas de determinada cantidad físicaP4 se define por$

. . . ;K=

Ejemplo$ :ara los alores de masa ?2#K gD ?3#1 gD ?3# gD ?2#G g# se tiene$

Guía de Laboratorio Física MédicaG




C ?2#> g. uego$

:or lo tanto# el alor m6s probable de la masa y la incertidumbre asociada a dic=oalor es igual a$

DES!IACIÓN ESTÁNDAR DEL PROMEDIO ; =

:ara fines pr6cticos# si se trabaja con una muestra de mediciones# la desiaciónest6ndar se calcula con la siguiente expresión$

. . . ;=

-eg"n la "ltima ecuación# cuanto m6s mediciones se =agan# tanto m6s se acercar6el alor promedio al alor erdadero.

Ejemplo$ -i el alor promedio de arias mediciones de la cantidad física tiempoes 1 s y su desiación est6ndar del promedio es #1 s# entonces el alor m6s

probable de tiempo se puede expresar como$

Guía de Laboratorio Física Médica>




2. INCERTIDUMBRE EN MEDICIONES INDIRECTAS

0ado que la mayoría de las mediciones que se realiBan en la ciencia y en la ingeniería son

indirectas# es importante determinar como se propaga la incertidumbre en este tipo demediciones. A continuación se establece la incertidumbre asociada en resultados que seobtengan por una suma# resta# producto# cocientes y potencia.

SUMA Y RESTA

-i una magnitud R se obtiene por la A0I9I+* o E-(A de dos ariables como$

> ? Y >

0onde$ D

Entonces# la magnitud de la medición indirecta R4 o S4# asociado con la incertidumbreabsoluta R4 ser6$

. . . ;=

. . . ;10=

MULTIPLICACIÓN-ea R una magnitud que se obtiene del producto de dos ariables$

R C P T

0onde$

Entonces# la medición indirecta R4# asociado con la incertidumbre absoluta ser6$

. . . ;11=





DI!ISIÓN

-ea R4 una magnitud que se obtiene del cociente de dos ariables$

0onde$

Entonces# el alor de la medición indirecta R4# asociado con la incertidumbre absoluta#est6 dado por$

. . . ;12=

POTENCIA

-ea R4 una magnitud que se obtiene de la potencia$

R C Pn

0onde$n C 1# 2# 3# . . .

Entonces la medición asociada con la incertidumbre absoluta# se calcular6 de$

. . . ;1=

as mediciones indirectas obtenidas por cualesquiera de los casos anteriores# puedeexpresarse tambi!n asociando las incertidumbres EA(IUA S :%9E*(/A en basea las ecuaciones 728 y 738.

2.5 INSTRUMENTACIÓN

os instrumentos científicos y t!cnicos son dispositios "tiles para obtener# medir#controlar# calcular y comunicar# perfeccionando y prolongando el enlace de las facultadesy capacidades =umanas.

1. Clases de instrumentos Instrumentos ciegos#% son aquellos que *% tienen indicación isible de la ariable.eneralmente son de manipulación como interruptores# termostatos# 6lulas# etc.# que





solo cumplen con su trabajo sin la necesidad de expresar los cambios graduales de lase<al.

Instrumentos indicadores#% :oseen una escala para expresar la equialencia de los datosal operario. :ueden ser ))'9,o% 7ejm$ manómetro8 o ",9,()'$% ;ejm$ calculadora#cronómetro digital8.

Instrumentos registradores#% egistran la ariable medida y controlada con traBoscontinuos o puntos. Ejm$ electrocardiograma

Elementos finales de control #% Es el instrumento que recibe las se<ales del sistematomadas por el controlador y las ejecuta directamente sobre la ariable controlada.

Elemento primario de medida#% Es el que est6 en contacto directo con la ariable ydispuesto a transmitir cualquier transformación de energía en el medio medido.

2. Calibrado de instrumentos





Es un proceso importante porque permite erificar dic=o instrumento con respecto a unest6ndar conocido. ,ediante la calibración se establece la exactitud de los instrumentos#

por lo que antes de aceptar la lectura de un instrumento se debe erificar la calibración para estar seguro de la alideB de las mediciones.

. Definiciones importantes en instrumentación recisión de instrumentos de medida#% Es el grado =asta el cual se puede detectar diferencias entre medidas de una misma cantidad.Alta precisión significa gran proximidad entre los resultados obtenidos en la medición y

baja precisión significa una amplia dispersión de los mismos.

Ejm$ /na regla que da lectura de ?# mmD ?#2 mm y F#> mm# es menos preciso que unacalibrador que da lecturas de ?#1 mmD ?#2 mm y ?#3 mm.

Exactitud de instrumentos o medidas#% Es el grado =asta el cual da el erdadero alor ose<ala la proximidad del alor real.

Ejm$ /na regla de acero es mas exacta que una cinta m!trica a pesar de que tiene igual precisión 7con aproximación a 1mm.8

!ensibilidad #%Es la relación del moimiento lineal del indicador en el instrumento con elcambio en la ariable medida que origina dic=o moimiento.

Ejm.$ la sensibilidad de un oltímetro es de .1 cmHUolt si tiene una escala de 1 cm delongitud# para un m6ximo de 1 Uolt.

"egibilidad #% )acilidad con que se puede leer la escala de un instrumento.

Ejm$ /n instrumento que tenga una escala de 1 cm de longitud tendr6 mayor legibilidadque otro de ? cm en el mismo rango.

#iabilidad #% Es la medida de la probabilidad de que un instrumento se siga comportandodentro de límites específicos de error en condiciones específicas y a lo largo de un tiempodeterminado.

Campo de medida#% Es el espectro o conjunto de alores de la ariable que se mide dentrode los límites superior o inferior de la capacidad del instrumento.

Ejm$ El campo de medida de un termómetro clínico e de 3? a F1V9.

$lcance#% Es la diferencia algebraica entre los alores superior e inferior del campo demedida del instrumento.

Ejm$ El alor del alcance de un termómetro clínico es de J V9.

III. PARTE EPERIMENTAL

Materiales%a) &e$la $raduada en mm#

b) Pie de re'#

d) (ron)metro#

e) Probeta $raduada en ml#





c) *alan+a de bra+os# f) Muestras diversas para su medici)n

rocedimiento%

P#,-$#) +)#($ OBTENCIÓN DE MEDIDAS DIRECTAS

Elegir y describir cada uno de los instrumentos de medición anotando en la (abla *W 1 suaproximación de medida y la incertidumbre absoluta asociada respectiamente.

TABLA No 1I*-(/,E*(% 0E

,E0I0AA:%PI,A9I+* 0E

,E0I0AI*9E(I0/,&E

A&-%/(A A-%9.7XP81. egla2. :ie de ey3. &alanBa de &raBosF. 9ronómetro?. :robeta

ealiBar mediciones directas por una sola eB de las dimensiones requeridas de lasmuestras o situaciones propuestas y expresar correctamente el alor probable bajo elesquema de la (abla *W 2.

TABLA N 2

0I,E*-I%* UA% :%&A&E 7P8P C Po Y XP P C Po Y Ir P C Po Y Ir 78

%*I(/0 C Y C Y C Y,A-A m C Y m C Y m C Y

(IE,:% t C Y t C Y t C YU%/,E* U C Y U C Y U C Y

/tiliBar el pie de rey# para realiBar mediciones del di6metro exterior e interior de un tubode prueba y expresar el alor probable asociando la incertidumbre absoluta en milímetros.

0E C Y D 0i C Y

A=ora con el pie de rey# mida el largo y di6metro del dedo medio de uno de los integrantesde su grupo# cinco 7?8 eces 7cada integrante mide una eB8 y registre en las (ablas *W 3 y

*W F. Aplicar el criterio de desiación media para la incertidumbre asociada.

TABLA N

*V

A%7mm8

Z i 5 Z7mm8

1

23F

Guía de Laboratorio Física Médica1F




?

C [Zi \ ZH? C C Y

TABLA N

*V0I],E(%

7mm8Z 0i \ Z

7mm8123F?

C [ Z 0i \ ZH? C0 C Y

9on el cronómetro# mida el tiempo que demora 1 pulsaciones en la ena de la mu<eca deuno de los integrantes del grupo# repita el proceso F eces m6s y registre en la (abla *W ?.

uego expresa el resultado asociando la incertidumbre absoluta 7usar criterio dedesiación estandar del promedio8.

TABLA N 5

*V

(IE,:% 7s8 7ti \ 8 7ti \ 8^123F?

C

CEntonces

S$9&") +)#($ OBTENCIÓN DE MEDIDAS INDIRECTAS

/tiliBando la probeta# determine el olumen de un cuerpo 7muestra8 asociando laincertidumbre correspondiente. Exprese los resultados en la (abla *W J.

TABLA N J

,/E-( Uolumen Uolumen Uolumen del ,asa Incertidumbre

Guía de Laboratorio Física Médica

t C Y

1?




Ainicial Ui4

7cm_8)inal Uf 4

7cm_8

cuerpoUc C Uf 5Ui

7cm_87g8

AbsolutaXUi ` XUf

7cm_8

Entonces el alor probable del olumen del cuerpo asociado con la incertidumbre absolutaes$

Aproec=ando el resultado anterior y preiamente midiendo la masa de la muestra#determina la densidad de la muestra asociando la incertidumbre porcentual.

A partir de los resultados# determine el espesor del tubo de prueba asociando laincertidumbre absoluta en milímetros.

9on los resultados obtenidos en las (ablas *W 3 y *W F# =6llese el olumen del dedo medioasociando la incertidumbre absoluta y considerando que tiene aproximadamente formacilíndrica. Expresar la respuesta en mm_.

