informe de fisica 2 pendulo

ANÁLISIS DEL MOVIMIENTO OSCILATORIO DEL SISTEMA MASA-RESORTE


Héctor González (1), Jorge Silva (2), Camilo Isaza (3), Carlos López (4)
(1, 2, 3, 4) Facultad de Ingeniería, Universidad Autónoma de Occidente, Campus Valle del Lili. Cali, Colombia



RESUMEN
En esta práctica de laboratorio se estudio el movimiento de diferentes masas suspendidas de un resorte de masa despreciable, queoscila verticalmente sin que actúen fuerzas externas ni disipativas, ejecutando así una oscilación de movimiento armónico simple. Para la toma de datos del sistema respecto al tiempo se utilizo el software PASCO para un posterior análisis. A través de la interpretación de los gráficos y mediciones, se pudo concluir que los conceptos estudiados anteriormente concuerdan con el comportamiento físicodel sistema, siempre y cuando que se logre aproximar a las condiciones ideales determinadas, lo cual garantiza que se cumpla el principio de conservación de energía y se determina experimentalmente el coeficiente de elasticidad de un resorte, la relación entre el período de las oscilaciones y la masa suspendida.

Palabras Clave: aceleración, frecuencia, coeficiente de elasticidad, elongación,movimiento oscilatorio, periodo, resorte, velocidad.


INTRODUCCIÒN

El objetivo en la práctica de laboratorio se divide en un análisis de los gráficos que relacionan el movimiento, la velocidad y la aceleración ejecutados por una masa suspendida de un resorte oscilante en el tiempo, a través del método empírico, comprobar experimentalmente la relación entre el coeficiente de elasticidad delresorte con el periodo y la masa suspendida. Habiendo cumplido este objetivo se asimila de una forma más pulcra el concepto de movimiento armónico simple en el caso de un resorte, también se introduce el concepto de ajuste sinusoidal para un mejor entendimiento de los comportamientos de gráficos ondulatorios.

MARCO TEORICO
Una oscilación mecánica existe en caso que sobre el cuerpo interactuéuna fuerza restauradora que lo impulse en dirección del punto de menor energía potencial o de equilibrio, después de haber salido de este, en nuestro caso analizaremos específicamente las oscilaciones mecánicas cuya fuerza restauradora es equivalente a la distancia entre el cuerpo del péndulo y su punto de equilibrio, desde una perspectiva energética para movimiento armónico simple (M.A.S.).
Parauna muestra del análisis energético analizaremos el siguiente ejemplo:


El análisis energético parte de hallar las energías que actúan sobre el cuerpo y su relación:

Se aplican la siguientes igualdad para re plantear la anterior ecuación de energía.

Dando como resultado:

Para la resolución de la ecuación de M.A.S., se asume que una función cumpla con la condición de ser igual a suderivada, siendo A y b constantes:

Reemplazando en la ecuación de M.A.S. nos da como resultado:



Con lo cual se ha establecido la solución particular como:
-Solución particular.
Para una solución general se establecen las constantes:
–Fase inicial.
–Amplitud.
–Fase.
Y la solución general se expresa de la siguiente forma:
–Solución general.


PROCESO EXPERIMENTAL
I.Determinación del coeficiente de elasticidad del resorte.
Inicialmente se procedió a armar el montaje, seguidamente se midió en la balanza la masa M del resorte que tiene una masa de 118.02g; se suspendió el resorte del soporte y se colgó el porta pesas. Se comenzó a suspender pesas incrementando la masa 20 g hasta completar 200 g, y se midió el estiramiento del resorte a partir de la posición inicial.En la herramienta PASCO se creó una tabla donde se registró el peso de las masas suspendidas y su elongación (Tabla 1), estos datos se representaron gráficamente (Grafica 1).

II. Estudio de las oscilaciones del sistema masa – resorte.
Se ubicó el sensor de movimiento en el piso bajo la porta pesas, se conectó a la interfaz ScienceWorkshop 750 y esta se conectó al computador, y en el programa...