Movimiento armónico simple

Instituto Politécnico Nacional
Unidad Profesional Interdisciplinaria
De Ingeniería y Ciencias Sociales y Administrativas

Física Experimental II

Práctica 6
Movimiento Armónico Simple

Integrantes:

NAVARRETE MÉNDEZ VICTOR HUGO

FECHA DE ENTREGA: 13-10-2010
 
 
CALIFICACIÓN________

Práctica 6
Movimiento Armónico Simple
Resumen
En esta práctica lo que se llevó a cabo fue elarmado del equipo de movimiento armónico simple, compuesto por un soporte, un resorte, un cronómetro, un porta pesas y una caja de pesas mediante la cual se realizó una oscilación, colocando peso diferente para cada una de estas oscilaciones, antes de esto se midió la longitud inicial a partir del resorte hasta la canastilla sin peso, y después colocando peso, para que después se midiesen trescentímetros de longitud hacia abajo, se liberase y se contasen 10 oscilaciones, mientras tanto se midió el intervalo de tiempo en 3 cronómetros diferentes.
Y sucesivamente se realizó esto en 10 ocasiones distintas, para pesos diferentes; una vez registrados lo datos se hizo él cálculo de el periodo a cada uno de los datos obtenidos, los parámetros físicos, se graficó para comprobar si era linealel comportamiento, comprobando que no era de esta manera y procediendo al cambio elevando el periodo al cuadrado, se determino su ley física y se calculó su error experimental para K.
Al final todos los cálculos resultaron con mucho éxito, ya que se pudo comprobar la linealidad con mayor aproximación, para este experimento; así como comprobar las leyes del movimiento oscilatorio aplicado a unapartícula en movimiento, en éste caso a un sistema mecánico que muestra su movimiento periódico: el movimiento armónico simple.

Marco Teórico
Una clase especial de movimiento periódico se presenta en sistemas mecánicos cuando la fuerza que actúa en un objeto es proporcional a la posición del objeto relativo con alguna posición de equilibrio. Si esta fuerza siempre se dirige hacia la posiciónde equilibrio, el movimiento se llama movimiento armónico simple.
Con el fin de elaborar una representación matemática para este modelo, primero se reconoce que el bloque es una partícula bajo una fuerza neta: Fs= -kx
Considere el sistema físico formado por un resorte de longitud L0 y un bloque de masa m. El resorte se encuentra colocado verticalmente, como se muestra en la figura #1, con suextremo superior fijo a un punto y el otro extremo suspendido el bloque m.

Figura #1. Movimiento Armónico Simple.



a) Longitud b) Condición de c) Diagrama del resorte.Equilibrio. Cuerpo Libre.

En la posición de equilibrio, el resorte se deforma una distancia L, para satisfacer la primera condición de equilibrio: Fx= 0
Con ayuda del diagrama de cuerpo libre (figura #1. c) y siendo k la constante elástica del resorte se tiene: Fr+mg=0
En forma escalar: Fr+mg=0  kL-mg=0
Por lo tanto: kL=mg
Supóngase que el objeto demasa m se encuentra a una distancia “y” por encima de su posición de equilibrio (figura #2).

Figura# 2. Sistema masa-resorte fuera de su posición de Equilibrio.
Esta condición dinámica del sistema se establece con la 2ª ley de Newton en los términos siguientes: Fx=ma
Fr+mg=ma

Material Utilizado

1. Un porta pesas
2. 14 pesas
3. 3 cronómetros digitales
4. UnFlexómetro
5. Una varilla
6. Un soporte
7. Un resorte

Desarrollo Experimental
Se colocó el resorte en el soporte, y en este a su vez se colocó, el porta pesas. Se midió a partir del resorte el porta pesas, la distancia inicial, después se colocó, peso en este, y se volvió a medir la distancia, anotándola en la tabla. Se midió tres centímetros, hacia abajo y se jaló el resorte,...