I!. SITUACIONES PROBLEMÁTICAS

1. &Cuáles de las siguientes mediciones pueden ser clasificadas como medicionesdirectas ' por(u*

a) Medici)n de un volumen de líuido mediante una pipeta#


! C Y

D C Y

E C Y

! C Y

1J




QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ...

b) Medici)n de la presi)n atmos-érica mediante el uso de un bar)metro de columna

de mercurio#


c) Medici)n del .rea de un aula de clases#


d) Medici)n de la masa de una persona utili+ando una balan+a#


2. !i +ubiese utili,ado otra regla con diferente graduación- por eemplo% graduadasólo en cm- o medios mil/metros- +abr/a encontrado el mismo 0alor*


. !i un cronómetro tiene una aproximación en dcimas de segundo. &cuál ser/a laexpresión del 0alor probable- si el tiempo medido fuera -15 segundos*


. !i una balan,a de bra,os- tiene una aproximación de un (uinto de gramo. &Cuál ser/a el 0alor probable de una masa asociando la incertidumbre porcentual- cuandola masa medida es de 5 g*


5. &Cuál será el 0alor probable de la longitud ' el diámetro del dedo medido- al cuál se

asocia la incertidumbre absoluta seg3n el criterio de des0iación estándar del promedio* Compare con el resultado de las 4ablas 6 7 ' 6 .


J. &Cuál será el 0alor del tiempo obtenido seg3n la 4abla 6 5- cuando se asocia laincertidumbre seg3n el criterio de des0iación media*


Guía de Laboratorio Física Médica1K




K. &Cuáles posibles factores +an influenciado sobre sus mediciones*. Expli(ue.




!. OBSER!ACIONES YO CONCLUSIONES

QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ........








!I. BIBLIOGRAFÍA YO DIRECCIONES DE INTERNET CONSULTADAS






PRÁCTICA No

2

Guía de Laboratorio Física Médica1G




DETERMINACIÓN DE LA FUERA MUSCULAR ENUNA PERSONA

I. OBETI!OS

1.1 0eterminar la fuerBa ejercida por el m"sculo bíceps de un estudiante.

1.2 0eterminar la fuerBa de contacto del ="mero sobre la articulación del codo.

1.3 allar la sección transersal del m"sculo bíceps.


as diferentes posturas y el moimiento del =ombro de una persona est6n supeditados a laacción de la fuerBa muscular ejercida por los m"sculos.

2.1 M3sculos

(ejido u órgano del cuerpo animal caracteriBado por su capacidad para contraerse# por lo general en respuesta a un estímulo nerioso. a unidad b6sica de todo m"sculo es lamiofibrilla# estructura filiforme muy peque<a formada por proteínas complejas. 9adac!lula muscular o fibra contiene arias miofibrillas# compuestas de miofilamentos dedos tipos# gruesos y delgados# que adoptan una disposición regular. 9adamiofilamento grueso contiene arios cientos de mol!culas de la proteína miosina. osfilamentos delgados contienen dos cadenas de la proteína actina. as miofibrillas est6nformadas de =ileras que alternan miofilamentos gruesos y delgados con sus extremostraslapados. 0urante las contracciones musculares# estas =ileras de filamentosinterdigitadas se desliBan una sobre otra por medio de puentes cruBados que act"an

como ruedas. a energía que requiere este moimiento procede de mitocondriasdensas que rodean las miofibrillas.

/n m"sculo est6 generalmente unido en sus extremos a dos =uesos diferentes por medio de tendones 7Uer figura8.

a contracción del m"sculo produce dos pares de fuerBas que act"an sobre los dos=uesos y los m"sculos en el punto donde est6n ligados los tendones. a magnitud deestos pares de fuerBas es UAIA&E en función de las cualidades atl!ticas de una

persona y otros factores# logr6ndose desarrollar una fuerBa muscular m6xima.

2.2 #uer,a muscular máxima

Guía de Laboratorio Física Médica1>




-e denomina así a la capacidad para desarrollar m6xima tensión muscular oluntaria yen las cuales no participan de manera significatia factores psicoemocionales yHoexógenos. Esta depende del 6rea de la sección transersal del m"sculo. En el =ombre#la fuerBa muscular m6xima es aproximadamente de 3 a F gf.Hcm2.

2.7 #uer,a eercida por el b/ceps

El bíceps forma el abultamiento de la cara anterior del braBo. :resenta dos tendonesde origen$ el corto nace de la coracoides del omóplato# y el largo nace de la eminenciasupraglenoidea del omóplato y cruBa la articulación del =ombro. -e inserta en latuberosidad bicipital del radio# con una expansión a la Bona cubital del codo. Inerado

por el m"sculo5cut6neo# su acción principal es la supinación# y su acción secundaria laflexión del codo 7el flexor principal es el m"sculo braquial anterior# situado entre el="mero y el bíceps braquial8.a fuerBa ejercida por el bíceps en el =ombre en diersas circunstancias es de italimportancia# por tal motio en esta parte se determinar6 la magnitud de dic=a fuerBa

bajo las condiciones de equilibrio de un sistema de fuerBas bidimensionales tal comose muestra en la figura. Adem6s aplicando la ecuación de equilibrio de momentos#tenemos$

5 ( 7d18 ` )m 7d28 C

0espejando )m# obtenemos$

0onde$)m $ fuerBa muscular ejercida por el bíceps( $ fuerBa de tensión 7lectura del dinamómetro8d1 $ distancia perpendicular de la mu<eca de la persona a la articulación del codo.

d2 $ distancia perpendicular del tendón que sujeta al m"sculo bíceps a laarticulación del codo.

2. #uer,a de contacto del +3mero

En general# las fuerBas de contacto son las ejercidas sobre las articulaciones# en estecaso se produce a niel del codo y es ejercida por el ="mero como reacción a la fuerBamuscular 7del biceps8. a magnitud de la fuerBa de contacto 7F8 se determina en lasituación anterior aplicando la ecuación de EN/II&I% 0E )/ERA- =oriBontales.Es decir$





F F- ? T > 0

0espejando F# tenemos$ F > F- T

Este tema es una motiación al estudio del funcionamiento de las fuerBas musculares

para producir ,%UI,IE*(% S EN/II&I% en el %,&E que es de inter!sde los atletas y terapeutas físicos.


teriales%% /inam)metro de escala 01 31 45$-#

% Mu6euera#

% *ase de apo'o#

% 7r$ollas met.licas insertadas en soporte -ijo o en pared#

rocedimiento%

a. Un alumno inte$rante de cada $rupo de trabajo debe en$anchar su antebra+o a un

dispositivo medidor de -uer+a 0dinam)metro4# Manteniendo el bra+o en posici)n

hori+ontal ejercer la m.8ima tensi)n sobre el dinam)metro# 7note sus observaciones#

Q..QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ



b. epetir el proceso anterior alternando la participación de cuatro 7F8 alumnos m6s dediersas cualidades atl!ticas y registre sus datos en la siguiente tabla.

T)') N 1

*o Alumno ( 7gf8 01 7cm8 d2 7cm8 Actiidad123

F

( C ,agnitud de la tensión sobre el dinamómetro.d1 C 0istancia perpendicular entre las líneas de acción de la tensión 7T8 y la fuerBa de

contacto 7F8.d2 C 0istancia perpendicular entre las líneas de acción de la fuerBa muscular 7 F-8 y la

fuerBa de contacto 7F8.

c. aciendo uso de los datos de la (abla *W 1 y las ecuaciones de equilibrio 718 y 728 delfundamento teórico# completar la información requerida en la tabla siguiente$





T)') N 2

*o

Alumnos T 7gf8

F- 7gf8 F 7gf8

123F

F- C ,agnitud de la fuerBa muscular 7del bíceps8.F C ,agnitud de la fuerBa de contacto

H)$# $' ",)9#)-) "$ 8&$#Q)% $ )") &o "$ 'o% )%o% ;Adjuntarlos al momento de presentar el informe=.

d. :ara los alores determinados de la fuerBa muscular 7del bíceps8 en la (abla *W 2 y

bajo las condiciones de la teoría# determinar la sección transersal del m"sculo paracada uno de los casos y registre sus resultados en la siguiente tabla.

T)') N

*o

Alumnos F- 7gf8 A 7cm28

123F


1. De acuerdo a la información de la 4abla 6 1. &8u relación existe entre lamagnitud de la tensión sobre el dinamómetro ' las cualidades atlticas de la

persona*QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ..Q

QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ..


2. &8u relación existe entre la fuer,as muscular 9del b/ceps) ' la fuer,a de contacto*



7. $ partir de la información de la 4abla 6 2- expresar el ma'or 0alor de la fuer,a

muscular en unidades del sistema internacional 9!I).





F- > N

. &De (u factor 9o factores) depende la ma'or magnitud de la fuer,a muscular 9del b/ceps)*




Demuestre lo afirmado +aciendo uso de los 0alores experimentales obtenidos.

5. &El dinamómetro +a permitido determinar directamente la #:E;<$ M:!C:"$;9del b/ceps)* Expli(ue.



J. El trabao reali,ado por el bra,o sobre el dinamómetro. &en (ue tipo de energ/a se+a con0ertido*

QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ

...QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ..


K. &8u estudia la CIE!I="=>?$ o @I=MECAIC$*


Q..QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ..







QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ.

QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ




..QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ.


!I. BIBLIOGRAFÍA YO DIRECCIONES DE INTERNERT C ONSULTADAS



QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ.QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ.

QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ.Q


QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ.Q


Guía de Laboratorio Física Médica2F




PRÁCTICA N 0

CENTRO DE GRA!EDAD

I. OBETI!OS 1.1 0eterminar experimentalmente el centro de graedad de tres cuerpos irregulares.

1.2 9omprobar analíticamente el resultado experimental en la determinación del centrode graedad de tres cuerpos irregulares.

