Fisica (Ley De Hooke)
Páginas: 6 (1387 palabras)
Publicado: 27 de junio de 2012
OSCILACIÓN CON HOOKE
Fabián Mejías/ rol: 201169535-6/ fabian.mejias@alumnos.usm.cl/ grupo 103-A
Paulina Eloy / rol: 201169513-5/ paulina.eloy@alumnos.usm.cl/ grupo 103-A
Resultados
El experimento consta de 4 etapas, en las cuales se consideró una constante de elasticidad igual a 3 Nm. La fuerza máxima a aplicar al resorte es de 1,3 N (unos 130g), ya que el resorte posee un punto dedeformación permanente. Estos datos son establecidos por el fabricante.
Ley de hooke
Es la primera etapa de experimento y busca analizar la relación entre la fuerza aplicada y el estiramiento del resorte.
Se define una posición de equilibrio, con el portapesas sin masitas. Se aumenta la fuerza aplicada agregando masitas al portapesas lo que aumenta el estiramiento del resorte como se muestra enel siguiente gráfico:
Gráfico 1. Estiramiento del resorte en función de la fuerza aplicada.
De la pendiente del gráfico se obtiene la constante de elasticidad experimental, la que resulta 3,16 Nm la que comparada con la teórica (3 Nm) arroja un error de 5.06%.
Movimiento armónico simple (M.A.S)
En esta siguiente etapa se analiza la relación entre el período de oscilación y la masasostenida por el resorte en un M.A.S. es necesario el uso de la VideoCom. Se agregan 10g al portapesas en cada medición y se le aplica un estiramiento de 5cm al resorte desde su posición de equilibrio, luego se suelta y se hace oscilar durante 30s. El software de la VideoCom entrega la frecuencia de oscilación en cada medición, de ahí se calcula el período y se analiza la relación entre éste y la masaocupada en cada medición (gráfico 2).
Gráfico 2. Período de oscilación en función de la masa.
Al despejar la fórmula del período T=2πmk se obtiene que la pendiente debe ser igual a 0,5 lo que comparado con lo experimentalmente obtenido (0,17) arroja un error de 194%. Por otro lado se analiza el coeficiente posición del gráfico que es 0,3 (constante de elasticidad experimental) que alcompararla con la experimental se obtiene un error de 244,8%.
Energía en el M.A.S
Se calibra la cámara nuevamente asegurándose de que el portapesas con masa arbitraria se encuentre en su posición de equilibrio. Se utiliza la ventana de Fórmula del software de la VideoCom para graficar la energía potencial, cinética y mecánica en un mismo gráfico (gráfico 3).
Gráfico3. Energía cinética,potencial y mecánica en función del tiempo.
Movimiento armónico amortiguado (M.A.A)
Con una masa arbitraria se hace oscilar el resorte hasta que la amplitud disminuya considerablemente debido a las condiciones externas. Se obtiene el siguiente gráfico:
Gráfico 4. Oscilación del péndulo en función del tiempo.
Discusión y análisis.
Ley de Hooke
En esta etapa del experimento se analiza larelación entre la fuerza aplicada a un resorte y su estiramiento. Esta relación es mostrada en la Ley de Hooke f=k∆x, al aplicar una fuerza sobre el resorte, éste sufre una deformación (directamente proporcionales) y k representa la constante de elasticidad del material.
En primer lugar se define una posición de equilibrio con el portapesas sin masitas. Luego se realizan 8 mediciones, en cadauna se agrega 10g al portapesas y se mide el estiramiento respectivo. En base a estas 8 mediciones, se realiza un gráfico, en el cual la pendiente representa la constante de elasticidad experimental, ésta fue de 3,16 Nm, que al compararla con la teórica entregada por el fabricante (k=3 Nm) presenta un error de 5,06% que puede deberse principalmente a un leve error en la medición del estiramientodel resorte y además a la mala intensidad de la Videocom.
En el Gráfico1 se muestra claramente la relación directa en la proporcionalidad, se aumenta la fuerza sobre el resorte y aumenta el estiramiento de éste.
Movimiento armónico simple (M.A.S)
Aquí se obtiene un gráfico donde se aplica una línea de tendencia potencial, el cual tiende a ser como la formula:
T=2πmk
Esta fórmula,...
