Lab 2

 Universidad de Santiago de Chile, Facultad de Ciencia, Departamento de Física.

Informe 3: Periodo, péndulo y resorte:

Daniel Pinto S.1, Fernando Ríos V.2
1 Ingeniería Ejecución, Departamento de Ingeniería Industrial.
2 Ingeniaría Civil, Departamento de Ingeniería Informática.


Resumen:
Este informe se basa en dos experimentos realizados durante laclase de laboratorio, en el primero se estudia la relación entre el periodo y la longitud de un movimiento armónico, en este caso el movimiento realizado por un péndulo, y en el segundo experimento se estudia el movimiento de una masa unida a un resorte.
El análisis de resultados indica que en el primer caso la relación entre el periodo y la longitud es directamente proporcional, pues mientrasaumenta la longitud también lo hace el periodo. En el segundo caso se concluye que el movimiento de la masa unida al resorte se puede graficar como una sinusoide.
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1. Introducción

Dentro de la clasificación de los movimientos podemos incluir al movimiento armónico simple que es un movimiento de repetición operiódico de vaivén, en el que un cuerpo oscila a un lado y a otro desde su posición de equilibrio, en una dirección determinada, y en intervalos iguales de tiempo. Este movimiento está representado en función del tiempo por una función Seno o Coseno (función armónica).
Un ejemplo de movimiento armónico simple es el movimiento realizado por un péndulo o el movimiento efectuado por una masa unida a unresorte.
2. Diseño del experimento

En el primer experimento se mide el periodo de un péndulo, colocado en un soporte universal, a distintas longitudes a través de una fotopuerta que, conectada una interfaz, entrega los datos al computador para ser analizados.

En el segundo caso se mide la variación de la posición de una masa conectada a un resorte con respecto al tiempo, esto mediante un sensorde movimiento conectado a una interfaz, que a su vez se conecta al computador para la recepción de datos y su posterior análisis.

3. Desarrollo del experimento

Primer experimento:
En un soporte universal instalado convenientemente junto a una fotopuerta (puerta por la cual cruza un rayo láser, que luego de ser cortado por algún objeto mide el tiempo que demora en pasar por el lugar nuevamente)conectada a una interfaz, se coloca una masa pendiendo de un hilo (péndulo) a cierta longitud, la que se hace pasar a través de la fotopuerta dando un pequeño impulso con la mano, para que el computador mediante el programa Data Studio nos entregue el periodo del péndulo.
Este procedimiento se repite diez veces con distintas longitudes.
Al ser obtenidos los periodos, puede ocurrir que este varíeen unas milésimas de segundos, por esto se utiliza el promedio o una estimación del periodo real.

Tabla Nº1: largo del péndulo y periodo con el que oscila.
Así con posterioridad los datos obtenidos se trasladan al programa Graphical Analisys para ser graficados.
Segundo experimento:
Sobre el brazo del soporte universal previamente instalado ubicamos un resorte, de forma vertical, y adjunto aeste colocamos un sensor de movimiento conectado a la interfaz.
Se coloca una masa en el extremo libre del resorte, y al aplicarle una mínima cantidad de fuerza, dejándolo oscilar, se observa que este se mueve en dirección del punto de equilibrio (ya sea, para arriba o abajo), luego al llegar a su máxima altura, desciende nuevamente, ganando velocidad mientras cae. Todo esto ocurre con periodoconstante (en un determinado intervalo de tiempo), gracias a la propiedad fundamental que tienen los resortes.
Posteriormente con el programa Data Studio, se grafica el periodo de oscilación del resorte.

4. Análisis de resultados

Primer experimento:
A partir del experimento realizado se obtiene una serie de datos y simultáneamente un gráfico que muestra la Longitud en función del tiempo. A...