1.3 0eterminar experimentalmente el centro de graedad de una persona.


El centro de graedad de un objeto es$

− El punto donde se considera que act"a la fuerBa de la graedad.− El punto donde el objeto mantiene el equilibrio.

− El "nico punto donde los momentos de equilibrio est6tico respecto de tres ejesmutuamente perpendiculares son todos cero.

− El centroide del olumen del objeto# si el objeto es =omog!neo.− El punto donde se concentra toda la masa del objeto al realiBar c6lculos est6ticos.

− El punto alrededor del cual el objeto gira en el espacio.− El punto donde se debe aplicar una fuerBa externa para producir traslación pura de unobjeto en el espacio.

B o siempre el centro de gra0edad es ustamente la mitad- en trminos de distancia-del obeto. $lgunas partes del obeto pueden ser más pesadas 9densas) (ue otras. !i tienes algo como un martillo (ue es más pesado en un extremo (ue en el otro- el centrode gra0edad estará muc+o más cerca del extremo pesado (ue del extremo más li0iano.

:ara =acerte una idea de dónde est6 el centro de graedad# sostiene los extremos de unobjeto# como una regla o un l6piB# con un dedo de cada mano. entamente acerca losdedos entre sí sin que se caiga el objeto. (us dedos se juntar6n debajo del centro degraedad del objeto. :uedes equilibrar el objeto sobre un sólo dedo en este lugar especial.

El centro de graedad real podría estar cerca de la superficie o muy en el interior de unobjeto# dependiendo si el objeto es plano como una regla o un plato# o ;tridimensional;como una caja o pelota. S si dejas que un objeto gire 7como cuando lo lanBas8# intentar6girar alrededor de dic=o punto.

Guía de Laboratorio Física Médica2?



P2P3P1

S1

S2

S3


9%*-I0EA9I%*E- I,:%(A*(E-

5 (odos los cuerpos que est6n en el campo graitatorio de la tierra son atraídos =aciasu centro con una fuerBa que se denomina fuerBa de la graedad o peso.

5 El peso de un cuerpo es la resultante de los pesos de las partículas que contiene el

cuerpo. El punto donde act"a el peso se denomina 9entro de raedad 79..85 a determinación experimental del centro de graedad de cualquier cuerpo se

determina suspendi!ndolo desde dos puntos diferentes y traBando las líneas de accióndel peso para cada caso. El centro de graedad estar6 en la intersección de dic=aslíneas.

5 El centro de graedad de un sistema de cuerpos# que tienen sus propios centros degraedad en posiciones conocidas# puede determinarse suponiendo que se encuentranunidos.

5 /n m!todo m6s general consiste en dibujar un par de ejes P y SD determinando la posición del centro de graedad de cada peso por sus coordenadas P y S# e imaginar que la atracción graitatoria es paralela primero al eje S# luego al eje P.

-i tenemos un sistema formado por n4 objetos de pesos T1# T2 # . . . # Tn# como se

muestran en la figura# entonces la abcisa del centro de graedad del sistema ser6$

-iendo P la abcisa del centro de graedad y P1# P2# .........Pn# las abcisas de los pesos.

An6logamente la ordenada del centro de graedad ser6$

El centro de graedad iene dado por$ 9.. 7P# S8

:ara determinar el centro de graedad de una persona ia# se recomienda que la

persona se ubique en la posición mostrada en la figura# =aciendo uso de dos balanBas

7una en las manos y la otra en los pies de la persona8.


S

P

2J



P1

) .

.


En el sistema de la figura# tenemos$

, C 5 7T1 ` T28P ` )2.d C

0espejando P# obtenemos$


MATERIALES

1 -oporte uniersal

1 *ueB1 Espiga1 :lomada

1 egla

1 ,uestra deforme con orificios5 3 ,uestras irregulares conorificios$ # (# /.

2 &alanBas de pie

PROCEDIMIENTO

1. -uspenda el cuerpo deforme de uno de sus orificios 7:18 e instala la plomada# tal comose indica en la figura.




A1

A2


2. Estando el cuerpo en equilibrio trace dos puntos en la dirección que indica la plomada#tales como 7a8 y 7b8.

3. etire el cuerpo y luego susp!ndalo de otro orificio 7:28 y trace otros dos puntos talescomo 7c8 y 7d8.

F. A=ora trace las líneas 1 7que une los puntos a y b8 y 2 7que une los puntos c y d8 Lqu!significa el punto de intersección de estas dos líneasM

QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ

?. 9uando el cuerpo estuo suspendido de :1# su peso estuo contrarrestado por lareacción del soporte 1# estando por tanto el peso del cuerpo aplicado en alg"n punto dela recta 1 . En el segundo caso el peso del cuerpo est6 aplicado en un punto de la línea2 LEn donde est6 aplicado el peso del cuerpoM

QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ

J. A=ora trabaje con los tres cuerpos restantes# y repita el procedimiento seguido con el primero.

K. (raBando un sistema de coordenadas# determine directamente el centro de graedad paracada letra y anota tus resultados en las siguientes líneas.

G.5 (al como se indicó anteriormente# debe colocarse una persona apoyando sus manos ysus pies sobre balanBas. egistre los alores que indican las balanBas. Así mismodetermine la distancia d.


9..( 7 # 89.. 7 # 8 9../ 7 # 8

T2 CT1 C

d C

2G

L

A1 C

P1 C

S1 C

P C

S CA2 C

P2 C S2 C



A1

A2

A1

A2

A


T

A1 C

P1 CS1 C

P C

S CA2 C

P2 C

S2 C

U

A1 C

P1 C

S1 C

P C

S C

A2 C

P2 C

S2 C A3 C

P3 C

S3 C


1. Co-+)#$ %&% #$%&'()"o% $*+$#,-$()'$% o 'o% ))':(,o% $ ,",&$ $' -o(,3o "$ ')",%#$+),).

:%9E0I,IE*(% EP:EI,E*(A A*A(I9% 9. 7 # 8 9.. 7 # 8( 9.. 7 # 8 9.. 7 # 8/ 9.. 7 # 8 9.. 7 # 8

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2. E "o"$ $%( $' $(#o "$ 9#)3$")" "$' &$#+o &$ %$ ,'&%(#) $ ') 8,9&#)V

C-o 'o +#o)#:)V

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PRÁCTICA NV 0

INTERCAMBIO DE ENERGÍA POTENCIAL ENTRE UN

RESORTE Y UNA MASA

I. OBETI!OS

1.1 9uantificar el cambio de energía potencial graitatoria de un cuerpo y la energía potencial el6stica en un resorte estirado.

1.2 %bserar el intercambio entre ambas energías y erificar la conseración de la energía

total del sistema.


E$#9:) -$,) ;EM= . Es la capacidad para realiBar un trabajo mec6nico. as unidades dela energía son las mismas que las del trabajo mec6nico 7joule# ergio# etc.8. a energía mec6nica se

puede presentar como$

a8 Energ/a cintica 9E c )$ es la que adquiere un cuerpo cuando est6 en moimiento.

b8 Energ/a potencial gra0itatoria 9E > )$ es la que posee un cuerpo que se encuentra a ciertaaltura.

EPG > -9/

c8 Energ/a potencial elástica 9E E )$ es la que adquiere un cuerpo el6stico 7ejm$ un resorte8cuando lo deformamos.

,atem6ticamente# la Energía mec6nica es la suma de las tres. Es decir$

EM > EC ? EPG ? EPE

4eorema del trabao ' la energ/a cintica$ el trabajo de todas las fuerBas actuantes es igual a la

ariación de la energía cin!tica4. Es decir$

(o()' > EC;8,)'= EC;,,,)'=





CONSIDERACIONES IMPORTANTES

A8 -i estiramos un resorte# este guardar6 una energía potencial el6stica.&8 -i eleamos una masa a una cierta altura# almacenar6 una energía potencial graitatoria.

98 El cambio de energía potencial de un resorte# cuando se estira una distancia.

P C P2 \ P1

-e calcula determinando el trabajo realiBado para estirar el resorte entre ambas posiciones$

T C Tx2 \ Tx1 C h 72

1

2

2 PP − 8

08 El cambio de energía potencial graitatoria cuando una masa cambia de posición se determina por$

/x2 \ /x1 C mg 7 x2 \ x1 8

En las condiciones de nuestro experimento# el cambio de energía potencial graitatoria /#estar6 dado por$

mg 7x2 \ x1 8

0onde$ m C masaD g C aceleración debido a la fuerBa graitatoria.

E8 Es posible comparar la energía potencial graitatoria perdida4 por la masa al pasar de la posición x1 a la posición x2# con la energía potencial ganada4 por el resorte al estirarse entreambas posiciones. (eniendo en cuenta que el cambio total de la energía es cero# se tiene$

/ ` T C % tambi!n$

mg C h 72

1

2

2 PP − 8

0onde$ mg C :eso del cuerpo

C 9onstante el6stica del resorte

P2 D P1 C :osiciones relatias de la masa y de estiramiento del resorte.


MATERIALES




) 7*8

x 7m8


5 esorte.5 -oporte.5 egla.5 'uego de pesas de ?gr cada una.

5 0inamómetro.5 anc=os y ligas.5 :apel milimetrado.

PROCEDIMIENTO

1. 0etermine la constante del resorte# para lo cual coloque en el extremo inferior delresorte sucesiamente pesas# desde 1? g =asta 2? g# midiendo para cada pesa laslongitudes respectias. 9oloque sus datos en la tabla de alores adjunta.

