Practica ley de hooke

Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad de Química

Laboratorio de Fundamentos de Espectroscopia
“Ley de Hooke y movimiento armónico simple”

OBJETIVO
* Obtener experimentalmente las constantes de fuerza de 3 resortes distintos mediante dos métodos: Estático y Dinámico, y comparar cual de los dos métodos es más exacto.
* Determinar la relación que existe entre la masa, laelongación y el periodo.
* Aplicar experimentalmente los conceptos correspondientes al Movimiento Armónico Simple para facilitar su comprensión.

HIPÓTESIS
Al aplicar una fuerza (peso) a un resorte consideramos que tiene una constante de fuerza, ésta actuará en dirección opuesta

MATERIAL
* Pinzas de tres dedos con nuez
* Soporte universal
* Juego de resortes
* Juego depesas
* Rondanas
* Regla graduada
* Balanza
* Fotocompuerta
* Flexómetro

Características de los instrumentos de medición
Características del instrumento | Instrumento I | Instrumento II | Instrumento III |
Nombre | Fotocompuerta | Flexómetro | Balanza Digital |
Marca | Pasco Scientific | Truper | Ohaus |
Modelo | me-8930 | s/m | TS4000 |
Mensurando | Tiempo |Longitud | Peso |
Unidades | Segundos | Cm, m | Gramos |
Capacidad minima | 100μs | 1mm | O.1g |
Capacidad máxima | - | 5m | 4000g |
Incertidumbre | ±100μs | ±0.05cm | ±0.50g |

DESARROLLO EXPERIMENTAL
Método Estático: Validez de la Ley de Hooke
Tomamos medidas de elongación con 10 distintas masas para 3 distintos resortes, para hacer las medidas se debe montar un sistema que consta deun soporte universal con una pinza de tres dedos en la parte superior, en la pinza se coloca un resorte y se mide Δx con el flexómetro.
Método Dinámico: Determinación del periodo de oscilación
Se utilizo el mismo sistema y las masas empleadas para medir el tiempo de oscilación para cada caso. Para hacer esto se utilizara una fotocompuerta y se le aplicara una amplitud de oscilación. Serealizaron 3 mediciones para cada masa con 3 resortes diferentes.

RESULTADOS
PARTE 1. Método Estático.
Tabla 1. Resorte 1 medición elongación.
Masa (Kg) | Δ x (m) | F=W (N) |
0.0096 | 0.037 | 0.0941 |
0.0115 | 0.04 | 0.1127 |
0.0166 | 0.064 | 0.1627 |
0.0192 | 0.074 | 0.1882 |
0.022 | 0.081 | 0.2156 |
0.0288 | 0.108 | 0.2822 |
0.0317 | 0.119 | 0.3107 |
0.0367 | 0.139 | 0.3597 |0.0429 | 0.161 | 0.4204 |
0.0489 | 0.185 | 0.4792 |

Tabla 2. Resorte 2 medición elongación.
Masa (Kg) | Δ x (m) | F=W (N) |
0.0036 | 0.002 | 0.03528 |
0.0091 | 0.012 | 0.08918 |
0.0096 | 0.022 | 0.09408 |
0.0132 | 0.02 | 0.12936 |
0.0186 | 0.031 | 0.18228 |
0.0192 | 0.032 | 0.18816 |
0.0229 | 0.037 | 0.22442 |
0.0235 | 0.041 | 0.2303 |
0.0243 | 0.043 | 0.23814 |
0.0302 |0.055 | 0.29596 |

Tabla3. Resorte 3 medición elongación.
Masa (kg) | Δ x (m) | F = W (N) |
0.0994 | 0.043 | 0.97412 |
0.1231 | 0.053 | 1.20638 |
0.1484 | 0.067 | 1.45432 |
0.1676 | 0.078 | 1.64248 |
0.1773 | 0.083 | 1.73754 |
0.1988 | 0.095 | 1.94824 |
0.2225 | 0.11 | 2.1805 |
0.2478 | 0.122 | 2.42844 |
0.2671 | 0.132 | 2.61758 |
0.2982 | 0.149 | 2.92236 |

Ecuacionesutilizadas.
W = m*gΔ x (Ecuación 1) Gravedad= g = 9.8 ms2

PARTE 2. Método Dinámico.
Determinación del periodo de oscilación

Tabla 4. Resorte 1 Dinámico
Periodo | Masa (Kg) | Δx | T | Τ (periodo) | Incertidumbre |
  |   | 3 | 0.9215 |   |   |
1 | 0.0096 |   | 0.9212 | 0.9217 | ±0.0007 |
  |   |   | 0.9225 |   |   |
  |   | 4 | 0.9832 |   |   |
2 | 0.0102 |   |0.9837 | 0.9839 | ±0.0008 |
  |   |   | 0.9848 |   |   |
  |   | 4 | 1.121 |   |   |
3 | 0.0161 |   | 1.144 | 1.1349 | ±0.0122 |
  |   |   | 1.1397 |   |   |
  |   | 3 | 1.2009 |   |   |
4 | 0.0192 |   | 1.1994 | 1.2002 | ±0.0008 |
  |   |   | 1.2002 |   |   |
  |   | 3 | 1.2301 |   |   |
5 | 0.022 |   | 1.2771 | 1.2798 | ±0.0511 |
  |   |   | 1.3323 |   |   |
  |   | 3 |...