Lab. Fisica
Páginas: 9 (2191 palabras)
Publicado: 30 de mayo de 2012
INTRODUCCION
En la naturaleza hay muchos movimientos que se repiten a intervalos iguales de tiempo, estos son llamados movimientos periódicos.
Se ha idealizado un tipo de movimiento oscilatorio, en el que se considera que sobre el sistema no existe la acción de las fuerzas de rozamiento, es decir, no existe disipación de energía y el movimiento se mantiene invariable. Este movimiento sellama MOVIMIENTO ARMÖNICO SIMPLE (MAS).
En un movimiento armónico simple la magnitud de la fuerza ejercida sobre la partícula es directamente proporcional a su elongación, esto es la distancia Y a la que se encuentra ésta respecto a su posición de equilibrio.
Para este laboratorio se tendrá en cuenta la energía potencial elástica y la LEY DE HOOKE que se expresa en la siguiente ecuación:
F= −kx ,para nuestro caso particular ya que tenemos un sistema masa resorte, en el cual la masa está suspendida verticalmente, usaremos la expresión F=-KY, que sigue siendo la ley de Hooke. Donde k es una constante característica del resorte denominada constante elástica, el signo negativo indica que la dirección de la fuerza aplicada sobre el resorte es de sentido contrario al desplazamiento experimentadopor el sistema.
la posición o elongación se puede determinar con la expresión:
La velocidad instantánea de un punto que ejecuta un movimiento armónico simple se obtiene derivando la posición respecto al tiempo:
La aceleración es la variación de la velocidad del movimiento respecto al tiempo y se obtiene por lo tanto derivando la ecuación de la velocidad respecto al tiempo:
Si elsistema se desplaza manualmente una distancia hacia abajo o hacia arriba con respecto a la posición de equilibrio con la amplitud con que se haya desplazado el sistema, si se desprecia la fuerza de rozamiento, la masa del resorte y el resorte obedece la ley de Hooke, entonces el periodo de la oscilación esta dado por la relación:
Resorte vertical.
La mayoría de veces analizamossistemas masas-resorte, pero en una ubicación horizontal , los que se encuentran sin estirar en su posición de equilibrio. En muchos casos, sin embargo, tenemos resortes en posición vertical, como lo es en el caso de nosotros, y nuestra practica de laboratorio.
El resorte tiene una longitud original L, cuando se ata una masa (m) a un resorte en posición vertical, el sistema está en equilibrio cuandoel resorte ejerce una fuerza hacia arriba igual al peso de la masa. Esto es, el resorte se estira una longitud ΔL dada por:
kΔL = mg ⇒ k
Δ = mg
PROCEDIMIENTO
PARTE A: DETERMINACION DE LA CONSTANTE ELASTICA DEL RESORTE.
TABLA 1: VALORES EXPERIMENTALES Y - F
MASA MEDIDA(g) | FUERZA(N) | ELONGACIÓN(m) |
m1= 148 | 1.9364 | 0.076 |
m2= 248 | 2.4254 | 0.104 |
m3= 297.5 | 2.9095 |0.128 |
m4= 348.6 | 3.4093 | 0.151 |
m5= 398 | 3.8924 | 0.175 |
1) Use papel milimetrado para elaborar el gráfico Y(m) vrs F(N)
PARTE B: DETERMINACION EXPERIMENTAL DE LA RELACION ENTRE EL PERIODO Y LA MASA
TABLA 2: DATOS EXPERIMENTALES T – m
MASA MEDIDA(g) | TIEMPO DE 10 OSCILACIONES, (s) | TIEMPO MEDIO, (s) | PERIODO,T = (s) |
m1= 148 | 6.00 | 5.50 | 6.02 | 5.84 |0.584 |
m2= 248 | 6.95 | 6.75 | 6.69 | 6.80 | 0.680 |
m3= 297.5 | 7.28 | 7.37 | 7.25 | 7.30 | 0.730 |
m4= 348.6 | 8.03 | 7.48 | 7.85 | 7.79 | 0.779 |
m5= 398 | 8.38 | 8.41 | 8.62 | 8.47 | 0.847 |
1) Use papel milimetrado para elaborar el gráfico T(s) vrs. m(Kg)
PARTE C: DETERMINACIÓN DE LAS ECUACIONES QUE DESCRIBEN EL MO-VIMIENTO
Masa medida(g) | Amplitud(cm) | Período(s) |Frecuencia(Hz) | Frecuencia angular(rad/s) | Angulo de fase(rad) |
398 | 20 20.5 | 0.8405 | 1.1897 | 7.48 | π |
ANALISIS DE RESULTADOS
PARTE A. DETERMINACION DE LA CONSTANTE ELASTICA DEL RESORTE
Del gráfico Y vrs F, en papel milimetrado:
1. Observe la gráfica, ¿Es de forma lineal? Si
2. ¿Sale del origen? No
Sí no sale del origen, ¿Cuál es el valor del intercepto? (con unidades)...