*o #uer,a;N=

Estiramiento;-=

1

2

3

9onstruir la gr6fica de la )uerBa 7)8 en función del estiramiento 7x8# luego =allar el alor dela constante $

2. 9uelgue la masa de 2 g en el extremo del resorte y suj!tela de tal manera que elestiramiento del resorte sea sólo de 1 cm 7indíquelo con una liga8D luego# suelte la pesa yobsere la posición m6s baja que alcanBa el resorte desde su posición de equilibrio sincarga. epita arias eces esto =asta estar seguro de la posición.

N Po%,, -% )X) ;-=

1


C QQQQQQQ*Hm

X1 = ………….. m

3F



P1

2


23

3. epita el paso anterior soltando la masa desde 1#? cm por debajo de la posición deequilibrio del resorte sin carga.

N Po%,, -% )X) ;-=

123

I!. SITUACIONES PROBLEMÁTICAS1. Z&< #$%&'()"o% %$ "$,$#) o($$# +)#) "$,# &$ ') $$#9:) %$ o%$#3)V ;HACER

LOS C[LCULOS=

2 > .

2. S, &) -)%) "$ \9 %&%+$",") "$ & #$%o#($ "$ N-6 %$ %&$'() "$%"$ - +o# "$)Xo"$ %& +o%,, "$ $&,',#,o. C&' %$#:) ') +o%,, -% )X) ) ') &$ ''$9)#:)V ;HACER CÁLCULOS=

Co%,"$#$ 9 > 10 -%2 4 &$ %$ &-+'$ &$ U ? > 0.


= …………. m

3?




. S$ (,$$ "o% #$%o#($% ;1= Y ;2=6 "$ o%()($% "$ #,9,"$Q \ 1 4 \ 2 ;\ 2 ] \ 1=6#$%+$(,3)-$($. C&' "$ $%(o% #$%o#($% +&$"$ )'-)$)# -)4o# $$#9:) +o($,)'$'%(,) &)"o )-o% $*+$#,-$() ') -,%-) "$8o#-),

QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ.





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!I. BIBLIOGRAFÍA Y O DIRECCIONES DE INTERNET CONSULTADAS





Guía de Laboratorio Física Médica3J







PRÁCTICA N 05

CALORIMETRÍAI. OBETI!OS

1.1 0eterminar experimentalmente el equialente en agua de un calorímetro.

1.2 0eterminar experimentalmente el calor específico de una muestra met6lica.


as experiencias sobre el calor y la temperatura m6s próximas a nosotros son aqu!llas quetienen lugar en nuestro propio cuerpo. (odos sabemos que el organismo =umano debemantener su temperatura constante en torno a los 3Ko9# para que de esta forma nuestrosórganos puedan funcionar con normalidad. 0e =ec=o casi el G de la energía queobtenemos de los alimentos que consumimos y del oxígeno que respiramos se inierte enmantener constante esta temperatura# y sólo el 2 restante se emplea en realiBar las diersasactiidades que ejercemos.9uando# en los días fríos# disminuye la temperatura de los miembros m6s perif!ricos denuestro cuerpo 7las extremidades8# nuestros centros itales 7coraBón# pulmones# cerebro# etc8siguen manteniendo la temperatura inalterable.

C$"=;

9s ener$ía en tr.nsito que se transmite espont6neamente de un cuerpo a otro siempre ycuando =aya una diferencia de temperaturas.El calor es energía que proiene de la ibración molecular que posee todo cuerpo o sustancia.os cuerpos ganan y ceden calor# pero no lo poseen.

El calor se mide en joules 7'8# calorías# &.(./.# etc.

4EME;$4:;$

9s la medida de la ener$ía cinética media de las moléculas ue constitu'en a un cuerpo.a temperatura es una propiedad in=erente a la materia. *o depende del tama<o# ni de laforma que tengan los cuerpos.a temperatura de un cuerpo o sustancia se mide utiliBando un termómetro.as escalas de temperatura m6s utiliBadas son$ o9# o) y .

E" C$"=; E!EC?#IC= 9Ce)





9s la cantidad de calor ue debe absorber una unidad de masa de una cierta sustancia para

ue su temperatura aumente en un $rado#

El calor específico es propio para cada sustancia# es decir que su alor depende del tipo desustancia y de la fase en que se encuentra. :ara el caso del agua# tenemos que en fase líquidosu alor es 1 9alHg.W9# en fase sólido y en fase gaseoso es #? 9alHg.W9.

E" E8:I"I@;I= 4;MIC=

a experiencia demuestra que cuando dos o m6s cuerpos# que est6n a diferente temperatura#se ponen en contacto# el de mayor 7o los de mayor8 temperatura cede calor al de menor temperatura =asta lograr el equilibrio t!rmico. -e cumple por lo tanto que# el calor ganado por uno de ellos es igual al calor perdido por los otros.


MATERIALES

)rasco termo 79alorímetro de meBclas8(ermómetroAgua,uestras met6licas

PROCEDIMIENTO

rimera parte%

MEDIDA DEL EZUI!ALENTE EN AGUA DE UN CALORÍMETRO

1. 9olocar 2 g de agua 7M C 2 g8# a temperatura ambiente# en el )rasco termo ocalorímetro. Agitar y despu!s de 3 minutos medir la temperatura T0 con el termómetro.

2. En un aso de precipitados colocar 1 g de agua 7- C 1 g8 y calentarla 7utiliBando lacocinilla el!ctrica8. uego de J minutos retirar de la cocinilla el aso de precipitados conel agua caliente.

3. ,edir la temperatura T del agua caliente 7dejar el termómetro por lo menos un minuto8 einmediatamente colocar el agua caliente dentro del )rasco (ermo. Agitar la meBcla con elagitador de idrio y despu!s de 3 minutos medir la temperatura de equilibrio T$.

9omo el calorímetro o )rasco termo se considera un sistema aislado que no emite ni absorbe

calor del exterior# se cumple el :rincipio de 9onseración de la cantidad de calor. Es decir$Z9))"o ? Z+$#","o > 0

Guía de Laboratorio Física Médica3G




;M ? \=.C$ )9&).;T$ To= ? -.C$ )9&).;T$ T= > 0

Aquí \ representa el equialente en agua del calorímetro y ser6 despejado de la ecuaciónanterior# obteni!ndose$

!egunda arte%

DETERMINACIÓN DEL CALOR ESPECÍFICO DE UN SÓLIDO ;MUESTRA DE PLOMO=

1. 9olocar ? g de agua 7M C ? g8# a temperatura ambiente# en el calorímetro. Agitar ydespu!s de 2 minutos medir la temperatura T0 con el termómetro.

2. :esar en una balanBa la muestra de plomo# de calor específico desconocido. a masa engramos de esta muestra la llamaremos -. A continuación# la muestra de plomo 7amarradaa un =ilo8 introducirla en un aso de precipitados con agua y poner a =erir el agua en lacocinilla el!ctrica. 9uando el agua =iere se coloca el termómetro y se le deja unosminutos =asta que la temperatura del termómetro ya no aumente m6s. Esta temperatura ladenominaremos T.

3. etirar r6pidamente la muestra de plomo del agua =iriendo e introducirla en elcalorímetro o termo. Agitar la meBcla con el agitador de idrio y medir la temperatura de

equilibrio T$.

*ueamente# como el )rasco termo se considera un sistema aislado que no emite ni absorbecalor del exterior# se cumple que$

Z9))"o ? Z+$#","o > 0

;M ? \=.C$ )9&).;T$ To= ? -.C$ +'o-o.;T$ T= > 0

0espejando 9e plomo de esta "ltima ecuación# se obtiene$





-e recomienda realiBar esta experiencia con muc=o cuidado# para que la medida del calor específico sea suficientemente precisa. (enemos que tener en cuenta el intercambio de calor entre el calorímetro y la atmósfera.


1. C-o #$$% &$ &$%(#o &$#+o )&(o##$9&') %& o%&-o $$#9<(,o ()(o $,3,$#o o-o $ 3$#)o +)#) -)($$# %& ($-+$#)(&#) o%()($V

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Guía de Laboratorio Física MédicaF





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Guía de Laboratorio Física MédicaF1






PRÁCTICA NV 0JDETERMINACIÓN DE LA PRESIÓN

MANOMÉTRICA PULMONAR

I. OBETI!OS

1.1 0eterminar la presión manom!trica pulmonar de una persona considerando edad y sexo.1.2 Explicar la capacidad respiratoria o ital de una persona considerando edad# sexo y

actiidad.1.3 Explicar el proceso de respiración del =ombre en función de la diferencia de presiones

absoluta y atmosf!rica.


MANÓMETRO DE TUBO ABIERTO

El manómetro de tubo abierto consta de un tubo de idrio doblado en forma de /# con una delas ramas 7la iBquierda en la figura8 muy larga y abierta al exterior# mientras que la otra# mascorta# se ensanc=a formando un recept6culo y luego se dobla en 6ngulo recto# quedando

tambi!n abierta al exterior.

El tubo se apoya en una tabla de madera en la que =ay marcada una escala graduada encentímetros. Antes de medir es necesario introducir suficiente cantidad de mercurio en elmanómetro# que quedar6 almacenado en su mayoría en el recept6culo.

El manómetro de tubo abierto se utiliBa para medir la presión manom!trica del gas contenido

en un recipiente. :ara ello 7er esquema de la figura inferior8 la rama iBquierda se conecta al

recipiente que contiene el gas que se =alla a una presión absoluta : desconocida.





