Movimiento armonico simple

Práctica #1
EL OSCILADOR ARMÓNICO
Para poder determinar la constante del resorte de manera experimental, se realizaron mediciones del periodo utilizando diferentes masas, dichas mediciones fue posible obtenerlas gracias a las foto compuertas, cabe mencionar que para cada medición del periodo, las masas fueron variando, es decir, aumentamos el peso. Por otro lado también se midió la elongacióndel resorte de igual manera, con diferentes masas, de ese modo pudimos obtener la constante del resorte, no sin antes tener presente los siguientes antecedentes.


En 1678, el inglés, físico y matemático Robert Hooke formula la ley denominada en su honor ley de Hooke, que refiere a cuerpos elásticos y oscilaciones armónicas. La ley regula el comportamiento elástico en los cuerpos y estableceque:
“Las deformaciones o cambios de volumen producidos en los cuerpos, son directamente proporcionales a las fuerzas o momentos de pares que se produjeron, siempre que no se rebase el límite de elasticidad.”
La forma moderna en que se realiza este experimento se muestra en la figura 1.0.
La fuerza que cuelga mg, se transmite a lo largo de la cuerda inextensible que no tiene nada (su masa esdespreciable comparada con m), el resorte actuado por esta fuerza se alarga de L0 a L siendo L0 su longitud normal cuando no se aplica fuerza; el sistema completo se mantiene en equilibrio de tal forma que la fuerza que ejerce el resorte tiene la misma magnitud que el peso que cuelga. El modelo físico que se aplica en la parte experimental es el siguiente: el resorte no tiene masa (su masa esdespreciable con respecto a la masa que sujeta), está rígidamente sujeto por un extremo a una pared (cuya masa es mucho mayor que la que produce la fuerza actuante mg), las cuerdas no son elongables y no tienen masa, la polea no causa fricción con la cuerda y su masa es igualmente despreciable.
Las mediciones de Hooke se pueden resumir en la figura 1.1, donde x = L = L-L0 es la elongación del resorte yF =mg la fuerza que ejerce al elongarse la cantidad x. Estos experimentos muestran que: mientras la elongación sea pequeña ( L <<L0), el resorte responde linealmente F ~ L, más allá de esta limitación el resorte entra al régimen plástico, después a la deformación y finalmente a la falla; este comportamiento depende del material del que esté hecho el resorte, a su vez la pendiente de lacurva depende del material y la forma helicoidal en que ha sido construido. Aplicando la definición de fuerza se puede establecer la llamada ley de Hooke para el régimen elástico ( L <<L0)
F= -Kx
K = tan se llama la constante elástica o constante de restitución lineal. Para todos los experimentos realizados en estas condiciones sobre resortes helicoidales hechos de diversos materiales ymanteniendo elongaciones pequeñas, obtenemos siempre una fuerza de restitución lineal como la expresada en la ecuación anterior, la única diferencia es la constante de restitución. Esto la convierte en una ley de fuerza; cualquier resorte trabajando en su régimen elástico produce una fuerza de restitución lineal proporcional al desplazamiento desde la posición de equilibrio, la fuerza se opone a ladeformación del resorte; si el resorte se comprime, la fuerza ejercida por este tiende a descomprimirlo, si lo estiramos la fuerza de restitución tiende a llevarlo a su posición normal.
Por otro lado si sobre una barra de un sólido hacemos un esfuerzo de tracción o de compresión, se alargará o comprimirá hasta una situación en que las fuerzas internas entre sus partículas (átomos moléculas) anulenla acción exterior.

A continuación se describe en procedimiento experimental:
a) Tomamos 10 rondanas distintas y medimos sus masas en la balanza analítica
b) Colocamos nuestro soporte del cual vamos a suspender un resorte, en el cual pondremos a oscilar las rondanas y conectamos la fotocompuerta.
c) Ponemos a oscilar las distintas masas, cuidando que la amplitud de la oscilación...