termodinamica

Universidad Autónoma de Baja California

Facultad de Ciencias Marinas

Oceanología

FÍSICA III

Práctica No. 1
Movimiento oscilatorio (Movimiento armónico simple)

Laura C. López Velázquez

22 de febrero de 2013

RESUMEN:
Se calculó el periodo experimental y teórico de un péndulo, el cual se presentaba con movimiento armónico simple (movimiento oscilatorio). Se obtuvieronperiodos experimentales de 0.50±0.08 s, 0.86±0.02 s, 0.97±0.10 s, 1.28±0.07 s, 1.51±0.11 s; así como periodos teóricos de 0.75, 1.08, 1.20, 1.60 y 1.81 s. Éstos datos se graficaron y se compararon, siendo que los periodos teóricos fueron mayores respecto a los experimentales, lo cual quiere decir que conforme hay más longitud, el periodo de oscilación es más grande. Utilizando la Ley de Hooke, se realizóel experimento con el resorte, los datos se graficaron y, conforme a ellos se obtuvo la constante de elasticidad que resultó ser de 1.962, este resultado no fue muy satisfactorio, ya que la R2 fue de 0.8692; los periodos analíticos también se calcularon, siendo de 0.42, 0.44, 0.68, 0.73 y 6.28 s, se observó que el desplazamiento que sufre el resorte, así como el periodo, depende de la masa que seagregue (constante k).
INTRODUCCIÓN
A los movimientos que se repiten a sí mismos en intervalos de tiempo dados, se les denomina movimientos oscilatorios (Lara-Barragán, 2006). El movimiento oscilatorio más sencillo y a la vez más importante es la vibración de una partícula alrededor de una posición de equilibrio bajo la influencia de una fuerza restauradora que obedece a la ley de Hooke, demodo que es proporcional al desplazamiento de la partícula respecto a su posición de equilibrio (Roller y Blum, 1986). Algunos ejemplos de oscilaciones resultan más familiares que otros: la oscilación del péndulo de un reloj, la vibración de las cuerdas de los instrumentos musicales, las oscilaciones de las moléculas de aire en las ondas sonoras, las oscilaciones electromagnéticas, etc.(Cabrero-Fraile, 2007).
El movimiento armónico simple es un tipo especial de movimiento vibratorio en el que la aceleración a del objeto es directamente proporcional al valor negativo de su traslación d desde su posición de reposo (Sullivan, 1998). La mayoría de las vibraciones que aparecen en las aplicaciones técnicas se pueden representar mediante un movimiento armónico simple (Riley y Sturges, 1996).
Unmovimiento armónico simple con amplitud constante implica que no hay pérdidas de energía, aunque en las aplicaciones prácticas siempre hay pérdidas por fricción. Por tanto, para mantener un movimiento de amplitud constante, es preciso añadir energía al sistema con alguna fuerza impulsora externa (Wilson y Buffa, 2003).
OBJETIVO
Comparar resultados teóricos con resultados experimentales parados casos de movimiento armónico simple.
HIPÓTESIS
¿El periodo de un péndulo es el mismo calculándolo por método teórico y práctico?
MATERIALES Y MÉTODOS

1 Soporte universal
1 Pinzas para soporte universal
1 Transportador
1 Cronómetro
1 Cuerda
1 Resorte
1 Regla
Balines
Masas


EXPERIMENTO 1: PÉNDULO.
Se utilizó un péndulo simple, el cual se hizo a base de un soporte universal, unapinza, una cuerda y un balín. Se hicieron 5 repeticiones con cuerdas de diferentes longitudes y se midió el periodo de oscilación en cada ciclo, se utilizó un ángulo de 15° en cada medición. La tensión de la cuerda está en equilibrio con la componente y del peso, por lo tanto, la única fuerza que no está en equilibrio y a la vez causa movimiento es la componente en x (Figura 1).
EXPERIMENTO 2:RESORTE.
Este experimento se realizó conforme a la Ley de Hooke, utilizando un resorte, al cual se le colocaron distintas masas para obtener el periodo analítico y se midió el desplazamiento máximo al colgar la masa. Las diferentes fuerzas obtenidas , se graficaron en función de su desplazamiento (cm) y por medio la ecuación de la recta generada en la gráfica se obtuvo la constante elástica del...