Considere el siguiente video del Dr. Vogel
Esboce un procedimiento a seguir para determinar el valor de la fuerza de Moíses utilizando el arreglo experimental que se muestra en el video. Recuerda comentar al menos una participación de otro compañero.
***Esta descusión semanal cierra hasta el VIERNES 26 de septiembre.
Este experimento puede llevarte a ti y 3 amigos al siguiente Congreso Nacional de Física. =)
ResponderEliminarBuen dia.
ResponderEliminarSi queremos utilizar el pendulo, me parece que seria un poco rebuscado, pero podemos medir el periodo de oscilacion del laser, la cual coincidira con el periodo del pendulo, luego, para oscilacones pequeñas, haciendo el analisis de fuerzas y utilizando la ecuacion diferencial del movimiento armonico, obtendremos el periodo en funcion de la fuerza de moises. Al despejar obtendremos qe esa fuerza sera igual a m(g-l((2*pi/T)^2)) con m la masa del iman, g la aceleracion de la gravedad, l el largo del pendulo y T el periodo del pendulo (igual al del laser). Ahora, podria parecer que en nuestro analisis no aparece en ningun momento nada relacionado con magnetismo, pero ello esta implicito en el periodo que estamos midiendo.
Otra manera que me parece viable es no hacer oscilar el pendulo, sino dejar el iman inmovil sobre el agua, luego modificar la distancia horizontal (pero no el angulo) del lazer al agua, graficar la altura del punto proyectado cuando el laser es reflejado, contra la posicion x del laser, asi podremos mapear la forma de la superficie del hoyo, luego con ello, calcular el volumen del hoyo, y la fuerza de Moises sera igual al peso del fluido desplazado (similar al principio de arquimides...), es decir, al peso de la cantidad de agua que abria en el volumen del hoyo.
Este segundo metodo implica una dificultad extra atribuida a interpretar las graficas de altura del rayo laser reflectado contra posicion del laser, algo que vino en un problema de un concurso del 2012 para chicos de bachillerato, solo que me parece que lo que ellos lo que tenian que calcular era la permeabilidad del agua.
N.S.27
De tu primer argumento, la verdad se me hizo muy complicado el procedimiento a utilizar para saber la fuerza.
EliminarPero del segundo argumento no entendí muy bien lo de modificar la distancia horizontal ¿crees que podrías explicar un poco mejor esa parte? (al menos para mi..)
N.S. 1
Me convence más el argumento que expones abajo donde indicas que F= kB ya que haz generado una explicación más experimental acerca del tema, y eso es un poco complicado para muchos de nosotros.
EliminarN.S 17
que buena compañer@ , me parece mas propia , ajena a lo visto en clase. Este ejemplo es muy experimental y mucho mu funcional para algo como el congreso de física att:25
EliminarConcuerdo con la segunda forma de obtener la fuerza de Moisés.
EliminarSólo que pienso que no sería necesario encontrar la forma de la cavidad, esto porque si utilizamos un recipiente lo suficientemente grande como para que gran parte del campo magnético se haya perdido entre más te alejas, esto comienza a parecerse a un plano, cosa que ocurre cuando introduces algún objeto al agua (sólo cambia la altura).
Luego podemos reflejar el láser y entonces la altura que cambió cuando se colocó el imán es la misma que cambió en el agua.
Después de esto no es muy complicado encontrar la fuerza de Moisés.
Espero haber me dado a entender.
Saludos.
N.S. 4
Pues como lo vimos en le vídeo creo que se puede medir la magnitud de efecto Moisés si sabemos el volumen del agua desplazada, o calculando el área de la superficie, en este caso no veo ningún péndulo mas bien creo que están manipulando el experimento desde la parte de abajo de la superficie que sostiene el agua, entonces podríamos medir esta superficie para calcular el desplazamiento y con esto la fuerzan de dicho fenómeno.
ResponderEliminarN.S.,9
Todo objeto colgado a una longitud L es un péndulo, no veo el por que no ves el péndulo y el experimento no podría ser manipulado desde abajo sin lograr ser percibido claramente en el video, por otra parte claramente el efecto es decido solamente al imán que cuelga sobre la superficie del agua
EliminarN.S:13
El volumen desplasado, podria darnos buena idea, pero el pendulo, nos da una distancia que existe entre el iman y el agua, que ademas varia, lo cual nos permite ser mas exactos con respecto al cambio en esta, ademas, la manera de calcular el volumen es con el angulo de reflexion, pues si bien puedes medir el area, no le puedes determinar un altura, midiendo directamente
EliminarN.S. 21
Es correcto lo que dice el número 13, además el profesor menciona que la distancia del imán con el agua es de 2 mm, de la misma manera no puede ser manipulado desde abajo porque además el láser está colocado arriba y la superficie donde se encuentra el agua no es de vidrio (la mesa pues), lo que hace que sea más dificil todavía manipularlo de abajo y aparte que lo mencionarían en el video.
