LAB



UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR
FACULTAD DE INGENIERÍA Y ARQUITECTURA
UNIDAD DE CIENCIAS BÁSICAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA


CICLO I 2015

FÍSICA II


SEMANA 8
LABORATORIO No. 4
MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE






Espectro electromagnético y sus diferentes regiones.
La parte relacionada con la “luz” visible está ampliada.




I- OBJETIVOS GENERALES
Que elestudiante:

1. Estudie el sistema mecánico masa-resorte.
2. Analice la importancia de las fuerzas restauradoras.
3. Desarrolle las habilidades y destrezas en el manejo de equipo.

II- OBJETIVOS ESPECÍFICOS

Que el estudiante, con el sistema mecánico masa – resorte (vertical) proporcionado:

1. Determine experimentalmente la constante elástica del resorte.
2. Determine experimentalmente los períodos deoscilación del sistema masa–resorte para diferentes masas y la relación período-masa
3. Encuentre la frecuencia y la frecuencia angular para una masa determinada del sistema además determine la ecuación de la posición en función del tiempo.
4. A partir de la ecuación de posición, determine la ecuación de la velocidad y la aceleración del cuerpo oscilante para cualquier instante.
5. Calcule la velocidady aceleración máxima de la masa oscilante, la energía potencial y la energía cinética del sistema en ciertas posiciones y además la energía mecánica total.
6. Utilice correctamente el criterio de cifras significativas en las lecturas de los instrumentos y en las operaciones.

III- INTRODUCCIÓN TEÓRICA.
Son acontecimientos periódicos las estaciones del año, la noche y el día, las fases de la luna,la respiración, el latir del corazón, etc.

Cualquier tipo de acontecimiento que se repite a intervalos iguales de tiempo, se llama periódico. Dentro de estos hay movimientos periódicos con características como las siguientes:

- Oscila con respecto a una posición de equilibrio.
- La dirección y sentido de la fuerza (y de la aceleración) es siempre dirigida hacia la posición de equilibrio.Muchos fenómenos de suma importancia tienen un movimiento oscilatorio: Las ondas sísmicas, las ondas electromagnéticas y las ondas sonoras entre ellas; y las aplicaciones son numerosas en los diferentes campos de la ciencia: por ejemplo; el ultrasonido se utiliza tanto en la salud como en pruebas de materiales

Un sistema oscilante sencillo puede representarse por un cuerpo de masa "m" suspendidoverticalmente de un resorte, separándolo de su posición de equilibrio y luego soltándolo; su movimiento es una serie de oscilaciones libres. La masa separada de su posición de equilibrio es atraída hacia esta posición por la acción de una fuerza restauradora "F" que en este caso la proporciona el resorte.



Mientras la deformación del resorte no exceda su capacidad elástica (deformaciones pequeñas),la fuerza "F" será directamente proporcional a la deformación del resorte o elongación "Y"; situación que se puede representar como F = - kY (ley de Hooke).


La característica de un sistema que está en movimiento armónico simple es que la dependencia temporal de las variables dinámicas es de la forma:

Y = Ym cos (t + ) (1)
Donde:
Y: Elongación.
Ym: Amplitud del movimiento.
ω: Frecuenciaangular del movimiento.
t: Tiempo.
 = Constante de fase.

En un sistema oscilante constituido por una masa y un resorte, es importante determinar el período de oscilación (T); su magnitud que se calcula así:
(2)
Donde:
T: Período de oscilación.
m: Masa que oscila
k: Constante elástica del resorte.

Para determinar la velocidad y la aceleración del cuerpo en cualquier instante, se deriva laecuación (1) con respecto al tiempo una y dos veces respectivamente.

Para el desarrollo de este laboratorio, haremos las siguientes aproximaciones: no hay fuerzas de fricción, el resorte tiene masa despreciable (resorte ideal), la masa que cuelga del resorte es puntual.

La primera aproximación será tanto más exacta conforme el número de oscilaciones consideradas sea menor.

IV- Temas a repasar o...