movimiento armonico simple

Universidad Tecnológica de Panamá

Informe de Laboratorio de Física III
“Movimiento Armónico Simple”

Estudiante:
Andrea I. García W.

Cédula:
8-879-1814

Grupo:
1IE-121

Profesora:
Melissa Navarro

Fecha:
Panamá 19 de agosto de 2013



Objetivos

Determinar la constante de un resorte

Determinar la relación entre el periodo y la masa en el movimiento armónico simplepara un sistema masa-resorte.



















Descripción de la experiencia

Para estudiar los movimientos oscilatorios de forma experimental se utilizan dos sistemas particulares, el sistema masa resorte y el péndulo simple, con estos sistemas podemos encontrar muchas constantes y variables físicas.
Como ya sabemos los objetivos principales son determinar la constante deun resorte y la relación entre el periodo y la masa de un movimiento armónico simple, para eso definiremos primero que es el movimiento armónico simple.

Lo primero que realizamos fue tabular las masas colgantes y las deformaciones del resorte para calcular la fuerza F(N), con esta fuerza despejamos la formula F=kx para encontrar la constante del resorte (k), luego calculamos el promedio total delas 6 medidas y esta era la constante de rigidez del resorte en general para este sistema.

Para determinar el periodo de oscilación del resorte, teniendo en cuenta que utilizaremos una masa fija al extremo del resorte utilizaremos la relación

Donde k es la constante de elasticidad del resorte que ya encontramos y m representa la masa del sistema oscilante.

Para que nuestras precisionessean precisas, es necesario sumar parte de la masa del resorte a la masa suspendida, de tal manera que la masa efectiva será dada por:


Donde mR representa la masa del resorte y m es la masa suspendida o acoplada al resorte.
A continuación realizaremos la experiencia, armaremos nuestro sistema, registraremos nuestros datos en una tabla y utilizaremos las ecuaciones (1) y (2) para determinarla constante de elasticidad del resorte y la relación período-masa que existe en el m.a.s. a partir de los datos que hemos obtenido.

Cálculos y Resultados
1. Mida la masa del resorte y anote su valor en gramos: 88g

2. Complete la tabla N°1, registrando las diferentes deformaciones y sus respectivas masas suspendidas.

Mo= 88 g // 0.088 kg
Xo= 4.2 cm // 0.042 m

Tabla N°1


m(kg)0.129
0.229
0.329
0.429
0.529
0.629
x(m)
0.03
0.066
0.101
0.131
0.173
0.21
F(N)

1.27
2.25
3.23
4.21
5.19
6.17


F=kx
F(N)
X(m)
K (N/m)
1.264
0.03
42
2.244
0.066
34
3.224
0.101
31.92
4.204
0.131
32.09
5.184
0.173
29.96
6.164
0.21
29.35


= 199.32
k=F/x

Promedio de k = 199.32/6 = 33.22



3. Registro de las masas y el tiempo que tarda en realizar20 oscilaciones completas.

Tabla N°2

masa (kg)
Tiempo (s)
0.100
8.7
0.150
10.28
0.200
12.84
0.250
9.22
0.300
11.92
0.350
13.49


4. Registro de los periodos de oscilaciones con sus respectivas masas suspendidas.


masa(kg)
Periódo
0.1
0.344
0.150
0.422
0.200
0.487
0.250
0.545
0.300
0.597
0.350
0.644










Análisis de Resultados

1. ¿Cómodetermino usted la constante del resorte?

R/. Primero tome los datos de las masas suspendidas, x (deformaciones) y con esto calcule la fuerza de cada una. Luego utilice la ecuación F=kx despeje k y como ya tenía F y x obtuve la k, constante del resorte de cada medida que realice.

2. Anote el valor de la constante del resorte (incluyendo el error) en (N/m): 33.22

3. Explique por qué no fuenecesario conocer la masa del cuerpo colgante para determinar la constante de rigidez del resorte.
R/. No fue necesario conocer la masa del cuerpo ya que para calcular la constante de rigidez del resorte utilice la ecuación de la fuerza recuperadora elástica F= kx en donde solo necesito conocer la Fuerza y la deformación para calcular la k del resorte.


4. Aplique la Teoría de Error para...