Laboratorio_2
Páginas: 5 (1145 palabras)
Publicado: 27 de septiembre de 2015
Resonancia
Carrillo Cepeda, Horly Nardiz1 y Ojeda Cruz, Maryuri Kiriatain2.
Fundación universitaria de san gil- UNISANGIL, Facultad de ciencias Naturales e ingenierías
Ingeniería Ambiental
Yopal, Colombia
horlyc28@hotmail.com
maryurita.ojeda.c@gmail.com
Resumen — En la práctica de laboratorio trabajamos con simulaciones en el Software Interactive Physics, se busca que el estudianteobserve el comportamiento del oscilador armónico amortiguado y forzado para observar el fenómeno de la Resonancia.
Palabras clave— forzado, energía, tiempo, amplitud, simulación.
Abstract – In the laborator practice we are employed with simulations at the Software Interactivate Physics, there is looked that the student observes the behavior of the harmonic oscillator muffled and forced toobserve the phenomenon of the Resonance.
Keywords – Convict, energy, time, extent, simulation.
INTRODUCCIÓN
El objetivo general era verificar la teoría del oscilador armónico amortiguado y el oscilador armónico forzado y como objetivos específicos se pretendía observar el comportamiento del oscilador armónico amortiguado y verificar el fenómeno de la resonancia.
El movimiento oscilatorio forzadose produce cuando la energía de un oscilador amortiguado disminuye con el tiempo, como resultado de la fuerza disipativa.
Si la energía que aporta la fuerza aplicada es mayor que la que disipa la fuerza de rozamiento, la amplitud de las oscilaciones del sistema aumenta. Cuando la energía aportada por la fuerza aplicada es igual a la disipada por rozamiento, la amplitud de oscilación del sistemapermanece constante.
El oscilador forzado, está sometido a una fuerza restauradora y a una fuerza externa (fuerza impulsora) que varía armónicamente con el tiempo.
I. DESARROLLO DE CONTENIDOS
A. Procedimiento
1. En un ambiente (mundo) sin gravedad ni fricción de contacto, construya un sistema masa resorte con amortiguador en medio de dos bloques anclados al espacio de trabajo. Ubique lamasa en el origen.
2. Para mayor facilidad, asígnele a la masa el valor de 4 kilogramos, la constante del resorte de 400 N/m y a la constante de amortiguamiento, 12 N*s/m.
Figura 1: Sistema masa-resorte sobre una superficie horizontal con rozamiento.
3. Realice los cálculos teóricos para encontrar el valor de la frecuencia angular y el periodo de oscilación del sistema.
Ecuacion1: Para calcularfrecuencia angular de oscilación. Donde: w es frecuencia angular, k es constante elástica, m es masa y b es constante de amortiguamiento.
4. Haga oscilar el sistema aplicando un campo oscilante de amplitud 500 N/kg y una frecuencia angular de 1 s-1. Describa cualitativamente el movimiento. Tome la amplitud de la oscilación del estado estacionario.
Figura 2: Sistema oscilatorio con frecuenciaangular de 1s-1 y amplitud de 1,260 m.
5. Repita el paso anterior variando la frecuencia angular del campo desde 1 s-1 hasta 20 s-1.
Figura 3: Sistema oscilatorio con frecuencia angular del campo desde 20s-1 y amplitud de 0,409.
6. Construya una gráfica de amplitud vs frecuencia y compárela con el referente teórico que se encuentra en los libros de texto.
7. Encuentre la amplitud máximaalcanzada por el oscilador en su estado estacionario.
8. Encuentre las frecuencias para las cuales la amplitud sea el 70 % de la amplitud máxima.
Procedimiento tomado de las guías de laboratorio practica 2: Resonancia, UNISANGIL-2014.
II. ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS
Para la realización de los cálculos teóricos utilizamos la ecuación 1 para poder hallar la frecuencia angular natural.Grafica 1: Amplitud vs. Frecuencia, según los datos obtenidos en la simulación.
Grafica 2: Amplitud en función de la frecuencia para un oscilador amortiguado cuando está presente una fuerza osciladora periódica, referente teórico. Tomada del libro de Serway, Volumen 1-septima edición.
La amplitud alcanza su punto máximo con una frecuencia angular forzada de 10 s-1 esto según...
