Laboratorio Movimiento Armonico Simple

SISTEMA MASA-RESORTE (MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE)

Resumen
El objetivo del laboratorio “Sistema Masa-Resorte” es comprobar que para el movimiento armónico simple de este sistema, el periodo y la frecuencia dependen de la masa y de la constante de elasticidad del resorte más no de la amplitud.
El laboratorio consta de dos partes, la parte uno consiste en suspender del resorte diferentesmasas, mientras en una tabla se registra el peso de estas y su estiramiento correspondiente, luego se realiza el grafico adecuado con el cual se calcula el coeficiente de elasticidad k del resorte a partir del ajuste realizado a la curva. La parte dos consiste igualmente en suspender del resorte diferentes masas, al soltarlas una a la vez, la masa realizaba oscilaciones, las cuales son captadaspor el sensor de movimiento situado en la parte inferior de la masa suspendida, esta información origina graficas de posición, aceleración y velocidad en función del tiempo, luego de su respectivo análisis y ajustes a las curvas, se determina el coeficiente k del resorte. Al finalizar el laboratorio se puede confirmar que no importa la masa que se cuelgue de un resorte su amplitud siempre seráconstante entre dos puntos fijos.

Introducción
El Movimiento Armónico simple se puede presentar en un sistema donde exista una fuerza de restitución que sea directamente proporcional al desplazamiento respecto al equilibrio, pues aquí solo actúan fuerzas conservativas.
F= -kX

La frecuencia y el periodo en MAS no dependen de la amplitud; dependen de la masa m y la constante de fuerza k.Con las leyes de newton se puede obtener:
Xt=Acos(wt+ φ)
Vt=-A*Wsen(wt+ φ)
at=-A*W2cos(wt+ φ)
ax= -W2*X
φ= tan-1-VoXo*W
A= Xo2+ Vo2W2

Según la Ley de Hooke:
F= -kX
F = fuerza de restitución
K = constante de elongación
X = distancia al punto de equilibrio

a= -kXM
W= kM
T=2πMk

El movimiento armónico simple puede darte tanto horizontal como verticalmente.
Horizontal, en dondeinfluyen la masa y la constate de elasticidad del resorte (la fricción se desprecia); y vertical en donde también actúan la masa y la constante de elasticidad, ya que el peso es contrarrestado con la primera elongación, porque hay una fuerza de restitución.
Por lo tanto en este laboratorio se pretende:
* Estudiar el movimiento oscilatorio sistema masa-resorte
* Determinar la masa delresorte a partir del periodo de oscilación del sistema
* Determinar la relación entre el periodo y la masa del cuerpo.

Métodos
La forma más sencilla de movimiento oscilatorio es el Movimiento Armónico Simple (MAS), que se caracteriza porque la aceleración es proporcional a su desplazamiento pero con signo opuesto. Por tanto a partir de gráficas de posición, velocidad y aceleración es posibledeterminar si el movimiento es un MAS.
Material utilizado:
* Soporte.
* Resorte.
* Pesas.
* Regla.
* Lapton.
* Interface Pasco.
* Sensor de movimiento.

Con esto se realiza el primer montaje del laboratorio que consiste en suspender las diferentes pesas incrementando la masa cada vez en 20 g hasta completar 200 g, mientras, se registra en una tabla el peso en kg delas masas suspendidas y el correspondiente estiramiento del resorte en m. Usando la herramienta DataStudio se representa gráficamente dicha tabla (peso vs la elongación), se le realiza el ajuste de la curva, en este caso, un ajuste lineal, donde se deduce que la pendiente de esta curva es el coeficiente de elasticidad k (N/m) del resorte, cantidad que refleja la fuerza que se requiere paradeformarlo. Este parámetro depende en general del material y de la geometría del resorte. Su determinación es posible al considerar que la fuerza elástica es directamente proporcional al estiramiento del resorte2k.

Luego se calcula la incertidumbre absoluta que es el valor absoluto de la diferencia entre el valor real y el valor medido, no depende de la magnitud de ella sino solamente de la...