En la naturaleza hay muchos movimientos que se repiten a intervalos iguales de tiempo, estos son llamados movimientos periódicos.
Se ha idealizado un tipo de movimiento oscilatorio, en el que se considera que sobre el sistema no existe la acción de las fuerzas de rozamiento, es decir, no existe disipación de energía y el movimiento se mantiene invariable. Este movimiento sellama MOVIMIENTO ARMÖNICO SIMPLE (MAS).
En un movimiento armónico simple la magnitud de la fuerza ejercida sobre la partícula es directamente proporcional a su elongación, esto es la distancia Y a la que se encuentra ésta respecto a su posición de equilibrio.
Para este laboratorio se tendrá en cuenta la energía potencial elástica y la LEY DE HOOKE que se expresa en la siguiente ecuación:
F= −kx ,para nuestro caso particular ya que tenemos un sistema masa resorte, en el cual la masa está suspendida verticalmente, usaremos la expresión F=-KY, que sigue siendo la ley de Hooke. Donde k es una constante característica del resorte denominada constante elástica, el signo negativo indica que la dirección de la fuerza aplicada sobre el resorte es de sentido contrario al desplazamiento experimentadopor el sistema.
la posición o elongación se puede determinar con la expresión:
La velocidad instantánea de un punto que ejecuta un movimiento armónico simple se obtiene derivando la posición respecto al tiempo:
La aceleración es la variación de la velocidad del movimiento respecto al tiempo y se obtiene por lo tanto derivando la ecuación de la velocidad respecto al tiempo:
Si elsistema se desplaza manualmente una distancia hacia abajo o hacia arriba con respecto a la posición de equilibrio con la amplitud con que se haya desplazado el sistema, si se desprecia la fuerza de rozamiento, la masa del resorte y el resorte obedece la ley de Hooke, entonces el periodo de la oscilación esta dado por la relación:
Resorte vertical.
La mayoría de veces analizamossistemas masas-resorte, pero en una ubicación horizontal , los que se encuentran sin estirar en su posición de equilibrio. En muchos casos, sin embargo, tenemos resortes en posición vertical, como lo es en el caso de nosotros, y nuestra practica de laboratorio.
El resorte tiene una longitud original L, cuando se ata una masa (m) a un resorte en posición vertical, el sistema está en equilibrio cuandoel resorte ejerce una fuerza hacia arriba igual al peso de la masa. Esto es, el resorte se estira una longitud ΔL dada por:
kΔL = mg ⇒ k
Δ = mg
PROCEDIMIENTO
PARTE A: DETERMINACION DE LA CONSTANTE ELASTICA DEL RESORTE.
TABLA 1: VALORES EXPERIMENTALES Y - F
MASA MEDIDA(g) | FUERZA(N) | ELONGACIÓN(m) |
m1= 148 | 1.9364 | 0.076 |
m2= 248 | 2.4254 | 0.104 |
m3= 297.5 | 2.9095 |0.128 |
m4= 348.6 | 3.4093 | 0.151 |
m5= 398 | 3.8924 | 0.175 |
1) Use papel milimetrado para elaborar el gráfico Y(m) vrs F(N)
PARTE B: DETERMINACION EXPERIMENTAL DE LA RELACION ENTRE EL PERIODO Y LA MASA
TABLA 2: DATOS EXPERIMENTALES T – m
MASA MEDIDA(g) | TIEMPO DE 10 OSCILACIONES, (s) | TIEMPO MEDIO, (s) | PERIODO,T = (s) |
m1= 148 | 6.00 | 5.50 | 6.02 | 5.84 |0.584 |
m2= 248 | 6.95 | 6.75 | 6.69 | 6.80 | 0.680 |
m3= 297.5 | 7.28 | 7.37 | 7.25 | 7.30 | 0.730 |
m4= 348.6 | 8.03 | 7.48 | 7.85 | 7.79 | 0.779 |
m5= 398 | 8.38 | 8.41 | 8.62 | 8.47 | 0.847 |
1) Use papel milimetrado para elaborar el gráfico T(s) vrs. m(Kg)
PARTE C: DETERMINACIÓN DE LAS ECUACIONES QUE DESCRIBEN EL MO-VIMIENTO
Masa medida(g) | Amplitud(cm) | Período(s) |Frecuencia(Hz) | Frecuencia angular(rad/s) | Angulo de fase(rad) |
398 | 20 20.5 | 0.8405 | 1.1897 | 7.48 | π |
ANALISIS DE RESULTADOS
PARTE A. DETERMINACION DE LA CONSTANTE ELASTICA DEL RESORTE
Del gráfico Y vrs F, en papel milimetrado:
1. Observe la gráfica, ¿Es de forma lineal? Si
2. ¿Sale del origen? No
Sí no sale del origen, ¿Cuál es el valor del intercepto? (con unidades)...
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