Carrillo Cepeda, Horly Nardiz1 y Ojeda Cruz, Maryuri Kiriatain2.
Fundación universitaria de san gil- UNISANGIL, Facultad de ciencias Naturales e ingenierías
Ingeniería Ambiental
Yopal, Colombia
horlyc28@hotmail.com
maryurita.ojeda.c@gmail.com
Resumen — En la práctica de laboratorio trabajamos con simulaciones en el Software Interactive Physics, se busca que el estudianteobserve el comportamiento del oscilador armónico amortiguado y forzado para observar el fenómeno de la Resonancia.
Palabras clave— forzado, energía, tiempo, amplitud, simulación.
Abstract – In the laborator practice we are employed with simulations at the Software Interactivate Physics, there is looked that the student observes the behavior of the harmonic oscillator muffled and forced toobserve the phenomenon of the Resonance.
Keywords – Convict, energy, time, extent, simulation.
INTRODUCCIÓN
El objetivo general era verificar la teoría del oscilador armónico amortiguado y el oscilador armónico forzado y como objetivos específicos se pretendía observar el comportamiento del oscilador armónico amortiguado y verificar el fenómeno de la resonancia.
El movimiento oscilatorio forzadose produce cuando la energía de un oscilador amortiguado disminuye con el tiempo, como resultado de la fuerza disipativa.
Si la energía que aporta la fuerza aplicada es mayor que la que disipa la fuerza de rozamiento, la amplitud de las oscilaciones del sistema aumenta. Cuando la energía aportada por la fuerza aplicada es igual a la disipada por rozamiento, la amplitud de oscilación del sistemapermanece constante.
El oscilador forzado, está sometido a una fuerza restauradora y a una fuerza externa (fuerza impulsora) que varía armónicamente con el tiempo.
I. DESARROLLO DE CONTENIDOS
A. Procedimiento
1. En un ambiente (mundo) sin gravedad ni fricción de contacto, construya un sistema masa resorte con amortiguador en medio de dos bloques anclados al espacio de trabajo. Ubique lamasa en el origen.
2. Para mayor facilidad, asígnele a la masa el valor de 4 kilogramos, la constante del resorte de 400 N/m y a la constante de amortiguamiento, 12 N*s/m.
Figura 1: Sistema masa-resorte sobre una superficie horizontal con rozamiento.
3. Realice los cálculos teóricos para encontrar el valor de la frecuencia angular y el periodo de oscilación del sistema.
Ecuacion1: Para calcularfrecuencia angular de oscilación. Donde: w es frecuencia angular, k es constante elástica, m es masa y b es constante de amortiguamiento.
4. Haga oscilar el sistema aplicando un campo oscilante de amplitud 500 N/kg y una frecuencia angular de 1 s-1. Describa cualitativamente el movimiento. Tome la amplitud de la oscilación del estado estacionario.
Figura 2: Sistema oscilatorio con frecuenciaangular de 1s-1 y amplitud de 1,260 m.
5. Repita el paso anterior variando la frecuencia angular del campo desde 1 s-1 hasta 20 s-1.
Figura 3: Sistema oscilatorio con frecuencia angular del campo desde 20s-1 y amplitud de 0,409.
6. Construya una gráfica de amplitud vs frecuencia y compárela con el referente teórico que se encuentra en los libros de texto.
7. Encuentre la amplitud máximaalcanzada por el oscilador en su estado estacionario.
8. Encuentre las frecuencias para las cuales la amplitud sea el 70 % de la amplitud máxima.
Procedimiento tomado de las guías de laboratorio practica 2: Resonancia, UNISANGIL-2014.
II. ANALISIS Y DISCUSION DE RESULTADOS
Para la realización de los cálculos teóricos utilizamos la ecuación 1 para poder hallar la frecuencia angular natural.Grafica 1: Amplitud vs. Frecuencia, según los datos obtenidos en la simulación.
Grafica 2: Amplitud en función de la frecuencia para un oscilador amortiguado cuando está presente una fuerza osciladora periódica, referente teórico. Tomada del libro de Serway, Volumen 1-septima edición.
La amplitud alcanza su punto máximo con una frecuencia angular forzada de 10 s-1 esto según...
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