(ras la conexión# y siempre que la presión P sea superior a la atmosf!rica# se producir6 elascenso de mercurio por la rama iBquierda =asta alcanBar una posición de equilibrio. Enese momento podemos afirmar que la presión es la misma en las dos ramas del tubomanom!trico al niel marcado por el punto A.

a presión a ese niel# analiBando la rama iBquierda es$

P;,Q= > P)(- ? ";H9=^9^/

0onde$:atm C presión atmosf!ricad7g8 C densidad del mercurio a la temperatura de trabajo= C altura de la columna de mercurio que se =alla por encima de ese punto

AnaliBando a=ora la rama derec=a# es eidente que$

P;"$#= > P

9omo ya =emos indicado :7iBq8 C :7der8# al estar al mismo niel# por lo que$

P > P)(- ? ";H9=^9^/

o que nos permite conocer la presión absoluta P siempre que se conoBca la presiónatmosf!rica.

EL MANÓMETRO ;O MANÓMETRO EN U=Es un tubo curo en forma de /# conocido como un tubo5/ y el cual es muc=o m6sconeniente que un simple pieBómetro. íquidos manom!tricos inmiscibles y pesados#





7generalmente el mercurio# g8 son usados para medir grandes presiones. :eque<as presiones son medidas usando líquidos m6s liianos# como por ejemplo glicerina.

DEFINICIONES IMPORTANTES

:ara el desarrollo de la siguiente experiencia# es coneniente precisar las siguientesdefiniciones$

PRESION DE FLUIDOS. es la fuerBa ejercida por un fluido por unidad de superficie.

P > F A

PRESION ABSOLUTA ;P=. es la suma de la presión manom!trica 7:m8 y la presiónatmosf!rica 7:o8.

P > P- ? Po

PRESION MANOMETRICA ;P-=. es la diferencia que existe entre la presión absoluta7:8 y la presión atmosf!rica 7:o8.

P- > P Po

PRESION MANOMETRICA PULMONAR

9onsiderando el proceso de la respiración =umana desde el punto de ista físico# dic=o proceso est6 constituido por dos etapas$ inspiraci)n ' espiraci)n de una determinadacantidad de aireD siendo esto posible debido a la diferencia de presiones pulmonar '

atmos-érica.:or tanto# es posible cuantificar de manera experimental la +#$%, -)o-<(#,)+&'-o)# de una persona mediante un manómetro abierto que puede ser de agua o deglicerina.En este caso# la presión manom!trica pulmonar estar6 dada en función del +$%o $%+$:8,oy la ",8$#$,) "$ )'(&#)% "$' ':&,"o -)o-<(#,o# respecto a un niel de referencia. Es

decir$ P- > P Po > 9/

Guía de Laboratorio Física MédicaFF




0onde$ :m C presión manom!trica pulmonar ρ C densidad del líquido manom!trico

g C aceleración de la graedad = C altura manom!trica

CAPACIDAD !ITAL DE LOS PULMONES

Es aquella cantidad o olumen de aire que el =ombre es capaB de expeler despu!s de unainspiración profunda# dependiendo dic=a capacidad del entrenamiento# edad y sexo de la

persona. a determinación de tal capacidad requiere el uso de un espir)metro. :ara fines pr6cticos# se considera que la )+),")" 3,()' "$ 'o% +&'-o$% es de 3? cm3.


MATERIALES5 ,anómetro en forma de / con una solución conocida de agua u otro líquido 7en el caso

de nuestra pr6ctica# usamos glicerina8

5 egla graduada en milímetros5 &oquilla de pl6stico5 -oporte de madera5 :apel milimetrado

PROCEDIMIENTO

1. Instalar el equipo como te indique tu profesor.

2. /n alumno de cada grupo de trabajo debe realiBar una inspiración profunda# luego deberealiBar la m6xima espiración. Explique que ocurrió en el tubo en forma de /

7manómetro8.QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ.

QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ.

QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ.

3. epetir el procedimiento anterior con la participación de los otros integrantes del grupo#se sexo masculino y femenino# adem6s de edades diferentes. egistre sus datos seg"n elrequerimiento de la (abla *W 1.

TABLA N 1;L:&,"o 9',$#,)=

$":M=ALTURA

MANOMETRICAPRESION

MANOMETRICA EDAD;)o%=

SEO ACTI!IDAD;$ -= ;$ P)=

Guía de Laboratorio Física MédicaF?




F. 9on los datos de la (abla *W 1# completar la información requerida en la siguiente tabla.

TABLA N 2

ALUMNO

PRESIÓN MANOMÉTRICAPULMONAR PRESIÓN ABSOLUTA PULMONAR

- "$H2O

-- "$ H9 P)%)' - "$ H2O -- "$ H9 P)%)'

I!. SITUACIONES PROBLEMÁTICAS1. D$ )&$#"o ) ') ,8o#-),. Z&$ #$'), $*,%($ $(#$ ') )'(&#) -)o-<(#,)

o($,") $ 8&, "$ ') $")"6 %$*o 4 )(,3,")" "$ ') +$#%o)V


QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ2. A +)#(,# "$ ') ,8o#-),. C&' $% $' 3)'o# "$ ') +#$%, -)o-<(#,) 4 )%o'&()

+#o-$",o +)#) $' 9#&+o "$ +$#%o)% &$ +)#(,,+)#o $ $' $*+$#,-$(oV E*+#$%)#$' #$%&'()"o $ -- H9 4 $ P)%)' ;P)=.

. D$ )&$#"o ) 'o% 3)'o#$% )($#,o#-$($ o($,"o%. Z&< #$'), $*,%($ $(#$ ')

+#$%, )%o'&() +&'-o)# 4 ') )(-o%8<#,) +)#) 'o% $8$(o% "$' +#o$%o "$#$%+,#),VQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ..QQ..QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ

. S, &) +$#%o) #)",) $ L,-) 4 "$ -)$#) $3$(&)' 3,)X) ) L) O#o4)6 $(o$%)&$'') $*+$#,-$()# $' 8$-$o "$o-,)"o MAL DE MONTAÑAS. E*+',&$$' 8$-$o.………………………………………………………………………………………………

……..…..

……………………………………………………………………………………

……………..

………………………………………………………………………………..

E% +o%,'$ $3,()#'oV C-oV………………………………………………………………………………………………


: C mm g:m C mm g

: C :a:m C :a

FJ




……….…..…………………………………………………………………………………

5. C&' $% ') #)Q +o# ') &)' ')% +$#%o)% &$ (#))X) )Xo $' )9&) o $ -)#)%%&-)#,)%6 $*+$#,-$() $' 8$-$o '')-)"o MAL DE LOS BUSOSVQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ..

QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ..QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ..E% +o%,'$ $3,()#'oV C-oVQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ..Q..QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ

J. L) )+),")" 3,()' "$ 'o% +&'-o$% $%( o%(,(&,") +o# (#$% (,+o% "$ 3o'7-$$% "$),#$. C-o %$ "$o-,)VQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ..QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ..QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ..QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ.QQQQQ..QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ.QQQQQ..QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ.QQQQQ..QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ.QQQQQ..QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ.QQQQQ..QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ.

Y &< 3)'o#$% (,$$ ",/o% 3o'7-$$%VQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ..QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ..QQQQQ..QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ

K. E*+',&$ "$%"$ $' +&(o "$ 3,%() 8:%,o6 ') respiración artificial .QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ..QQQ..QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ..QQQQQQQQQ..QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ

!. OSER!ACIONES YO CONCLUSIONES

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Guía de Laboratorio Física MédicaFK















PRÁCTICA NV 0K

DENSIDAD RELATIVA DE UN ÓRGANO Y SUERO DE LA

SANGRE DE UN ANIMAL

I. OBETI!OS

1.1 0eterminar la densidad relatia de un órgano animal 1.2 0eterminar la densidad relatia de una muestra líquida


2.1 DENSIDAD ABSOLUTA ;"=

Es el cociente entre la masa 7m8 de una sustancia y su olumen 7U8. -u unidad en el -.I.

es gHm3

.

2.2 DENSIDAD RELATI!A ;"#=

Es el cociente entre la densidad absoluta 7d8 de una sustancia y la densidad del agua 708en iguales condiciones de presión y temperatura. Es decir$


. . . ;1=

. . . ;2=

FG




a densidad así definida es la relatia al agua destilada a Fo9# que se toma a estatemperatura como sustancia de referencia. -in embargo# para fines pr6cticos se acepta elresultado respecto al agua destilada a la temperatura ambiente.a densidad relatia es una cantidad adimensional# por lo tanto en cualquier sistema deunidades# su alor es el mismo.

2.2.1 DENSIDAD RELATI!A EN FUNCIÓN DE LAS MASAS Y PESOS DE LASSUSTANCIAS.

-e sabe que$

-i U C U# entonces$ . . . ;=

0onde$ m C masa del cuerpo problema

, C masa del agua destilada cuyo olumen es igual al del cuerpo.

-i en la ecuación 78# el numerador y denominador se multiplican por g4# seobtendr6 la siguiente ecuación$

. . . ;=donde$ : C peso del cuerpo problema 7órgano animal8

:a C :eso de la masa de agua destilada

2. PRINCIPIO DE ARZUÍMEDES

Establece que$ 4odo cuerpo sumergido en forma total o parcial en un l/(uidoexperimenta una fuer,a de EM:E de abao +acia arriba (ue es igual al E!= DE" =":ME DE" "?8:ID= DE!"$<$D=4.,ediante este principio se puede determinar la densidad relatia de un cuerpo.-i el olumen desplaBado es U# entonces el empuje es$

E C 0.g.Us . . . 7?8

0onde$ E C empujeD g C aceleración de la graedadD Us C olumen del cuerposumergido# que es igual al olumen del líquido desalojado 7U C Us8

9omo # seg"n la ecuación 7?8$

. . . ;J=

:ara fines pr6cticos# el empuje E puede determinarse tambi!n de la expresión$

E C : \ : . . . ;K=

0onde$ : C peso del cuerpo medido en el aire :C peso aparente del cuerpo cuando est6 sumergido en el líquido

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E1 E2

"1 "2L,. L,.


uego# al reemplaBar 7K8 en 7J8$

. . . ;=

2.F DENSIDAD RELATI!A DE UN LÍZUIDO

0e la ecuación 7?8# se infiere que si un cuerpo de olumen ! se sumerge en un líquidode densidad absoluta "1# recibe un empuje E1 7obserar figura 18# cuya magnitudes E1> "1.9.!.