Fabián Mejías/ rol: 201169535-6/ fabian.mejias@alumnos.usm.cl/ grupo 103-A
Paulina Eloy / rol: 201169513-5/ paulina.eloy@alumnos.usm.cl/ grupo 103-A
Resultados
El experimento consta de 4 etapas, en las cuales se consideró una constante de elasticidad igual a 3 Nm. La fuerza máxima a aplicar al resorte es de 1,3 N (unos 130g), ya que el resorte posee un punto dedeformación permanente. Estos datos son establecidos por el fabricante.
Ley de hooke
Es la primera etapa de experimento y busca analizar la relación entre la fuerza aplicada y el estiramiento del resorte.
Se define una posición de equilibrio, con el portapesas sin masitas. Se aumenta la fuerza aplicada agregando masitas al portapesas lo que aumenta el estiramiento del resorte como se muestra enel siguiente gráfico:
Gráfico 1. Estiramiento del resorte en función de la fuerza aplicada.
De la pendiente del gráfico se obtiene la constante de elasticidad experimental, la que resulta 3,16 Nm la que comparada con la teórica (3 Nm) arroja un error de 5.06%.
Movimiento armónico simple (M.A.S)
En esta siguiente etapa se analiza la relación entre el período de oscilación y la masasostenida por el resorte en un M.A.S. es necesario el uso de la VideoCom. Se agregan 10g al portapesas en cada medición y se le aplica un estiramiento de 5cm al resorte desde su posición de equilibrio, luego se suelta y se hace oscilar durante 30s. El software de la VideoCom entrega la frecuencia de oscilación en cada medición, de ahí se calcula el período y se analiza la relación entre éste y la masaocupada en cada medición (gráfico 2).
Gráfico 2. Período de oscilación en función de la masa.
Al despejar la fórmula del período T=2πmk se obtiene que la pendiente debe ser igual a 0,5 lo que comparado con lo experimentalmente obtenido (0,17) arroja un error de 194%. Por otro lado se analiza el coeficiente posición del gráfico que es 0,3 (constante de elasticidad experimental) que alcompararla con la experimental se obtiene un error de 244,8%.
Energía en el M.A.S
Se calibra la cámara nuevamente asegurándose de que el portapesas con masa arbitraria se encuentre en su posición de equilibrio. Se utiliza la ventana de Fórmula del software de la VideoCom para graficar la energía potencial, cinética y mecánica en un mismo gráfico (gráfico 3).
Gráfico3. Energía cinética,potencial y mecánica en función del tiempo.
Movimiento armónico amortiguado (M.A.A)
Con una masa arbitraria se hace oscilar el resorte hasta que la amplitud disminuya considerablemente debido a las condiciones externas. Se obtiene el siguiente gráfico:
Gráfico 4. Oscilación del péndulo en función del tiempo.
Discusión y análisis.
Ley de Hooke
En esta etapa del experimento se analiza larelación entre la fuerza aplicada a un resorte y su estiramiento. Esta relación es mostrada en la Ley de Hooke f=k∆x, al aplicar una fuerza sobre el resorte, éste sufre una deformación (directamente proporcionales) y k representa la constante de elasticidad del material.
En primer lugar se define una posición de equilibrio con el portapesas sin masitas. Luego se realizan 8 mediciones, en cadauna se agrega 10g al portapesas y se mide el estiramiento respectivo. En base a estas 8 mediciones, se realiza un gráfico, en el cual la pendiente representa la constante de elasticidad experimental, ésta fue de 3,16 Nm, que al compararla con la teórica entregada por el fabricante (k=3 Nm) presenta un error de 5,06% que puede deberse principalmente a un leve error en la medición del estiramientodel resorte y además a la mala intensidad de la Videocom.
En el Gráfico1 se muestra claramente la relación directa en la proporcionalidad, se aumenta la fuerza sobre el resorte y aumenta el estiramiento de éste.
Movimiento armónico simple (M.A.S)
Aquí se obtiene un gráfico donde se aplica una línea de tendencia potencial, el cual tiende a ser como la formula:
T=2πmk
Esta fórmula,...
Leer documento completo
Regístrate para leer el documento completo.