Masa Y Periodo
Páginas: 6 (1347 palabras)
Publicado: 15 de abril de 2015
Relación entre la masa del cuerpo y el periodo de oscilación en el sistema cuerpo resorte
Contenido Página
L- Objetivo del experimento 2
II.- Equipo y material empleados 2
III.- Análisis teórico 2
IV.- Diseño del experimento 3
V.- Procedimiento 4
VI.- Discusión y conclusiones 6
I. Objetivo del experimento.
Determinar la relación que existe entre la masa delcuerpo y el período de oscilación de un sistema oscilante Cuerpo-Resorte.
II. Equipo y material empleados.
Marco Básico FICER, Modelo SOSMB-01
Contador de Oscilaciones FICER, Modelo CDO-01
Sensor Optoelectrónico de Oscilaciones FICER, Modelo SOSSO-01
Electromagneto de Sujeción, Modelo ESSFL-03
Porta Electromagneto, Modelo SOSPE-01
Nuez Giratoria, Modelo SOSNG-01
Recipiente Cilindrico, ModeloSOSRC-01
Balines
Resorte, Modelo SOSR-01
Balanza (no incluida en el SOSM-01)
III- Análisis teórico.
Consideremos un sistema mecánico formado por un resorte, de constante k, y un cuerpo, de masa m, que se encuentra en equilibrio, como se indica en el dibujo a de la figura 1.
Figura 1.- Sistema Cuerpo-Resorte.
Supongamos que se estira el resorte de tal forma que el cuerpo de masa w queda fuera desu posición de equilibrio a una distancia A Si se suelta el cuerpo, éste oscilará respecto a su posición de equilibrio, entre -A y A, como se indica en la figura 1 (dibujos a y c), siempre y cuando no existan fuerzas disipativas. Este sistema mecánico se conoce como Sistema Cuerpo-Resorte.
Supongamos que el resorte obedece la Ley de Hooke, es decir, la fuerza de restitución del resorte está dadapor:
F = - kx (1)
donde x es el desplazamiento del cuerpo, de masa m, respecto al punto de equilibrio y k es la constante elástica del resorte.
El movimiento del Sistema Cuerpo-Resorte, puede considerarse como un Movimiento Armónico Simple, porque su fuerza de restitución es proporcional al desplazamiento y las fuerzas disipativas se consideran despreciables. El período del sistema estádado por la siguiente ecuación:
(2)
En este sistema se considera despreciable la masa del resorte.
La expresión (2) es el modelo teórico para el período de oscilación del Sistema Cuerpo-Resorte.
IV.- Diseño del experimento.
Para encontrar la relación que hay entre la masa del cuerpo y el período de oscilación del Sistema Cuerpo-Resorte, el experimento debe desarrollarse de la siguientemanera.
a) Se sujeta el resorte verticalmente por uno de sus extremos a un punto fijo y en el otro extremo se cuelga un cuerpo de masa conocida.
b) El cuerpo se desplaza, hacia abajo, de su posición de equilibrio a una distancia que no exceda el límite elástico del resorte.
c) Se suelta el cuerpo y se deja oscilar libremente el sistema.
d) Se mide y se registra el período de oscilación delsistema.
e) Los pasos anteriores se repiten para cuerpos de diferentes masas y se registran sus respectivos períodos.
f) Con los datos experimentales registrados, se construye una Tabla de Datos.
g) A partir de la Tabla de Datos, se hace un análisis estadístico con el fin de obtener la relación deseada.
V.- Procedimiento.
1.- Instale el equipo como se indica en la figura 2.
Figura 2.-Instalación del Equipo.
2.- Asegure que el Marco Básico se encuentre en posición vertical. Este paso es muy importante; si el Marco Básico no está vertical ocurren oscilaciones complejas del cuerpo y el Sensor Optoelectrónico no detecta los tiempos correctamente.
3.- Revise que el Electromagneto de Sujeción y el Interruptor Optoelectrónico de Oscilaciones estén bien conectados al Contador de Oscilacionesen sus entradas posteriores Electromagneto y Sensor Optoelectrónico.
4.- Coloque un resorte de constante elástica k conocida (ver el Experimento SOSM-3) en el Sistema de Sujeción del Marco Básico, sujetándolo por uno de sus extremos. Introduzca dentro del Recipiente Cilíndrico un balín, mida la masa conjunta y tómela como la masa w del Sistema Cuerpo-Resorte. Cuelgue el Recipiente Cilíndrico...
