Conservación del momentum

INTRODUCCIÓN

Marco Teórico: al tener un sistema masa resorte, en el que la masa actúa como una fuerza la cual provoca oscilaciones; esta fuerza debe ser una función de la posición con dos características:
a) debe existir un punto de equilibrio en donde se tenga que las fuerzas deben ser cero.
[pic]
b) Fuera del punto de equilibrio, [pic] debe apuntar hacia él. Por ejemplo, si elsistema es a lo largo del eje [pic]:
[pic]

A este tipo de fuerzas se les llama Restauradoras. (por ejemplo, la fuerza ejercida por el resorte, la cual es proporcional a la deformación de este).

Al existir una fuerza externa no conservativa, como el roce con el aire por ejemplo (a la que se le llamara Fuerza Disipadora), el movimiento se transforma aproximadamente en uno de periodo yamplitud decreciente, a lo cual se le conoce como movimiento amortiguado.

Objetivos:
• Medir la constante [pic] elástica de un resorte.
• Estudiar que parámetros y variables que influyen en el periodo de oscilación de un “sistema masa resorte”.

MÉTODO EXPERIMENTAL.
Esquema.

Materiales utilizados.

-Cámara VIDEOCOM (1)
-Resorte (2)
-Porta pesas (3)
-Huincha de medición (4)-Masas graduadas (5)
-Pedestal (6)

Procedimiento.

1-Se coloco el resorte colgando del pedestal y se midió su largo sin sufrir deformación alguna

2- Luego se colgó del resorte el porta pesas y se agregaron distintas cantidades de masas en cada medición.
3- Se midió el estiramiento ([pic]) del resorte que se obtuvo al agregar distintas cantidades de masas al porta pesas, la masa total delsistema fue menor a 100 grs., esto para prevenir la deformación permanente del resorte.

4- En base a los resultados obtenidos se graficó mediante Excel:
- “Fuerza v/s estiramiento”
La fuerza se obtuvo mediante[pic], siendo [pic]el valor 9.794 [[pic]].

5- Luego de esto, para cada una de las masas usadas en el punto 3 se hizo oscilar el sistema “masa resorte” (dejando para cada una de lasmediciones la amplitud del sistema en 10 cm.) y mediante el software VIDEOCOM se midió la posición en función del tiempo.

6- Mediante la herramienta “fourier” de Videocom se obtuvo el periodo (T) para cada medicion; en base a estos datos se obtuvieron los gráficos de:
- “[pic] v/s masa”
- “[pic] v/s masa”

7- Para una de las mediciones del punto 5 se calibro la cámara de modo que el portapesas estuviera en la posición 0, se procedió a la medición, pero esta vez se dejo oscilar el sistema por más tiempo de lo normal y mediante la herramienta “formula” se graficó:
- “Energía cinética v/s Tiempo”
- “Energía potencial elástica v/s Tiempo”
- “Energía mecánica v/s Tiempo”

ANALISIS EXPERIMENTAL

Variables a medir:

Directas:

• Posición
• Variación de distancia [pic]Indirectas:

• Fuerza
• Periodo
• Energía cinética
• Energía potencial elástica

Limitaciones:
• Inexactitud de VIDEOCOM al entregar información solo con un decimal sobre Periodo [pic].
• La oscilación tridimensional del resorte, ya que el software solo capta movimiento en una dimensión.
• Roce con el aire

Resultados Obtenidos

Primera parte.

Mediantea los resultados obtenidos al medir el estiramiento del resorte se obtuvo el siguiente grafico:

Fuerza v/s estiramiento

Grafico 1.0

Se puede observar que la relación entre la fuerza y el estiramiento ([pic]) es directamente proporcional. La pendiente de este grafico corresponde a la constante [pic], de la ecuación [pic]

Segunda Parte

Al dejar oscilar elsistema y obtener el periodo se obtuvieron los siguientes gráficos:

Periodo v/s masa

Grafico 2.0

La relación entre el periodo y la masa es una relación potencial, si bien en el grafico no se observa claramente, esto se debe a que la herramienta “fourier” del software Videocom solo entrego resultados de la frecuencia con un decimal, y tratándose de resultados de diferencia decimal...