Fisica3

UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOS
(Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA)

FACULTAD DE ING. ELECTRONICA Y ELECTRICA

LABORATORIO DE FISICA II

TEMA: OSCILACIONES

PROFESOR:




2012

OSCILACIONES
EXPERIENCIA N°3

I. OBJETIVO
Investigar sobre el movimiento armónico simple (MAS) de cuerpos elásticos.

II. MATERIALES / EQUIPOS

* 1 Soporteuniversal
* 1 Regla milimétrica
* 1 Balanza digital
* 1 Resorte de acero
* 1 Juego de pesas más porta pesas
* 1 Cronometro

III. FUNDAMENTO TEÓRICO
Un movimiento periódico de un sistema es aquel que se repite continuamente en intervalos iguales de tiempo. Siempre tiene una posición de equilibrio.
Un movimiento oscilatorio periódico se dice que es armónico cuando lainformación 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 ELONGACIÓN (x). La elongación máxima es la AMPLITUD(A).
Un tipo de movimiento oscilatorio lineal resulta cuando la fuerza actuante es opuesta y proporcional aldesplazamiento (recuperadora), esto es,
F=-kx (ley de Hooke).
Este tipo de movimiento se denomina armónico simple (MAS).

Cinemática del MAS. Las cantidades del MAS son las siguientes:
* Posición x = Asen (Ѡt + α) (1a)
Donde: A es la amplitud, Ѡ =2π/ T es la frecuencia angular, t el tiempo y α la fase inicial.
* Velocidad v= ѠAcos (Ѡt + α) (1b)
* Aceleración a= - ѠAsen (Ѡt+ α ) = -Ѡ2 x (1c)

Dinámica del MAS. Las cantidades dinámicas del MAS son las siguientes:
* Fuerza elástica: F= - k.x (2)
* Fuerza inercial: F= md2xdt2 (2a)

De las ecuaciones (2), md2xdt2 = - k.x (3a)

d2xdt2 + Ѡ2x = 0 (3b)

Donde Ѡ = (k / m)1/2
La ecuación (1a) satisface a (3b), y precisamente es su solución; se cumple cuando el bloque se mueve alrededordel punto de equilibrio.

IV. PROCEDIMIENTO
MONTAJE
Monte el equipo, como muestra el diseño experimental
1. Determine los valores de las masas del resorte y de la pesa

m(Resorte) = | 64g |
m(suspendida) = | 150g |
¿Cree usted que le servirá de algo estos valores?
¿Por qué?
* Claro que estos datos son importantes y tomarlos en cuenta para nuestra experiencia,porque lo utilizaremos para determinar nuestro periodo de oscilación y además tener como referencia la medida del resorte con masa suspendida.
2. Escriba el valor de la constante elástica del resorte (obtenida en la experiencia N°1- contante elástica de un resorte):
(mi) | Masas(g) | elongación(Δx) | K=mg/x |
m1 | 150g | 8cm | 18.33 |
m2 | 200g | 11cm | 17.78 |
m3 | 250g | 14cm | 17.46 |Entonces nuestro valor de k= 17.856

DETERMINACIÓN DEL PERIODO DE OSCILACIÓN
El periodo de oscilación del sistema se determina mediante la ecuación,
T=2πm+mr3k
Donde mr es la masa del resorte.
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,
X3= 14 cm
4. Desplaceverticalmente esta pesa una distancia pequeña A= 5cm y déjela oscilar libremente (evite que se produzcan movimientos laterales y perturbaciones). Describa el tipo de movimiento del sistema.

El movimiento del sistema se llega a considerar un movimiento periódico pues los intervalos de tiempo en cada oscilación son prácticamente la misma, es decir las oscilaciones verticales en cada intervalo detiempo medido junto con un punto de referencia llegan a ser los mismos, entonces el movimiento se considera como periódico.

5. Calibre el cronómetro 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 2.

TABLA 1
| m(kg)(pesa + porta pesas) | t (10...