S al sumergir en otro líquido de densidad d2 experimenta un empuje E2 7obserar lafigura 28# cuya magnitud est6 dada por E1> "1.9.!.

Entonces el cociente de ambos empujes es$

9omo d1Hd2 es la densidad relatia del líquido 1 respecto del líquido 2# entonces# la0E*-I0A0 EA(IUA de un N/I0% cualesquiera respecto a otro referencial#estar6 dado por$

:ara fines pr6cticos de laboratorio# el líquido 2 de referencia es el A/A 0E-(IA0A.


MATERIALES5 /na balanBa de braBos5 ecipiente de idrio de 2? ó F ml5 :robeta graduada de 1 ml5 -oporte uniersal

5 +rgano animal 7=ígado de pollo# coraBón y molleja85 Agua destilada5 -uero fisiológico 71 litro8

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ilo


5 ilo grueso

PROCEDIMIENTO

rimera parte%

D$($#-,), "$ ') "$%,")" #$')(,3) "$ & %',"o

a8 Adecuar la balanBa de braBos apoyando sobre el extremo de un soporte uniersal como semuestra en la figura.

b8 9olocar una de las muestras de la parte inferior del platillo de la balanBa y cuantificar sumasa y su peso en el aire. Anote sus resultados en la tabla *W 1. epetir el procedimiento

para cada muestra.

TABLA N 1 ;EN EL AIRE=

MUESTRA MASA ;_9= PESO REAL ;N= , C mo Y m : C mo g Y mog

+rgano 1$ 9oraBón +rgano 2$ ígado +rgano 3$ ,olleja

c8 -uspender la primera muestra de la parte inferior del platillo de la balanBa e introducir totalmente en un recipiente con agua destilada y cuantifique la masa y el peso aparente#anote sus resultados en la (abla *W 2. epetir el proceso para una segunda muestra.

*%(A$ Eitar que el cuerpo roce las paredes o la base del recipiente

TABLA N 2 ;EN AGUA DESTILADA=

MUESTRA MASA (!" PESO APARENTE (N" EMPU#E (N"

m´ = ± P´ = g ± gE E = (P – P´) + ( P + P´)

Cora!" = ± = ± = ±

#$ga%o = ± = ± = ±

Mo&&'a = ± = ± = ±

d8 9alcular la densidad relatia de cada órgano animal.

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!egunda parte%

D$($#-,), "$ ') "$%,")" #$')(,3) "$ & ':&,"o

a8 Elija uno de los órganos y nueamente suspenda de la parte inferior del platillo de la balanBa y sumerja en una muestra líquida eitando todo tipo de roBamiento con elrecipiente# luego cuantifique los alores de masa probable y complete la informaciónrequerida en la tabla 3.

TABLA ;SUERO=

MUESTRA MASA APARENTE ;_9= PESO APARENTE ;N= EMPUE ;N=

m´ = ± P´ = g ± gE E= (P – P´) + ( P + P´) Co#)Q

= ± = ± = ±Mo''$X)

= ± = ± = ±

b8 9alcular la densidad relatia de la muestra líquida asociando la incertidumbre porcentual






1. U) +$#%o) %$ +&$"$ -)($$# ) 8'o($ $ &) +,%,) $' (,$-+o &$ "$%$) +o# &<V





Po# &< & &$#+o %$ %&-$#9$ (o()'-$($ $ & ':&,"oV




. . C&"o & #9)o /&-)o6 +o# $X$-+'o & #,6 %$,(#o"&$ $ & #$,+,$($ o 8o#-o'6 )&$' "$%)'oX) $' 3o'&-$ "$ 8o#-o' &<

)(,")" /) %,"o "$%+')Q)"oV



. S, $' -,%-o #, %$ %&-$#9$ (o()'-$($ $ o(#o #$,+,$($ &$ o(,$$ )9&). &<#$'), $*,%(,# $(#$ 'o% 3o'7-$$% "$' ':&,"o "$%+')Q)"oV







5. S, %$ %&-$#9,$#) & +&'- )"&'(o 4 o(#o "$ & 8$(o $ & #$,+,$($ o ':&,"o.E*,%(,# ') +#o),',")" "$ &$ &o "$ $''o% 8'o($V



J. D$ )&$#"o ) %&% #$%&'()"o% $*+$#,-$()'$% o($,"o% &< #$'), $*,%(,# $(#$ 'o%$-+&X$% $*+$#,-$()"o% +o# & &$#+o %&-$#9,"o $ ':&,"o% ",8$#$($%V



K. C-o +&$"$ "$($#-,)#%$ $*+$#,-$()'-$($ ') "$%,")" "$ & &$#+o &$ %$ /&"$+)#,)'-$($V















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PRÁCTICA NV 0

CORRIENTE EL$CTRICA

I. OBETI!OS

1.1 Identificar las partes componentes de un circuito el!ctrico y conocer los efectos de laelectricidad en el cuerpo =umano.

1.2 9onocer algunas aplicaciones de la electricidad a la ,edicina.


LA CORRIENTE ELÉCTRICA

,uc=os de los artefactos que utiliBamos diariamente son accionados por una corrienteel!ctrica 7moimiento de cargas el!ctricas debido a un campo el!ctrico8. 0esde sudescubrimiento# en el siglo PUIII# la corriente el!ctrica =a sido estudiada# y en la actualidadse conocen los efectos que produce# así como las leyes que gobiernan cada uno de los

procesos que se pueden dar. (ambi!n =oy se sabe que muc=os procesos biológicos tienen suorigen en acciones el!ctricas. :or ejemplo# la existencia de diferencias entre el potencial

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el!ctrico de las c!lulas de un sistema origina eentualmente corrientes el!ctricas que proocan comportamientos diersos en cada órgano.

EFECTOS ZUE PRODUCE LA CORRIENTE ELÉCTRICA

a corriente el!ctrica produce efectos en el material donde ocurre el transporte de carga y en

el entorno del cuerpo que contiene las cargas en moimiento. Entre los efectos m6s releantesque produce la corriente el!ctrica est6n$

1. 0esprendimiento de calor.2. Aparición de campos magn!ticos.

ELECTRICIDAD Y CUERPO HUMANO

En el interior del cuerpo =umano =ay electricidad$ los impulsos el!ctricos iajan a granelocidad por los nerios. as se<ales el!ctricas son muy peque<as y se miden enmicrooltios.

Al aumentar la potencia de los impulsos el!ctricos que pasan por el organismo# se pueden producir molestias# dolor e incluso la muerte.

-i se controla la intensidad de la corriente el!ctrica que pasa por el cuerpo# se puede aplicar para diagnosticar y curar enfermedades.

:or ejemplo# se utiliBan bisturís el!ctricos en los quirófanos y se aplican corrientes el!ctricas para aliiar el dolor de algunas lesiones inflamatorias. Así mismo# la resonancia magnticanuclear del cráneo- toma como base que el enc!falo es el centro regulador de los impulsosel!ctricos que iajan por el sistema nerioso.

EL ELECTROCARDIOGRAMA

os moimientos de contracción y relajación que realiBa el coraBón para impulsar la sangre por todo el cuerpo est6n controlados por un conjunto de nerios.

Estos nerios producen una corriente el!ctrica que puede ser detectada mediante electrodos enla superficie de la piel. El resultado se registra en una gr6fica que recibe el nombre deelectrocardiograma.

Esta gr6fica aporta muc=a información sobre el coraBón# y permite descubrir anomalías comofallos en el ritmo de los latidos.

EL MARCAPASOS

El marcapasos es un aparato que sire para controlar el ritmo en que se produce los latidos delcoraBón.

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-e implanta# mediante una operación# en el interior del cuerpo# y se conecta mediante uncable con el coraBón. :or este cable el marcapasos enía al coraBón impulsos el!ctricos quecontrolan el ritmo de los latidos. Estos impulsos tienen origen en unas pilas.

El marcapasos se implantó por primera eB en un paciente en el a<o 1>?G.

EL ELECTROCHOZUE

En 1>3K se aplicaron por primera eB las corrientes el!ctricas para tratar a un enfermo mental.:ara realiBar este tratamiento se coloca una tablilla en la boca del paciente para eitar que semuerda la lengua. 0espu!s se le colocan electrodos en la cabeBa y se le =ace pasar unacorriente el!ctrica por el cerebro durante unas d!cimas de segundo.Esta t!cnica se aplicaba sobre todo para reducir los síntomas de la esquiBofrenia.

REHABILITACIÓNA eces# los tratamientos de re=abilitación muscular tras una lesión o una operaciónquir"rgica incluyen la aplicación de corrientes el!ctricas.

Este tratamiento se aplica# por ejemplo# en la rodilla. -e colocan unos electrodos en la piel dela rodilla# por los que pasa un peque<a corriente el!ctrica# que fortalece los m"sculos yfacilita la recuperación del moimiento de esta articulación.

:ara que estas corrientes produBcan un efecto positio# el tratamiento debe prolongarsedurante arios días.

ELECTROCUCIÓN

A eces# debido a un accidente# podemos recibir una corriente el!ctrica. os efectos de estacorriente depender6n de la descarga# del tipo de corriente y del grado de =umedad del cuerpo.a corriente alterna produce efectos m6s negatios# ya que los cambios de dirección de lacorriente act"an como si el contacto el!ctrico se estuiera abriendo y cerrando continuamente.Adem6s# la =umedad faorece la conducción de la corrienteD por eso =ay que extremar las

precauciones en el cuarto de ba<o.

