Masa-Resorte Viscocidad

Movimiento críticamente amortiguado en dos medios con diferente
viscosidad.
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Facultad de Ingeniería, Universidad Distrital «Francisco José de caldas»
Carrera 7 N. 40-5, Bogotá, ColombiaE-mail: gina.martinez.ing@gmail.com; alejagb.04@hotmail.com; oscarin_and@hotmail.com
El presente trabajo tiene como fin, analizar la oscilación de un sistema masa-resorte, en donde se tratará de comprobar algunos conceptos
vistos en clase como la frecuencia de oscilación del resorte, su constante elástica y el periodo del movimiento. Los movimientos oscilatorios
estudiados, están referidos a sistemasideales, que oscilan indefinidamente por la acción de una fuerza lineal de restitución, pero en la vida real
esto no sucede así, porque en los sistemas reales están presentes fuerzas disipativas, como la fricción, las cuales hacen que el movimiento del
sistema se retarde y hace que la amplitud del sistema disminuya con el tiempo.
Palabras clave: Periodo (T); masa (M); oscilación; frecuencia;resorte; amplitud (A) ; tiempo (T); viscosidad.
Abstract:
This paper aims to analyze the oscillation of a mass -spring system, where you try to check some concepts seen in class and the frequency of
oscillation of the spring, the spring constant and the period of motion. Studied the oscillatory movements, are refe rred to ideal systems, ranging
indefinitely by the action of a linear force ofrestitution in real life but this does not happen, because in real systems ar e present dissipative
forces such as friction, which make the system motion is delayed and makes the system amplitude decreases with time.
Keywords: Period (T), mass (M), oscillation, frequency, spring, amplitude (A), time (T) ; viscosity.

Donde b es una constante que mide el grado de viscosidad del fluido,
teniendoen cuenta las nuevas condiciones del sistema, la ecuación
será:

1. INTRODUCCIÓN:
El modelo más sencillo, para describir un movimiento oscilatorio,
corresponde a un cuerpo de masa m sobre el cual actúa una fuerza
proporcional al desplazamiento, es decir,

F= -kx
Donde k se denomina constante elástica o constante del resorte.
En este caso el objeto realiza un movimiento armónico simpleoscilando indefinidamente y por lo tanto la ecuación diferencial que
describe el movimiento es:

es la frecuencia de oscilación del movimiento. Una solución más
general de la ecuación anterior es:

Como ya se había mencionado, existen fuerzas disipativas que hacen
que un sistema físico no se acople tant o al ideal, estas fuerzas se
producen frecuentemente en los fluidos, principalmente enlíquidos y
gases, aquí se llaman fuerzas de viscosidad, donde actúan cuando un
cuerpo se mueve, por ejemplo en el aire o en el agua.
Se expresan en la forma,

F= -b

Si
en un amortiguamiento pequeño, la ecuación anterior se
expresará de la siguiente forma:

Con la realización del experimento, se podrá evaluar el fenómeno de
oscilaciones amortiguadas, logrando obtener a través defórmulas, la
relación entre el periodo (T) y la masa (M) oscilante en el extremo
(libre) del resorte, además de la relación entre l a disminución de la
amplitud respecto al tiempo; no obstante, se podrá analizar el efecto
de las fuerzas viscosas (agua, etc.) sobre el movimiento de un
oscilador y establecer el modelo apropiado.
Luego se entenderá que de la función sinusoidal que descri be dichomovimiento existe una función exponencial asociada a ella que ajusta
los máximos y los mínimos de dicha función, es decir, existe una
función

que describe

.

Detalles del sistema masa-resorte en contacto con agua:

2. PRÁCTICA:
El montaje realizado en el laboratorio de física es el ilustrado
en la Fig. 1, y la Fig. 2 donde se procede a llenar un recipiente
con fluido viscoso (agua);...