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L- Objetivo del experimento 2
II.- Equipo y material empleados 2
III.- Análisis teórico 2
IV.- Diseño del experimento 3
V.- Procedimiento 4
VI.- Discusión y conclusiones 6
I. Objetivo del experimento.
Determinar la relación que existe entre la masa delcuerpo y el período de oscilación de un sistema oscilante Cuerpo-Resorte.
II. Equipo y material empleados.
Marco Básico FICER, Modelo SOSMB-01
Contador de Oscilaciones FICER, Modelo CDO-01
Sensor Optoelectrónico de Oscilaciones FICER, Modelo SOSSO-01
Electromagneto de Sujeción, Modelo ESSFL-03
Porta Electromagneto, Modelo SOSPE-01
Nuez Giratoria, Modelo SOSNG-01
Recipiente Cilindrico, ModeloSOSRC-01
Balines
Resorte, Modelo SOSR-01
Balanza (no incluida en el SOSM-01)
III- Análisis teórico.
Consideremos un sistema mecánico formado por un resorte, de constante k, y un cuerpo, de masa m, que se encuentra en equilibrio, como se indica en el dibujo a de la figura 1.
Figura 1.- Sistema Cuerpo-Resorte.
Supongamos que se estira el resorte de tal forma que el cuerpo de masa w queda fuera desu posición de equilibrio a una distancia A Si se suelta el cuerpo, éste oscilará respecto a su posición de equilibrio, entre -A y A, como se indica en la figura 1 (dibujos a y c), siempre y cuando no existan fuerzas disipativas. Este sistema mecánico se conoce como Sistema Cuerpo-Resorte.
Supongamos que el resorte obedece la Ley de Hooke, es decir, la fuerza de restitución del resorte está dadapor:
F = - kx (1)
donde x es el desplazamiento del cuerpo, de masa m, respecto al punto de equilibrio y k es la constante elástica del resorte.
El movimiento del Sistema Cuerpo-Resorte, puede considerarse como un Movimiento Armónico Simple, porque su fuerza de restitución es proporcional al desplazamiento y las fuerzas disipativas se consideran despreciables. El período del sistema estádado por la siguiente ecuación:
(2)
En este sistema se considera despreciable la masa del resorte.
La expresión (2) es el modelo teórico para el período de oscilación del Sistema Cuerpo-Resorte.
IV.- Diseño del experimento.
Para encontrar la relación que hay entre la masa del cuerpo y el período de oscilación del Sistema Cuerpo-Resorte, el experimento debe desarrollarse de la siguientemanera.
a) Se sujeta el resorte verticalmente por uno de sus extremos a un punto fijo y en el otro extremo se cuelga un cuerpo de masa conocida.
b) El cuerpo se desplaza, hacia abajo, de su posición de equilibrio a una distancia que no exceda el límite elástico del resorte.
c) Se suelta el cuerpo y se deja oscilar libremente el sistema.
d) Se mide y se registra el período de oscilación delsistema.
e) Los pasos anteriores se repiten para cuerpos de diferentes masas y se registran sus respectivos períodos.
f) Con los datos experimentales registrados, se construye una Tabla de Datos.
g) A partir de la Tabla de Datos, se hace un análisis estadístico con el fin de obtener la relación deseada.
V.- Procedimiento.
1.- Instale el equipo como se indica en la figura 2.
Figura 2.-Instalación del Equipo.
2.- Asegure que el Marco Básico se encuentre en posición vertical. Este paso es muy importante; si el Marco Básico no está vertical ocurren oscilaciones complejas del cuerpo y el Sensor Optoelectrónico no detecta los tiempos correctamente.
3.- Revise que el Electromagneto de Sujeción y el Interruptor Optoelectrónico de Oscilaciones estén bien conectados al Contador de Oscilacionesen sus entradas posteriores Electromagneto y Sensor Optoelectrónico.
4.- Coloque un resorte de constante elástica k conocida (ver el Experimento SOSM-3) en el Sistema de Sujeción del Marco Básico, sujetándolo por uno de sus extremos. Introduzca dentro del Recipiente Cilíndrico un balín, mida la masa conjunta y tómela como la masa w del Sistema Cuerpo-Resorte. Cuelgue el Recipiente Cilíndrico...
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