Movimiento Armonico Simple - Laboratorio Practico

Introduccion
En este experimento lo que queremos con un modelo masa-resorte es mostrar y discutir con datos y gráficas el movimiento oscilatorio cuando una masa sostenida por un resorte es desplazada de su posición de equilibrio. El Movimiento Armónico Simple es un movimiento periódico en el que la posición varía según una ecuación de tipo senoidal o cosenoidal. La velocidad del cuerpo cambiacontinuamente, siendo máxima en el centro de la trayectoria y nula en los extremos, donde el cuerpo cambia el sentido del movimiento.
El M.A.S. es un movimiento acelerado no uniformemente. Su aceleración es proporcional al desplazamiento y de signo opuesto a este. Toma su valor máximo en los extremos de la trayectoria, mientras que es mínimo en el centro. Podemos imaginar un M.A.S. como unaproyección de un Movimiento Circular Uniforme.
Cuando un punto (P) recorre una circunferencia con velocidad uniforme, su proyección (Q) sobre cualquiera de los diámetros de esta, realiza un tipo de movimiento armónico simple. Cada vez que el punto se encuentre en uno de los cuatro cuadrantes de la circunferencia, se trazará una perpendicular desde el punto a un diámetro fijo de la circunferencia.A medida que el punto escogido se mueve a velocidad uniforme, el punto proyectado en el diámetro, realizará un movimiento oscilatorio rectilíneo.

OBJETIVOS



Determinar la constante de un resorte.

Determinar la relación entre el periodo y la masa en el movimiento armónico simple para un sistema masa-resorte.
















Descripcion Teorica
Experimentalmente seestudian los movimientos oscilatorios como preámbulo al análisis de las vibraciones y ondas.
Se utilizan dos sistemas muy particulares, el sistema masa-resorte (utilizado en esta experiencia) y el péndulo simple. Estos sistemas son muy útiles pues nos permiten analizar sin muchas dificultades una gran cantidad de constantes y variables físicas asociadas con los movimientos periódicos.
En elanálisis físico del movimiento de estos sistemas se descubre que las condiciones para que exista una oscilación es que debe existir una fuerza restaurada que apunte siempre hacia un mismo punto, el punto de equilibrio.
El modelo matemático que describe el movimiento oscilatorio, tiene una solución lineal siempre y cuando la fuerza restauradora sea proporcional a la deformación respecto alpunto de equilibrio. En el sistema masa-resorte, la fuerza restauradora se origina cuando se deforma el resorte y, siempre será proporcional al estiramiento cuando este sea pequeño, de tal manera que no se supere el límite elástico del resorte.
El período de oscilación de un resorte para una masa fija al extremo de un resorte está dado por la relación:
T= 2π √(m/k)
En donde: k = constante deelasticidad del resorte
M= masa efectiva del sistema oscilante
Para considerar mediciones precisas es necesario adicionar parte de la masa del resorte a la masa suspendida de manera tal que la masa efectiva será: m= m+ 1/3 m_R
m_R = masa del resorte
m= masa suspendida


MATERIALES

Masas de diferentes valores


Metro


Escala y soporte


Cronómetro

BalanzaResorte


Exploracion


PARTE A
Con la ayuda de un resorte, un soporte, porta masas y masas conocidas; arme un dispositivo experimental que le permita medir la fuerza aplicada a un resorte y el respectivo estiramiento que tenga el mismo (sugerencia: por lo menos unas cinco medidas, utilice unidades patrón del sistema internacional de unidades, al medir tenga presente los criterios delas cifras significativas).
PARTE B
Utilizando el montaje anterior, coloque una masa pequeña y estire el resorte unos 5mm. Luego libere el sistema para que oscile libremente, accione un cronómetro y mida el tiempo que tarda en realizar 20 oscilaciones completas y calcule el periodo de oscilación del resorte, tabulen sus datos, repita este ensayo incrementando sucesivamente la masa colgante....