Laboratorio De Mas

Física Nacional

Práctica de laboratorio. Movimiento armónico simple en resortes

Pregunta problema: ¿Cómo depende el periodo de un resorte de la masa que pende de él?

Objetivo: Determinar el periodo de oscilación de una péndulo de resorte, a partir de datos tomados en la práctica de laboratorio y ecuaciones vistas en clase.

Variables:
* Independiente: La variable manejada fueronlas masas (kg), debido a la necesidad de la manipulación para que variase el tiempo medido.
* Dependiente: La variable manejada fue el periodo (s) de oscilación del resorte a medida del aumento de las masas.
* Controlada: La variable manejada fue la constante k de resortes (Nm ), así como la amplitud (m) del resorte.

Materiales:

* Resorte: 9,5 centímetros
* Masas 1: 25 g ±0,1
* Masas 1: 50 g ± 0,1
* Masas 1: 100 g ± 0,1
* Cinta métrica
* Cronómetro
* Soporte universal
* Perno de laboratorio
* Dinamómetro
* Varilla metálica

Método
Lo que primero que se hizo fue montar el soporte universal con la varilla horizontalmente, con el fin de colgar el resorte de ella, después de esto se colocó el resorte. Después de esto se definió lasmasas que se iban a usar durante la práctica y se alistaron, ya que era necesario que las masas no fueran muy diferentes y lograr observar el cambio en el tiempo de manera progresiva. Posteriormente se escogió una amplitud que se pudiera controlar que estuviese entre los 2-5 centímetros para facilitar la medición de la elongación del resorte. Ulteriormente se hizo una prueba del montaje dellaboratorio con masas de 100g sin tomar el tiempo para comprobar el funcionamiento del montaje. En seguida se usó la primera más escogida de 75 g, esta se situó en el extremo del resorte, se fijó la amplitud y se colocó a oscilar 10 periodos seguidos mientras se tomaba el tiempo de este, así mismo se realizó con las siguientes masas 100g, 125g, 150g, 175g, 200g y 225g, con dos fines; notar unatendencia en un cambio de masa suficientemente significativo y que el resorte tuviese la capacidad de después de su oscilación conservara su forma y elasticidad.
Los datos recogidos después de hacer dos intentos con cada una de las siete masas se recopilaron en una tabla como la siguiente:

Masa (g) | T oscilación (s) intento 1 | T oscilación (s) intento 2 |

Después de esto los datos brutosrecibieron un tratamiento con el fin de encontrar el periodo de cada masa y se graficaron los datos para hallar una relación entre las variables con modelos de diferentes gráficas.
Finalmente se halló k la constante que se usa en los resortes durante las prácticas de laboratorio.

Incertidumbres de los instrumentos de medición:
* Dinamómetro: ± 0,1 g
* Cronómetro: ± 0,01 s
* Cintamétrica: ± 0,1 m

Datos brutos:
* A continuación se presenta la tabla de datos brutos, mostrando en la columna de la izquierda la masa que fue utilizada para la oscilación y en las dos columnas restantes el número de intentos de tiempo de oscilación medido en segundos con el cronometro, teniendo en cuenta que hay una incertidumbre del manejo del cronometro al tomar los tiempos.
La incertidumbrees de ±0.001 s

Tabla 1: Masas y los tiempos de ambos intentos de 10 periodos de oscilación

Masa (g) | T oscilación (s) intento 1 | T oscilación (s) intento 2 |
75 | 5,38 | 5,45 |
100 | 7,74 | 6,63 |
125 | 8,50 | 7,40 |
150 | 8,51 | 8,23 |
175 | 9,07 | 9,08 |
200 | 9,52 | 9,40 |
225 | 10,20 | 10,07 |

Tratamiento de datos:
* En la siguiente tabla se mostrara el valormedio del tiempo del movimiento de las diez oscilaciones de cada masa y se promedió con el fin de tener un solo valor por masa para luego poder graficar.
=xn
=xn
Su uso la siguiente formula:
x 
x 


Tabla 2: Masas y valor medio de los tiempos

Masa (g) | Promedio tiempo (s) |
75 | 5,41 |
100 | 7,18 |
125 | 7,95 |
150 | 8,37 |
175 | 9,07 |
200 | 9.46 |
225 | 10.13 |...