Movimiento armónico simple (ley de hooke)

Resumen

Esta práctica tiene como objetivo utilizar el movimiento armónico simple, más precisamente el tiempo de oscilación y elongación de un resorte, para calcular experimentalmente la masa y constante del resorte, y comparar los valores obtenidos con los valores convencionales de masa (medida en la balanza).

Introducción y objetivos

Con esta práctica se pretende hallarexperimentalmente la constante de elasticidad de un resorte del cual conocemos su masa (medida con la balanza) haciendo uso de la Ley de Hooke y de la ecuación del Movimiento Armónico Simple de un resorte sometido a un esfuerzo. Los valores obtenidos con los datos del laboratorio, serán comparados con los reales para así poder sacar conclusiones.
Dentro de los objetivos que pretendemos alcanzar en esta prácticade laboratorio están los siguientes:

Calcular experimentalmente la constante K de un resorte por medio de dos métodos (Movimiento Armónico Simple y Ley de Hooke).
Hallar la masa del resorte mediante el método experimental y lo compararemos con el valor medido en la balanza.
Observar que mediante los dos métodos descritos anteriormente podemos llegar a un mismo resultado casi aproximado alvalor convencionalmente verdadero de la constante K.
Describir los posibles errores de esta medición y sus posibles causas.
Ley de Hooke

Cuando una fuerza externa actúa sobre un material causa un esfuerzo o tensión en el interior del material que provoca la deformación del mismo. En muchos materiales, entre ellos los metales y los minerales, la deformación es directamente proporcional alesfuerzo.

No obstante, si la fuerza externa supera un determinado valor, el material puede quedar deformado permanentemente, y la ley de Hooke ya no es válida. El máximo esfuerzo que un material puede soportar antes de quedar permanentemente deformado se denomina límite de elasticidad.

Movimiento Armónico Simple

Es un movimiento rectilíneo con aceleración variable producido por las fuerzas quese originan cuando un cuerpo se separa de su posición de equilibrio. Un cuerpo oscila cuando se mueve periódicamente respecto a su posición de equilibrio. Se llama armónico porque la ecuación que lo define es función del seno o del coseno

Materiales

Resorte

Masas (50g, 100g, 200, 400g)

Regla con precisión de ± 0.1

Pesa de laboratorio con precisión ± 0.01

Cronometro con precisión ±0.01

Procedimiento

En esta práctica lo primero que hicimos fue calcular la masa del resorte con ayuda de la balanza

Luego se le dejo colgado de un pibote y se le coloco una masa de 50g

Sé midió la longitud de deformación

Después se procedió a tomar el tiempo que tarda en dar 20 oscilaciones para así calcular el periodo (T) para cada una de las masas

Posteriormente calculamos laconstante de elasticidad k.

Datos

Masa del resorte 124.7 ± 0.005 g

Longitud del resorte 22.8 ± 0.05cm

Gravedad 980 cm/s ± 10

M (g)

Mg (Dn) ± 10

D l (cm) ± 0.05

Frec. (Dn) ± 10

t20 (s) ± 0.16

T (s) ± 0.16

T2 (s2)

0

0

0

0

0

0

0

50

49000

8.7

- 49000

16.70

0.835

0.697 ± 0.27

100

98000

18.6

- 98000

23.30

1.1651.357 ± 0.37

150

147000

31

- 147000

27.52

1.376

1.893 ± 0.44

200

196000

42.6

- 196000

31.04

1.552

2.408 ± 0.50

250

245000

54.9

- 245000

34.13

1.7065

2.912 ± 0.55

300

294000

66.7

- 294000

36.56

1.828

3.341 ± 0.58

350

343000

80.4

- 343000

39.10

1.955

3.822 ± 0.63

400

392000

93.2

-392000

41.32

2.066

4.268 ± 0.66

Resultados

Las graficas se encuentran al final del informe.

La regresión lineal utilizada en la gráfica 1 y 3 fue la usada por Excel, por lo tanto el método usado para encontrar las pendientes y puntos de corte fue el utilizado en el método de mínimos cuadrados:



A: Pendiente

B: Punto de intersección

La gravedad utilizada fue...