laboratorio fisica 2

LABORATORIO 2
MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE DE UNA MASA SUJETA A UN RESORTE

OBJETIVOS
GENERAL
En este laboratorio buscamos comprender prácticamente el funcionamiento de un sistema masa resorte, hallando sus ecuaciones de k y T, para así tener una idea más clara de que ocurre cuando se saca un cuerpo de su eje de equilibrio y se lleva a condiciones de velocidad y aceleración diferentes.ESPECÍFICOS
1. Aplicar el procedimiento de linealización
2. Encontrar la contante de rigidez, K de un resorte.
3. Encontrar la relación existente entre el periodo de oscilación, T, de un resorte y la masa, m, atada a él.
RESUMEN
Mediante esta práctica calcularemos experimentalmente el valor de la constante de elasticidad (k), y el periodo (T) haciendo uso de la ley de Hooke y la ecuación delmovimiento armónico simple de un resorte sometido a una fuerza de deformación y así lograr aclarar los conceptos teóricos vistos dentro de la materia.
MARCO TEORICO
Una fuerza ejercida sobre un resorte produce en él un cambio de su longitud, elongación, x, que estará en la misma dirección y sentido de la fuerza. En cumplimiento de la tercera ley de newton el resorte realiza sobre el agente que actúasobre, una fuerza que estará en la misma dirección y sentido contrario a la fuerza que recibe. En consecuencia la fuerza f, que el resorte hace estará en el sentido contrario a la elongación, x.
La fuerza que un resorte hace por unidad de longitud de elongación, es una propiedad del resorte que se denomina constante de rigidez de resorte, k.
La magnitud de la fuerza, f, ejercida por el resortedepende de la magnitud de elongación, x, como de la constante de rigidez del resorte, k.
Un resorte de constante de rigidez k, cargando una masa, m, oscila alrededor de un punto de equilibrio, el tiempo para realizar una oscilación es el periodo T, el cual depende de k y m.

Fig 1. Montaje
LEY DE HOOKE: En esta ley indica la relación entre las magnitudes que intervienen en el fenómeno físicomediante un análisis cualitativo y cuantitativo. En la elasticidad y resorte, si un cuerpo después de ser deformado por una fuerza vuelve a su forma o tamaño original, cuando deja de actuar la fuerza deformadora, se dice que es un cuerpo elástico.

Fig 2. MAS
Fuerza de Hooke
(F es igual u opuesto al desplazamiento b)
=>

v





DESCRIPCIÓN DEL MONTAJE
1.DETERMINACION DE LA CONSTANTE K, DEL RESORTE.
Cuelgue del resorte en la barra horizontal.
Mida la longitud del resorte sin pesas, este valor llámelo la.
Pese el portapesas y cuélguelo del resorte.
Colocar pesas en el portapesas, mida la longitud total del resorte (1) anote el valor de l y el valor de fuerza, f, en la tabla 1.
Cambie el valor de la fuerza, mida la longitud total del resorte ycomplete la tabla 1.
f(N)
l(m)
4.82
0,48
9.50
0,69
14.30
0,88
19.11
1,06
23.91
1,23
28.72
1,4
Tabla N° 1

2. RELACION ENTRE EL PERIODO DE OSCILACION Y LA MASA
Coloque el resorte sobre la masa, de tal manera que pueda oscilar libremente al colocarle alguna masa.
Colóquele al resorte una masa, m, de 50 gramos desplácela verticalmente hacia abajo una distancia pequeña y luego suéltalacuidando que no tome movimiento lateral. Con el cronómetro observe el tiempo de 20 vibraciones completas y determine el periodo de oscilación, T. Los valores de T y m anótelos en la tabla 2.
Cambie el valor de m, determine T y m anótelos en la tabla 2.


T(s)
m(Kg)
0,926
0,044
1,236
0,099
1,503
0,149
1,684
0,159
1.825
0,199
1,9.66
0,249
Tabla N° 2
PREGUNTAS
1. Con los datos dela tabla 1, haga la gráfica f vs l. encuentre la constante k del resorte.
2. La grafica muestra que la línea corta al eje L en un punto, L0, Cuanto es el valor de L0.
3. Compare (y analice) L0 con La.
4. Con los datos de la tabla 2 haga la gráfica T vs m. Esta gráfica, que relación sugiere entre T y m
5. Linealice la gráfica T vs m. para ello forme la tabla 3, el valor de la potencia, n, que...