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Facultad de ingeniera
Sede Bogotá
Balanza de Watt
Fundamentos de Mecánica
Grupo 6
15/Marzo/2016
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Contenido
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Introducción
¿Que es la balanza de watt?
¿Cómo funciona?
¿Por qué su uso?
Conclusiones
Linkografia
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Introducción
• MASA: Magnitud física que mide la cantidad de
materia que posee un cuerpo
Cilindro Platino-iridio
• Sistema internacional
kg
d39x39mm
BIPM 1991, es de 1,000 000 068 kg.
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¿Que es la balanza de watt?
• Es un dispositivo diseñado para
medir la masa en función de la
física fundamental y los patrones
cuánticos; de esta manera
redefinir el concepto de masa n
constantes de la naturaleza.
• Fue propuesto por Bryan Kibble
en 1976
incertidumbre de 8,7 X 10^-8
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¿Como funciona?
• Mide la fuerza necesaria para equilibrar un
prototipo de un Kilogramo de masa que es
atraído por la fuerza de la gravedad así como
dos magnitudes eléctricas que la mantienen en
equilibrio; con estas medidas se busca una
relación entre potencia mecánica y potencia
eléctrica.
• Este consiste en dos partes:
• Force mode.
• Velocity mode.
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Force Mode
Consiste
en
aplicar
una
intensidad de corriente a parte
de una bobina suspendida de un
brazo de la balanza; esta al ser
introducida en un campo
magnético genera una fuerza,
esta fuerza es equilibrada al
poner en el otro brazo de la
balanza una masa sometida a la
aceleración de la gravedad.
Velocity Mode
En esta parte del experimento la
bobina es movida a una
velocidad constante, induciendo
en la bobina
una tensión
eléctrica la cual es medida.
De esta dos partes del experimento se deduce la siguiente
ecuación.
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h
K
R
U
Constante de Planck
Constante de Josephson
Constante de von Klitzing
Tensión eléctrica inducida en una
bobina móvil medida en términos
del
Efecto Josephson y la constante
de
Josephson
I Intensidad de corriente eléctrica inducida en la
bobina móvil y medida en términos
del Efecto
josephson, el efecto
cuántico Hall, la
constante de
Josephson y la constante de von
Klitzing
g
Valor de la aceleración de la gravedad
local
v
Velocidad de la bobina móvil
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Constante de Planck
• Es la relación entre cantidad de energía y•
de frecuencia asociada a un fotón o
partícula elemental, es representada por la
letra h; relaciona la energía (E) de los
fotones con la frecuencia de la onda
lumínica (v) según la formula E=hv.
• La constante de Planck ha dado lugar a que•
la mecánica cuántica sustituya la mecánica
tradicional
• Es uno de los números mas importantes•
del universo.
• h=6.6260693(11)x10^-34 J.s
Constante y efecto Jhosephson
Se denomina así al paso de partículas
cargadas en forma de corriente eléctrica
ocasionada entre dos superconductores
separados, estos a su vez separados por
una capa de un medio aislante o un
metal no superconductor.
La constante física es el flujo magnético, la
inversa de la que es la constante de
Josephson
La eficiencia de 2eV / h (h es la constante
de Planck), que se llama efecto
Josephson.
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Efecto Hall
• Es la aparición de un campo eléctrico
por separación de cargas en el interior
de un conductor por el que circula una
corriente en presencia de un campo
magnético.
• Lleva su nombre por su primer
modelador el físico estadounidense
Edwin Herbert Hall.
Constante von Klitzing
• Se relaciona con las propiedades
de la conductividad eléctrica.
• Se mide con gran precisión la
resistencia eléctrica
• Su valor se mide a partir del efecto
hall en 2D.
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¿Por que su uso?
• Crea un estándar basado en
constantes físicas evitando
variaciones en el estándar patrón
a través del tiempo
¿Quienes llevan a cabo
este proyecto ?
• El National Physical Laboratory
(NPL) en Inglaterra.
• El National Institute of Standards
and Technology (NIST) en USA.
• El Eidgenössisches Amt für
Messwesen (EAM/OFMET) de
Suiza.
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Conclusiones
• Nuevo planteamiento de definir un 1 kg bajo estándares de constantes
físicas
“Un kilogramo es la masa en reposo de un cuerpo, la que al comparar
la potencia mecánica y eléctrica da por resultado un valor de 6,626 068
91 x 10^-34 Js para la constante de Planck h”
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Linkografia
• https://electromagnetismo2012a.wikispaces.com/file/view/LaBalanza
deWatt.pdf
• https://es.wikipedia.org/wiki/Balanza_de_Watt
• https://www.cenam.mx/publicaciones/gratuitas/descarga/simposio%
202002/doctos/pl002b.pdf
• http://www.cenam.mx/publicaciones/descargas/PDFFiles/cnm-pnm1_b.pdf
• https://es.wikipedia.org/wiki/Corriente_el%C3%A9ctrica
• https://es.wikipedia.org/wiki/Masa
• http://www.bipm.org/en/bipm/mass/watt-balance/