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I R

!


os efectos de una descarga el!ctrica en el cuerpo =umano son$

Nuemadura en la piel y en tejidos internos. esiones en los asos sanguíneos y =emorragias. :!rdida de conciencia y par6lisis por da<os en el sistema nerioso. 0a<os en el coraBón y paro cardíaco.

:aro respiratorio. Espasmos musculares y fracturas óseas.

EL DESFIBRILADOR

El desfibrilador es un aparato que produce una corriente el!ctrica de muy corta duración. -eemplea para reanimar a personas que sufren una fibrilación en el coraBón. a fibrilaciónconsiste en una alteración grae del ritmo de los latidos cardiacos# que puede tener diferentesorígenes# como infarto y a=ogamiento.

El desfibrilador consta de un condensador el!ctrico y de dos electrodos que se colocan en el

pec=o# por los que se =ace pasar una corriente el!ctrica muy intensa durante un tiempo muy bree. El condensador se puede cargar =asta con arios millares de oltios y dejar despu!sque se descargue en mil!simas de segundo a tra!s de los electrodos.

Esta corriente atraiesa el coraBón# que se detiene durante tres o cinco segundos. 0espu!s deeste tiempo# el coraBón comienBa a latir con normalidad# recuperando el ritmo que =abía

perdido.

LEY DE OHM

a relación de los par6metros el!ctricos en un circuito se pueden estudiar considerando elempleo de dos leyes fundamentales$ ES 0E %, y ES 0E I9%)). a aplicación

de estas leyes nos permite identificar la interacción de la resistencia el!ctrica de los cuerposcon relación al potencial el!ctrico aplicado a !l 7tensión el!ctrica o diferencial de potencial8 yla corriente el!ctrica que resulta circulando por dic=o cuerpo.

a LEY DE OHM enuncia que W'a intensidad de corriente (ue circula por un cuerpo esdirectamente proporcional a la diferencial de potencial aplicada e in0ersamente proporcional a laresistencia elctrica del cuerpoF . ,atem6tica sería$

0onde$

I C intensidad de corriente el!ctrica en amperes 7A8U C oltaje o diferencia de potencial en olts 7U8 C resistencia el!ctrica en o=ms 7k8

RESISTORES6 TIPOS DE RESISTORES

-on elementos pasios que disipan energía.

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7A8 7&8 798 708


os resistores son fabricados en una amplia ariedad de tama<os y formas# para diferentes nielesde potencia y en diferentes materiales como carbón o alambre de níquel. os resistores de

potencia son grandes# y su alor est6 impreso en su cuerpo. os resistores utiliBados en circuitoselectrónicos son peque<os# y no =ay suficiente espacio como para imprimir el alor en el cuerpo.

-obre estos resistores se pintan bandas de diferentes colores. 9ada color corresponde a un código

utiliBado para identificar el alor de la resistencia en o=mios. a tabla de la figura se utiliBa paradeterminar el alor de la resistencia. Existen en el mercado resistencias de carbón desde d!cimas=asta cientos de atios# identific6ndoseles por un código de colores ya conocido 7Uer la siguientetabla8.

COLOR DIGITO ;AB= MULTIPLICADOR ;C= TOLERANCIA

*egro 1 5

,arrón 1 1 1 1

ojo 2 1 2 5

*aranja 3 1 3 5Amarillo F 1 F 5

Uerde ? 1 ? 5

ABul J 1 J 5

Uioleta K 1 K 5

ris G 1 G 5

&lanco > 1 > 5

0orado 5 151

? :lateado 5 5 1

-in color 5 5 2

0onde$7A8 y 7&8$ 0ígitos

798 $ ,ultiplicador. 708 $ (olerancia.

;E!I!4=;E! E !E;IE G E $;$"E"=

9uando dos o m6s resistores se conectan juntos de manera que sólo tengan un punto com"n por

par# se dice que est6n en serie. En este caso la corriente que circula a tra!s de todos losresistores es la misma 7er gr6fico8.

Guía de Laboratorio Física Médica?>




U(%(A

A &

A &

U1 U2 U3

.1 .2 .3

.EN

9uando dos o m6s resistores tienen sus extremos conectados a puntos comunes# de tal formaque todos reciben el mismo oltaje 7la diferencia de potencial entre sus extremos es la misma8se dice que est6n en paralelo 7er gr6fico8.

as corrientes que circulan por resistores conectados en paralelo son inersamente proporcionales a sus resistencias. Es decir# pasa m6s corriente por la trayectoria de menor resistencia.

"EGE! DE HI;C=##


(aracterísticas de un circuito serie:

1. Itotal C I C 9onstante

2. Utotal C Uab C U1 ` U2 ` U3 ` Q

3. total C ab C 1 ` 2 ` 3 ` Q

(aracterísticas de un circuito

paralelo:

1. Itotal C I1 ` I2 ` I3 ` Q.

2. Utotal C Uab C 9onstante

(%(A321U321

(%(AEN

J




-on reglas b6sicas a utiliBarse para la resolución de circuitos el!ctricos donde =aya dos o m6sfuentes de fuerBa electromotriB 7fem8 en diferentes ramas de un circuito con arias mallas.

LEY DE CORRIENTES DE \IRCHHOFF ;O REGLA DE LOS NODOS= W "a sumaalgebraica de las corrientes (ue concurren a un nodo es ceroF . Es decir$

*odo

7U6lida en cualquier nodo8

LEY DE !OLTAES DE \IRCHHOFF ;O REGLA DE LAS MALLAS= La suma

al$ebraica de las di-erencias de potencial en cualuier tra'ectoria cerrada, inclu'endo las

asociadas con -uentes de -em ' elementos de resistencia, debe ser cero. Es decir$

.2

.3

.F

.?E1

E2,AA I ,AA II

7U6lida para cualquier trayectoria cerrada8

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MATERIALES

5 /na fuente de tensión ariable en corriente continua.

5 0os focos de 12 U$ )%9% A 72? atts8 y )%9% & 7F atts8

5 /n multitester

5 9ables para conexiones

PROCEDIMIENTO

1ra $;4E% MEDICIJ DE "$ ;E!I!4ECI$ E"C4;IC$

a8 9oloque el selector de función del multitester en %,I%-47 8. b8 /niendo las puntas de prueba del instrumento# erifique si est6 calibrado correctamente

7que indique cero8. ealice el ajuste si el instrumento es analógico. c8 9oloque las puntas de prueba en los extremos de las resistencias proporcionadas y

complete la (abla *W 1.

IMPORTANTEC:$D= !E 4;$@$$ E "$ #:CIJ =M?ME4;=- :C$ I4;=D:<C$

"$! :4$! DE ;:E@$ E : CI;C:I4= EE;>I<$D=.

!I DE!E$ MEDI; ;E!I!4ECI$!- E" ;E!I!4=; DE@E E!4$;

DE!EE;>I<$D=.

TABLA N 1

2da $;4E% CI;C:I4= !E;IE

a8 9onstruya el circuito que se muestra en la figura.

b8 9onecte la fuente de tensión ariable al tomacorriente de la mesa de trabajo. ,ediante loscables# conecte las salidas de la fuente de tensión con las entradas de energía al foco7(%,E A :E9A/9I+* 0E 9%*E9(A A- :%AI0A0E- 9%E9(A-8.

c8 Uaríe gradualmente# A99I%*A*0% A :EIA 0E E/A0%# el alor detensión desde cero =asta un alor de 12 oltios. Anote las obseraciones.



esistencia9ódigo de 9olores

Ualor (eóricoUalor

Experimental0ígitos (olerancia 1 2 3 F

? J



)/E*(E 0E (E*-I+*

)%9% A

)/E*(E 0E (E*-I+*

)%9% A

)%9% &




d8 0esconecte la energía de la fuente de tensión al foco A# y conecte el foco & en serie con elanterior. econecte la energía en la fuente y tome la lectura de la tensión y corrienteresultante en cada uno de los focos. 9alcule la resistencia de cada foco y del conjunto.egistre los alores en la (abla *W 2. Anote sus obseraciones.




TABLA No 2

U%(A'E 7U8 9%IE*(E 7A8 E-I-(E*9IA 7k8)%9% A)%9% &)%9% A ` )%9% &

e8 Afloje uno de los focos de su base# anote sus obseraciones y explique las raBones.






)/E*(E 0E (E*-I+*

)%9% A

)%9% &



7ra $;4E% CI;C:I4= $;$"E"=

a8 ealiBa el montaje de la figura colocando los focos A y & en paralelo# conect6ndolos con

la fuente de tensión. (E*E ,/9% 9/I0A0% 9%* A :%AI0A0 0E %-)%9%-# A- 9%,% 9%* A 9%*EPI+* 0E A :%AI0A0 A A)/E*(E 0E (E*-I+*.

b8 Uaríe gradualmente# A99I%*A*0% A :EIA 0E E/A0%# el alor de latensión desde cero =asta un alor de 12 Uoltios. Anote sus obseraciones.



c8 (ome la lectura de la tensión y corriente resultante en cada uno de los focos. 9alcule laresistencia de cada foco y del conjunto. egistre los alores en la (abla *W 3.

TABLA No

U%(A'E 7U8 9%IE*(E 7A8 E-I-(E*9IA 7k8)%9% A)%9% &)%9% A ` )%9% &

d8 Afloje uno de los focos de su base y luego afloje el otro# tome los datos de la tensión ycorriente en cada caso y calcule la resistencia. egístrelo en la tabla *o F. Anote susobseraciones y explique las raBones.




