Constante de un resorte
Páginas: 5 (1250 palabras)
Publicado: 15 de marzo de 2011
Resumen
El presente trabajo tiene como propósito analizar la oscilación de un sistema masa-resorte para reforzar o consolidar algunos conceptos como la frecuencia de oscilación del resorte, su constante elástica y el periodo del movimiento, logrado a través de la obtención de resultados en el laboratorio cuando se modifican ciertas variables del sistema mencionado, tales como la masa y laamplitud. Las simulaciones realizadas en el laboratorio arrojan diferentes gráficas en las que se pueden evidenciar lo ocurrido en estos sistemas e inferir acerca de los conceptos anteriormente mencionados.
Palabras Clave: Oscilación, frecuencia, amplitud, constante elástica, ley de Hooke.
Abstract
This report aims to analyze the oscillation of a mass-spring system in order to strengthen orconsolidate some concepts such as the frequency of the spring’s oscillation, its elastic constant and the period of movement, achieved it through delivering results at the laboratory when modify certain variables mentioned from the system, such as the mass and the breadthand. The simulations conducted at the laboratory show different charts that can reveal what happened in these systems andinferred about the concepts mentioned above.
Key-words: oscillation, frequency, amplitude, elastic constant, Hooke’s law.
1. Introducción
En la naturaleza existen movimientos que además de ser oscilatorios y periódicos son capaces de auto-mantenerse a través de fuerzas restauradoras o elásticas. Son ejemplos de este tipo el movimiento de los péndulos, los sistemas que poseen resortes,cuerdas de instrumentos musicales entre otros. Con el estudio del Movimiento Armónico Simple es posible explicar la característica que tienen en común estos fenómenos, que es la capacidad de vibrar u oscilar alrededor de un punto llamado equilibrio.
2. Marco Teórico
Un sistema que se caracteriza por ser armónico simple es el compuesto por una masa unida a un resorte.
En el movimiento armónicosimple la fuerza que actúa sobre el móvil es directamente proporcional al desplazamiento respecto a su posición de equilibrio, donde la fuerza es nula. Esta fuerza va siempre dirigida hacia la posición de equilibrio y el móvil realiza un movimiento de vaivén alrededor de esa posición.
Un ejemplo de MAS sería el que realiza un objeto unido al extremo un muelle, en ese caso k sería la constante deelasticidad del muelle.
Aplicando la segunda ley de newton tendríamos:
Y la ley de Hooke:
F = -k.x
De donde hallaremos la constante del resorte tras despejar k:
-k = F/x
Comparando esta ecuación y la que teníamos para la aceleración se deduce:
Esta ecuación nos permite expresar el periodo (T) del movimiento armónico simple en función de la masa de la partícula y de la constante elásticade la fuerza que actúa sobre ella:
El resorte es
3. Objetivos del laboratorio
3.1 Determinación de la constante elástica (k) de un resorte mediante el procedimiento estático, es decir, la Ley de Hooke.
* Encontrar el periodo (T) del movimiento armónico simple para nuestro sistema experimental.
4. Metodología
4.1 Materiales:
* Base y soporte
* Resorte metálico helicoidal deconstante desconocida
* Portapesas y pesas
* Regla
* Cronómetro
4.2 Desarrollo Experimental
RESULTADOS
-Tablas y Gráficos ANEXOS
Los resultados obtenidos en el laboratorio se esquematizan en tablas y gráficos agrupados según las variables de las cuales se tomaron las medidas.
Se da una tabla inicial como resumen de los resultados y después se descomponen en tablas máspequeñas que especifican como se obtuvieron los resultados finales.
Análisis
Se diseño el montaje del experimento, para ello se dispuso un extremo del resorte en el soporte, en el otro extremo se colocó el portapesas previamente maseado. Dispuesto de esta manera se usaron 5 pesas de masas distintas, y una a una se colocó en el portapesas para efectuar la práctica que constaba de 2 partes....
El presente trabajo tiene como propósito analizar la oscilación de un sistema masa-resorte para reforzar o consolidar algunos conceptos como la frecuencia de oscilación del resorte, su constante elástica y el periodo del movimiento, logrado a través de la obtención de resultados en el laboratorio cuando se modifican ciertas variables del sistema mencionado, tales como la masa y laamplitud. Las simulaciones realizadas en el laboratorio arrojan diferentes gráficas en las que se pueden evidenciar lo ocurrido en estos sistemas e inferir acerca de los conceptos anteriormente mencionados.
Palabras Clave: Oscilación, frecuencia, amplitud, constante elástica, ley de Hooke.
Abstract
This report aims to analyze the oscillation of a mass-spring system in order to strengthen orconsolidate some concepts such as the frequency of the spring’s oscillation, its elastic constant and the period of movement, achieved it through delivering results at the laboratory when modify certain variables mentioned from the system, such as the mass and the breadthand. The simulations conducted at the laboratory show different charts that can reveal what happened in these systems andinferred about the concepts mentioned above.
Key-words: oscillation, frequency, amplitude, elastic constant, Hooke’s law.
1. Introducción
En la naturaleza existen movimientos que además de ser oscilatorios y periódicos son capaces de auto-mantenerse a través de fuerzas restauradoras o elásticas. Son ejemplos de este tipo el movimiento de los péndulos, los sistemas que poseen resortes,cuerdas de instrumentos musicales entre otros. Con el estudio del Movimiento Armónico Simple es posible explicar la característica que tienen en común estos fenómenos, que es la capacidad de vibrar u oscilar alrededor de un punto llamado equilibrio.
2. Marco Teórico
Un sistema que se caracteriza por ser armónico simple es el compuesto por una masa unida a un resorte.
En el movimiento armónicosimple la fuerza que actúa sobre el móvil es directamente proporcional al desplazamiento respecto a su posición de equilibrio, donde la fuerza es nula. Esta fuerza va siempre dirigida hacia la posición de equilibrio y el móvil realiza un movimiento de vaivén alrededor de esa posición.
Un ejemplo de MAS sería el que realiza un objeto unido al extremo un muelle, en ese caso k sería la constante deelasticidad del muelle.
Aplicando la segunda ley de newton tendríamos:
Y la ley de Hooke:
F = -k.x
De donde hallaremos la constante del resorte tras despejar k:
-k = F/x
Comparando esta ecuación y la que teníamos para la aceleración se deduce:
Esta ecuación nos permite expresar el periodo (T) del movimiento armónico simple en función de la masa de la partícula y de la constante elásticade la fuerza que actúa sobre ella:
El resorte es
3. Objetivos del laboratorio
3.1 Determinación de la constante elástica (k) de un resorte mediante el procedimiento estático, es decir, la Ley de Hooke.
* Encontrar el periodo (T) del movimiento armónico simple para nuestro sistema experimental.
4. Metodología
4.1 Materiales:
* Base y soporte
* Resorte metálico helicoidal deconstante desconocida
* Portapesas y pesas
* Regla
* Cronómetro
4.2 Desarrollo Experimental
RESULTADOS
-Tablas y Gráficos ANEXOS
Los resultados obtenidos en el laboratorio se esquematizan en tablas y gráficos agrupados según las variables de las cuales se tomaron las medidas.
Se da una tabla inicial como resumen de los resultados y después se descomponen en tablas máspequeñas que especifican como se obtuvieron los resultados finales.
Análisis
Se diseño el montaje del experimento, para ello se dispuso un extremo del resorte en el soporte, en el otro extremo se colocó el portapesas previamente maseado. Dispuesto de esta manera se usaron 5 pesas de masas distintas, y una a una se colocó en el portapesas para efectuar la práctica que constaba de 2 partes....
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