Electronica

OSCILACIONES
EXPERIENCIA N°3
I.-Objetivos:
Investigar sobre el movimiento armónico simple (MAS) de cuerpos elásticos.
II.-Materiales /Equipos:

1 soporte universal
1regla milimetrada
1balanza digital
1resorte de acero
1juego de pesas mas porta pesas
1cronometro

III.-Fundamento teórico:
Un movimiento periódico de un sistema es aquel que se repite continuamente en intervalosiguales de tiempo. Siempre tiene una posición de equilibrio.
Un movimiento oscilatorio periódico se dice que es armónico cuando la información que se obtiene en cada oscilación es la misma.
El tiempo que dura una oscilación se llama PERIODO (T). El número de oscilaciones en el tiempo es la FRECUENCIA (f). El desplazamiento desde el punto medio de la trayectoria se denomina ENLOGACION (X).La elongaciónmáxima es la AMPLITUD (A).
Un tipo de movimiento oscilatorio lineal resulta cuando la fuerza actuante es opuesta y proporcional al desplazamiento (recuperadora), esto es, F=-kx (ley de Hooke). Este tipo de movimiento se denomina armónico simple (MAS).
Cinemática del MAS: Las cantidades cinemáticas del MAS son las sgtes:
♦ Posición………….x=A sin⁡(ωt+α)(1ª)
Donde : A es la amplitud, ω=2π/T es la frecuencia angular, t es el tiempo y α es la fase inicial.
♦Velocidad………...v=ωA cos⁡(ωt+α) (2ª)
♦Aceleración………a=-ω^2 A sin⁡〖(ωt+α)=〗-ω^2 x (3ª)
Dinámica del MAS: Las cantidades dinámicas del MAS son la sgtes:
♦Fuerza Elástica: F=-kx(2)
♦fuerza inercial: F=m (d^2 x)/〖dt〗^2 (2a)
-de las ecuaciones (2), m (d^2 x)/〖dt〗^2 =-kx (3ª)
(d^2 x)/〖dt〗^2 +ω^2 x=0 (3b)
-donde ω=(k⁄m)^(1⁄2)
La ecuación 1ª satisface a 3b,y precisamente su solución; se cumple cuando el bloque se mueve alrededor del punto de equilibrio.
IV.-Procedimiento:
Montaje:
Monte el equipo, como muestra el diseño experimental.
1.-Determine los valores de las masas del resorte y pesas.
m_resorte=44.6 grs.
m_suspendida=⋯
¿Cree usted que servirá de algo estos valores? ¿Por qué?
Si porque ayudaran a calcular las expresiones matemáticasde las oscilaciones y del
MAS que están en función de la masa del resorte.
2.-Escriba el valor de la constante elástica del reesorte (obtenida de la experiencia N°1-constante elástica de un resorte):
K=-17.1297
Determinación del Periodo de oscilación:
El periodo de oscilación del sistema se determina mediante la ecuación,
T=2π√((m+m_r/3)/k)
3.-Coloque en la porta pesas una pesa pequeña.Anote su masa más la masa de la porta pesas en la tabla 1. La distancia a su anterior posición de equilibrio es,
X_3=6.6 cm
4.-Desplace verticalmente esta pesa una distancia pequeña A= 2cm. Y déjela oscilar libremente (evite que se produzcan movimientos laterales y perturbaciones). Describa el tipo de movimiento del sistema:
Es un movimiento periódico que cumple una oscilación con amplitud casiigual en todas las oscilaciones.
5.-Clibre el cronometro a cero. Repita el paso 4. Luego mida el tiempo para diez oscilaciones empezando a contar desde cero y determine el periodo de oscilación (T=t⁄10). Anote sus datos en la tabla 1.
Tabla 1
M(kg) (pesa+ porta pesas) T (10 osc.) T(s) 〖 T〗^2 (s^2 )

1 0.2500 5.56 0.556 0.309136
1 0.2501 5.59 0.595 0.319225
1 0.2499 5.78 0.578 0.334084
10.2502 5.75 0.575 0.330625
122 0.2998 5.73 0.573 0.328329
Promedio 0.2500 0.5754 0.3861052
Las demás tablas están anexadas en una hoja aparte con la fecha y firma de la profesora
6.-Repita los pasos del 3 al 5 utilizando cada vez pesas de mayor valor. Anote los datos en las columnas...