EliminarNS. 10
Pues podemos medir las variaciones del láser reflejado en la cual podemos determinar su valor máximo y mínimo y con ello determinar de cuanto es la altura desplazada en el agua y también sabiendo la masa de el péndulo con el imán y la gravedad podemos determinar la fuerza del campo que se ejerce en el agua que es diamagnetica
ResponderEliminarNS. 14
El problema es que la superficie y el volumen de la cavidad generada por el campo magnetico no es precisamente algo regular que puedas calcular con solo el maximo y el minimo, ahora para la altura desplazada del agua, recuerda que la cavidad esta ahi adentro tambien, asi que si mides la altura del agua antes y despues de que se forme la cavidad, tambien tendras que restar el volumen de la cavidad (entre esas alturas) al volumen de agua comprendido entre las 2 superficies del agua.
EliminarAlgo que se me esta ocurriendo ya para hacerlo un poco mas experimental, es ademas de lo que habia dicho en mi comentario y bajo la suposicion de que la fuerza es linealmente proporcional al campo B, de manera que F=kB, y medir los periodos de oscilacion del pendulo como habia dicho, y de ver que F=m(g-l((2*pi/T)^2))=kB, si conoces m,g,l, y haces mediciones de T a diferentes B, y bajo el analisis concluyes que la hipotesis de relacion F=kB es cierta, entonces puedes encontrar esa k, y puedes concluir que F=m(g-l((2*pi/T)^2)) donde la F es generica pero el periodo T debe ser medido bajo perturbaciones pequeñas para las que sen(theta)=(theta)
N.S.27
Concuerdo Con la parte de la hipótesis de relación F=kB, ya que fue lo visto en clases y explicado de otra forma por el compañero #27, de esta forma podríamos calcular la fuerza de Moisés.
EliminarN.S. 9
Tengo la idea de que se podría medir la fuerza de Moisés midiendo el volumen del agua que es desplazada por el imán. Podría calcularse utilizando el láser y su reflexión que varía al momento de que se forma la curvatura por efecto del imán.
ResponderEliminarPienso que otra alternativa sería calcular su campo magnético, ya que el diamagnetismo es una propiedad de los materiales que consiste en repeler los campos magnéticos tanto el polo norte como el sur. Efecto por el cual un campo magnético aplicado a un material induce en éste una magnetización que tiene sentido opuesto al campo aplicado.
N.S.: 26
Si, creo que medir el campo magnético, fijarse en las propiedades diamagneticas y la reflexión del láser, podría decirnos que tanto se curva el agua para tener esas reflexiones del láser.
EliminarN.S.7
Concuerdo con el compañer@ #26, creo que sacando el volumen desplazado de cuando se ejerce el imán en el agua seria una buena forma, si no mal recuerdo para sacar dicho volumen seria medir el volumen antes y después de ejercer el imán y la diferencia de ambas cantidades seria el resultado que buscamos.
ResponderEliminarAunque pienso que otra forma seria usando el rayo láser, es decir medir la altura a la que llega el láser antes y después de ejercer el imán sobre el agua (es decir se cambiara el angulo de reflexión del láser)y con la diferencia de estas dos cantidades se sacaría la altura aproximada, si tomamos la gravedad como aceleración y se conoce la masa del imán creo que seria suficiente para poder calcular la fuerza de Moisés.
N.S. 1
Para obtener la fuerza del Efecto Moisés a través del experimento del vídeo considero que es necesario tomar en cuenta la oscilación del péndulo, que es igual a la oscilación del láser reflejado, además de considerar el campo magnético, de esta manera tendremos que a partir de F= k x B (que fue lo visto en clase) se podrá determinar la fuerza , de tal manera que puede cambiar el angulo de reflexión del lazer.
ResponderEliminarN.S 17
Creo que se podría calcular por medio de la reflexión del láser en el agua, cada vez que el imán oscila, que tanto se separa el láser en la pared, teniendo en cuenta el punto donde no hay perturbación y después el punto ¨máximo¨que el láser se desvía, con esos dos puntos tendrías que tanto se desvía, podrías calcular como cambio el agua para tener esa segunda reflexión y comparándolas, tendrías que curvatura tuvo el agua.
ResponderEliminarN.S.7
Concuerdo con mis compañeros.
ResponderEliminarComo el periodo de oscilación del péndulo es igual al del láser, basta con calcular el periodo de oscilación del péndulo.
