Informe Ondas Y Calor 4

ONDAS Y CALOR
Laboratorio 4
“Movimiento Oscilatorio”

Integrantes del grupo:


Profesor:
- Morales Chinchay, Julio Salomon

Sección:
C116-1-B
Fecha de realización: 06/10/2015
Fecha de entrega: 13/10/2015


2015-2


INTRODUCCIÓN

En la naturaleza hay muchos movimientos que se repiten a intervalos iguales de tiempo, estos son llamados movimientos periódicos. En Física se haidealizado un tipo de movimiento oscilatorio, en el que se considera que sobre el sistema no existe la acción de las fuerzas de rozamiento, es decir, no existe disipación de energía y el movimiento se mantiene invariable, sin necesidad de comunicarle energía exterior a este. Este movimiento se llama MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE (MAS). El movimiento Armónico Simple, un movimiento que se explica en elmovimiento armónico de una partícula tiene como aplicaciones a los péndulos, es así que podemos estudiar el movimiento de este tipo de sistemas tan especiales, además de estudiar las expresiones de la Energía dentro del Movimiento Armónico Simple.









Fig. Movimiento armónico



OBJETIVOS

1. Determinar las ecuaciones que rigen el comportamiento de un Movimiento Armónico Simple (M.A.S) para unsistema masa-resorte.

2. Evaluar la constante de elasticidad k para un cuerpo elástico que es sometido a un M.A.S.

3. Comprobar la relación entre el periodo y la frecuencia de Oscilación en un M.A.S para un sistema masa-resorte.









FUNDAMENTOS TEÓRICOS

MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE
Cuando el movimiento de un objeto se repite en intervalos regulares, o períodos, se le llama movimientoperiódico. Si tomamos las oscilaciones de un péndulo simple hacia los lados, tenemos un ejemplo de movimiento periódico. Consideremos una partícula de masa m, sujeta a un resorte, que oscila en la dirección x sobre una superficie horizontal, sin fricción. Ver la figura 1, y acceder el siguiente enlace de Internet en donde aparece la animación de dos osciladoresarmónicos simples con diferentes frecuencias de oscilación:








Figura 2. El oscilador armónico simple reacciona con una fuerza que se opone a la deformación (Raymond A. Serway, 2008)

Aplicando la segunda ley de Newton al resorte tenemos:

Por otro lado, la aceleración instantánea se define como,

De donde obtenemos que:



O bien,
o
Proponemos una solución de laforma,
x=Asen (ωt+φ)
Donde A es la amplitud de oscilación, o máxima elongación, y  la frecuencia angular. Esta solución es correcta si

De aquí podemos decir que el periodo de oscilación T se puede escribir como:












MATERIALES Y EQUIPOS DE TRABAJO












Resorte

Soporte Universal






Sensor de movimiento

Pesas




PROCEDIMIENTO

1. Armamos nuestrosmateriales de trabajo.

2. Ejecutamos el programa PASCO Capstone, instalado en la computadora, para empezar a registrar los datos.


3. Colocamos la pesa, previamente pesada, colgada del resorte azul y posteriormente, del resorte verde.

4. Comenzamos jalando la pesa hacia abajo y luego la soltamos haciendo que rebote, para que el sensor de movimiento registre el M.A.S. de la pesa.


5. Posteriormentehacemos lo mismo con el resorte verde.

6. Los resultados obtenidos quedan registrados en el programa representados en una gráfica explicándonos el M.A.S.


7. Utilizando la fórmula relacionamos los datos de la gráfica y los reemplazamos en la fórmula, obteniendo así la constante de elasticidad de los dos resortes.



RESULTADOS OBTENIDOS
Masa de la pesa: 31,90 g
La fórmula a utilizar:EXPERIMENTO


Al traspasar los datos del sensor de movimiento a la computadora obtuvimos estos tres gráficos que nos detalla el M.A.S. de la pesa al ser sostenida por el resorte, detallándonos el comportamiento de su posición, de su velocidad y su aceleración.
Utilizando los datos de la gráfica lo reemplazamos en la siguiente fórmula:
La ¨ ω¨ según la gráfica es...