memoria practicas de fisica

UNED

Memoria de Practicas de
F í si c a
Juan Carlos Cavadas Muradas

Determinación de la constante de elasticidad de un muelle, mediante el método estático y el método
dinámico. Calculo de la densidad de líquidos. Calculo de la aceleración de la Gravedad mediante un
péndulo simple. Determinación del momento de inercia de diferentes figuras.

INDICE

PRACTICA 1 (Calculo elástico ycálculo de densidades)
Introducción teórica
Material utilizado
Descripción de la práctica
Tabla de valores

PRACTICA 2 (Calculo de aceleración de la gravedad)
Introducción teórica
Material utilizado
Descripción de la práctica
Tabla de valores

PRACTICA 3 (Calculo momentos de inercia)
Introducción teórica
Material utilizado
Descripción de la práctica
Tabla de valores

PRACTICA 1
Enesta práctica calcularemos la constante de elasticidad de un muelle, para ello
necesitaremos conocer la ley de Hook.
La ley de elasticidad de Hook establece que el alargamiento que experimenta un material
elástico (en este caso un muelle) es directamente proporcional a la fuerza ejercida sobre
dicho material, siempre cuando no se sobrepase el límite elástico del resorte.
F = K ⊿l, o lo quees lo mismo mg = K (li – l0),
Con esta fórmula podemos calcular la constante de elasticidad K (que depende del material
y la forma) a través del denominado método estático, que consiste en la utilización de
diferentes pesos para los que obtenemos una elongación determinada.
También podemos determinar la constante elástica mediante el método dinámico,
utilizando la teoría relativa a los MASMovimientos armónicos simples.
Un movimiento se llama periódico cuando a intervalos regulares de tiempo se repiten los
valores de las magnitudes que lo caracterizan. Un movimiento periódico es oscilatorio si la
trayectoria se recorre en ambas direcciones. Un movimiento oscilatorio es vibratorio si su
trayectoria es rectilínea y su origen se encuentra en el centro de la misma.
El movimientoarmónico es un movimiento vibratorio en el que la posición, velocidad y
aceleración se pueden describir mediante funciones senoidales o cosenoidales. De todos los
movimientos armónicos, el más sencillo es el Movimiento Armónico Simple, que es al que
nos referiremos de aquí en adelante.
Una partícula describe un Movimiento Armónico Simple (M.A.S.) cuando se mueve a lo
largo del eje X, estando suposición x dada en función del tiempo t por la ecuación
x=A·sen(ωt+φ)
donde
• A es la amplitud.
• ω la frecuencia angular.
• ω t+ϕ la fase.
• ϕ la fase inicial.
Las características de un M.A.S. son:
• Como los valores máximo y mínimo de la función seno son +1 y -1, el movimiento se
realiza en una región del eje X comprendida entre -A y +A.

• La función seno es periódica y se repite cada2π, por tanto, el movimiento se repite
cuando el argumento de la función seno se incrementa en 2π, es decir, cuando transcurre
un tiempo P tal que ω(t+P)+ϕ=ω t+ϕ+2π . T=2π/ω
Cinemática de un M.A.S.
En un movimiento rectilíneo, dada la posición de un móvil, obtenemos la velocidad
derivando respecto del tiempo y luego, la aceleración derivando la expresión de la
velocidad.
La posición delmóvil que describe un M.A.S. en función del tiempo viene dada por la
ecuación
x=A·sen(ωt+φ)
Derivando con respecto al tiempo, obtenemos la velocidad del móvil
v=dx/dt= A· cos(ωt+φ)
Derivando de nuevo respecto del tiempo, obtenemos la aceleración del móvil
a=dv/dt= -Aω2 sen(ωt+φ)= -ω2x .La aceleracion es proporcional y opuesta.

Relación entre T (periodo) y k (constante de elasticidad)
Laecuación general de la fuerza es F=m a en el que a es la segunda derivada de x por lo que
la ecuación nos queda F=-m ω2x
En el m.a.s. la fuerza proviene del propio desplazamiento en x, F=-k*x.
Entonces nos quedamos con la igualdad de -m ω2x = -K x, entonces ω=
periodo T=2 π/ω entonces tenemos T=2 π

, como el

.

En el calculo de las densidades utilizamos la ley de Hook antes referida y...