Podemos obtener “k” despejándola de la fórmula vista en clase (F=kB) y siempre podemos conocer el campo magnético generado y la fuerza.
N.S.: 16
Una forma que se me ocurre es medir la proporción entre la distancia del imán al agua y el volumen desplazado, o bien entre el ángulo de reflexión del láser en el agua y la distancia que recorre el punto rojo sobre la pared. otra idea que me llego después de leer los comentarios es como comentan, con el periodo del péndulo y obteniendo la constante k. N.S: 13
ResponderEliminarHola.
ResponderEliminarPara calcular la fuerza de Moisés me parece que una opción sería colocar el láser a fin de que refleje y se proyecte en una pantalla. Luego colocar el imán sobre el agua de tal forma que se cree la cavidad y por lo tanto cambie el volumen, ahora será necesario no colocar la luz del láser exactamente debajo de donde se coloca el imán, así, una vez que se cree la cavidad habrá cambiado el volumen pero el haz de luz no se ve desviado por la cavidad, si no, por que ha cambiado la altura del agua en el recipiente. Esta altura la podemos medir (se ve reflejada en la pantalla, pues es la misma que la que ha cambiado en el recipiente) una vez teniendo estos datos experimentales podemos utilizar el principio de Arquímedes para estimar la fuerza que ejerce el imán en el agua.
NS 4
se puede deducir la fuerza de Moisés a partir del ángulo de reflexión del laser, y el campo magnético que produce el imán, el cual origina una curvatura en la superficie del agua, actuando igual que un espejo cóncavo, además la concavidad varia directamente proporcional a la intensidad del campo magnético (la curvatura seria mas pronunciada si el campo es mas intenso, que seria el caso cuando el imán esta cerca del agua),creo que seria mas fácil si analizamos el comportamiento del imán, no oscilando, sino subiendo y bajando, el ángulo entonces seria dependiente de la normal del sistema, que a la vez es dependiente del campo, si esta intensidad es muy grande, la curvatura será pronunciada y el rayo reflejado probablemente vuelva en la misma dirección del laser incidente.
ResponderEliminarNS 22
buenas noches a todos
Para obtener el valor de la fuerza de Moises, se tienee que establesesr una relacion entre la curvatura que se presenta en el agua, y el angulo de reflexion que esto causa, para esto tenermos que sonsiderear el angulo que existe sin el magneto, posteriormente calcular la osilacion del pendulo, con esto podremos estableser la relacion entre el angulo y la posicion del magneto, es de suponerse, que al estar es te en su punto mas cercano al agua, el cambio en el angulo, tambien sea maximo, al conoser la forma en que esl pensulo asila podemos estableser relaciones con la sercania y el angulo que refleja, con estas medidas no existiria menor problema para obtener una relacion que domine la fuersa.
ResponderEliminarN.S. 21
La manifestación más débil del magnetismo es el diamagnetismo, la que se manifiesta como un rechazo de la materia a un campo magnético externo. Para que se manifieste el diamagnetismo se requiere que las otras formas del magnetismo, todas atractivas, estén ausentes y que el campo externo sea muy fuerte. Es por ello muy difícil de apreciar a simple vista.
ResponderEliminarEste experimento me parece bastante completo pues nos arroja muchos datos experimentales donde a tan simple vista nos queda calcular el indice de reflexión del láser considerando el agua desplazada por los imanes de neodimio utilizando el método aplicado por F=kxB, tomando en cuenta la oscilación del péndulo , y como el Dr lo dice . Es semejante a la oscilas ion del láser sobre la pared , si determinamos f y conocemos el campo podemos despejar K y obteniendo asi la constante de moisés
Buenas noches y que pasen un buen fin de semana :
N.S:25
Retomando la idea de uno de mis compañeros se me ocurre que sin el imán puesto tomemos como punto de referencia el punto del láser reflejado en la pantalla, posteriormente ahora con el imán sin moverlo tomemos el segundo punto que se refleja en la pantalla y calculemos la distancia entre ellos, que será la diferencia de la distancia de la reflexión del láser.
ResponderEliminarAhora como vemos el láser en la pantalla debido a la reflexión el ángulo de entrada y el ángulo de salida debe de ser el mismo, sin embargo como ya tenemos la diferencia de la distancia que calculamos anteriormente podemos también calcular el nuevo ángulo que se forma debido al imán, y así conocer el desplazamiento que ejerce el imán con el agua y conocer entonces el campo magnetico.
De esta manera ahora podemos conocer la fuerza con la que el imán "empuja" al agua y posteriormente calcular la constante.
N.S. 10.