Guía de Laboratorio Física MédicaJF




TABLA No

U%(A'E 7U8 9%IE*(E 7A8 E-I-(E*9IA 7k8-%% )%9% A-%% )%9% &


1. Po# &< $' &$#+o /&-)o $% & &$ o"&(o# "$ ') $'$(#,,")"V




2. Po# &<6 ) 3$$%6 %$(,-o% o-o & )')-#$ &)"o (o)-o% &) %&+$#8,,$-$(',) "$ & )+)#)(o $'<(#,o $ 8&,o)-,$(oV



. Po# &< ')% )3$% &)"o %$ +o%) $ 'o% )'$% "$ 'o% +o%($% $'<(#,o% o %$$'$(#o&()V



. Po# &< ')% +,')%6 "$%+&<% "$ & &%o o(,&o6 %$ #$&#$ "$ -)($#,) $*(#)) $%&% o#$%V



5. Z&< o&##$ &)"o %$ o'o) ')% +,')% ,3$#(,")% $ & #$'oXV



J. Z&< 3)'o# ",)9%(,o (,$$ $' $'$(#o)#",o9#)-)V



Guía de Laboratorio Física MédicaJ?




K. E &< %$ )%) $' 8&,o)-,$(o "$' -)#)+)%o%V





















Guía de Laboratorio Física MédicaJJ




PRÁCTICA No 0

DEFECTOS DE LA !ISTA Y SU CORRECCIÓN

I. OBETI!OS

1.1. 9onocer el funcionamiento del ojo =umano a base de un modelo.

1.2. 9onocer los defectos de la ista denominados miopía# astigmatismo e=ipermetropía


E' oXo /&-)o.0e forma muy simplificada# podemos considerar que el ojo =umano est6.9onstituido por una lente 7formada por la córnea y el cristalino8 y una superficiefotosensible 7la retina8. a luB entra en el ojo a tra!s de la :upila# cuyo tama<o

se puede ariar por contracción o expansión de una membrana denominada iris.7)igura 18

)igura 1.%jo =umano. a cantidad de luB que entra en el ojo se controla mediante el iris# que aría el

tama<o de la pupila. os m"sculos ciliares controlan la curatura del cristalino. a retina7fotosensible8 est6 constituida por receptores denominados conos y bastones.

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/na característica fundamental de este sistema es que la potencia de lalente es ariable# cosa que el ojo llea a cabo cambiando la curatura delcristalino# mediante los m"sculos ciliares.

9uando el ojo est6 en reposo 7es decir# cuando el cristalino no est6 acomodando#est6 en posición de reposo8# la potencia de la lente es la adecuada para que sobrela retina se forme una imagen enfocada de los objetos situados en el infinito. a

potencia del ojo en esta situación de reposo es de aproximadamente# ?Gdioptrías.

9uando el cristalino acomoda al m6ximo# es decir# cuando su potencia esm6xima# se forma una imagen enfocada de la retina de objetos situados a#aproximadamente# 2? cm 7esta distancia depende de la edad8. Es decir# el ojo

puede incrementar su potencia =asta F dioptrías 7amplitud de acomodación8.Así pues# el ojo =umano puede er enfocadas im6genes de objetos situados entre un punto alejado 7punto remoto8 y un punto cercano 7punto próximo8.

/n ojo es em!trope cuando el punto remoto est6 en el infinito y el punto cercanoest6 a 2? cm. a distancia a la que se encuentra el punto próximo dependefuertemente de la edad$ en los ni<os es menor y con la edad a aumentandodebido a la p!rdida de flexibilidad del cristalino. A partir de los 3? o F a<os el

punto próximo se aleja de forma sensible 7es decir# la amplitud de acomodacióndisminuye8. A este fenómeno se le conoce como presbicia 7popularmente ista

cansada48. *ótese que la presbicia afecta "nicamente a la localiBación del punto próximo 7o a la amplitud de acomodación8 pero no a la localiBación del puntoremoto8.os defectos m6s comunes de la isión 7ametropías8 son la miopía# laipermetropía y el astigmatismo.

U oXo -,o+$ 7)igura 2.a y 2b8 es aqu!l en el que el punto remoto no seencuentra en el infinito# sino a una distancia finita. 9omo la amplitud deacomodación no aría respecto al ojo em!trope 7salo que tambi!n =aya

presbicia8# el punto próximo se encuentra# para un miope# m6s cercano al ojoque en el caso de un em!trope. En resumen# lo que ocurre en un ojo miope esque =ay un exceso de potencia. El miope tiene una isión muy defectuosa delejos pero su isión es buena de cerca.

Guía de Laboratorio Física MédicaJG




)igura .2.a %jo miope. El punto remoto no seencuentra en el in-inito.%jo miope# sin corregir

a forma de corregir este defecto es a<adiendo lentes diergentes 7de potencianegatia8 que disminuyan la potencia del sistema. 0e esta forma# se alejan delojo tanto el punto remoto 7=asta el infinito8 como el punto próximo.

)igura 2.b. %jo miope corregido por lentes diergentes.

L) /,+$#-$(#o+:) 7)igura 3a y 3b8 es justamente lo contrario que la miopía$ elojo =iperm!trope no tiene suficiente potencia. Esto se traduce en un alejamientode los puntos remoto y próximo. Así# el punto próximo pasa a estar m6s alejadoque en el em!trope y el punto remoto pasa a ser irtual 7situado detr6s del ojo8.Así# el ojo =iperm!trope tiene buena isión de lejos pero mala isión de cerca.

*ótese que los síntomas son parecido a los de la presbicia pero no es lo mismoya que la amplitud de acomodación de un =iperm!trope es normal# algo que noocurre en el ojo pr!sbita.

)igura 3.a. %jo =iperm!trope

Guía de Laboratorio Física MédicaJ>




.a forma de corregir un ojo =iperm!trope es a<adiendo lentes conergentes 7de

potencia positia8 de manera que se acercan tanto el punto remoto como el próximo.

)igura 3b. %jo =iperm!trope. 9orrección con lentesconergentes.

:ara finaliBar diremos algo del )%(,9-)(,%-o. 7)igura F8 /n ojo astigm6tico esaqu!l que no tiene simetría de reolución# es decir# es un ojo que no tiene lamisma potencia para la dirección =oriBontal que para la ertical. ElAstigmatismo puede ser miópico 7exceso de potencia en una dirección8 o=ipermetrópico 7lo contrario8. -e corrige a<adiendo lentes cilíndricas 7o Esfero5tóricas8 que deuelan la simetría de reolución.

)igura *W F

II. PARTE EPERIMENTAL

MATERIALES YO EZUIPOS

:9 9%* -I-(E,A %:EA(IU% TI*0%T- P:# 9%* :%9E-A0% :E*(I/, III

0E ? ,R A ,A-# :A(A)%,A 'AUA S -%)(TAE 0E -I,/A9I%*

%:(I9A 0E %'%.

Guía de Laboratorio Física MédicaK




rocedimiento%

e. Un alumno inte$rante de cada $rupo de trabajo debe reali+ar la simulaci)n para

diversos valores en la distancia ojo objeto comprendidos entre 3 ' 311cm

0considerando hasta 23cm punto pr)8imo4 7note sus observaciones#

Q..

QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ..QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ..QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ..QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ..

f. &epetir el proceso anterior alternando la participaci)n de seis 0;4 alumnos ' re$istre

sus datos en la si$uiente tabla#

4abla 6 1

< o

7lumno /istancia

ojo % objeto

Potencia de la

lente0dioptrías4

7ctividad

= 3

2 23

> !3

? =23

3 311

; in-inito

g. &epita el proceso anterior considerando la miopía son su respectiva potencia

correctiva de la lente 0para distancia ojo objeto indicadas en la tabla4

4abla 6 2

< o

7lumno /istancia

ojo % objeto

Potencia de la

Lente0dioptrías4

7ctividad

Guía de Laboratorio Física MédicaK1




= 23

2 31

> =11

? 211

3 ?11

; @n-inito

+. &epita el proceso anterior considerando la hipermetropía con su respectiva potencia


4abla 6 7

< o

7lumno /istancia

ojo % objeto

Potencia de la

Lente 0dioptrías4

7ctividad

= 3

2 =3

> >1

? ;1

3 =21

; 2?1

i. &epita el proceso anterior considerando el asti$matismo son su respectiva potencia


4abla 6 7

< o

7lumno /istancia

ojo % objeto

Potencia de la

Lente 0dioptrías4

7ctividad

= 3

2 23

> !1

? =23

3 311

; in-inito

!. SITUACIONES PROBLEMÁTICAS

1. Z&< 8&, &-+'$ ') '$($ &$ &%) &) +$#%o) &$ %&8#$ "$ -,o+:)V

QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ...QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ...................................................................................................

2. Z&< 8&, &-+'$ ') '$($ &$ &%) &) +$#%o) &$ %&8#$ "$ /,+$#-$(#o+:)V

Guía de Laboratorio Física MédicaK2




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. S, &) +$#%o) %&8#$ "$ &) )o-)':) +o# ') &$ +#$8,$#$ )'$X)# -% "$ 'o o#-)'& +$#,",o +)#) '$$#6 "$ &< )o-)':) %$ (#)()V


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5. E*+',&$ $ &$ o%,%($ "$ ') +#$%,,) 4 $' ")'(o,%-o.

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. CONCLUSIONES YO OBSER!ACIONES.QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ..

QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ..QQQQQQQQQQQQQQQQ....QQQQQQQQQQQQQQQQQQ.QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ..QQQQQQQQQQ..QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ.....QQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQQ...QQQ.Q.

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Guia Lab Fisica Médica 2015