resortes en serie

INFORME DE LABORATORIO “RESORTES EN SERIE”








PRESENTADO POR:
RAFAEL ANDRÉS GARCÍA BERNAL
JUAN PABLO GONZÁLEZ CASAS
GERMÁN ESTÉBAN GUTIÉRREZ POVEDA
CHRISTIAN PATARROYO MESA
SEBASTIÁN RODRÍGUEZ
JOSÉ BERNARDO ROLDÁN TORRES
11A








PROFESOR:
LIC. CAMILO ANDRÉS PRIETO REYES








ÁREA DE CIENCIAS NATURALES Y EDUCACIÓN AMBIENTAL
FÍSICA
LICEO DECERVANTES NORTE
BOGOTÁ D.C.
JUEVES 10 DE ABRIL DE 2014
RESORTES EN SERIE

Autores: Rafael García, Juan Pablo González, Germán Gutiérrez, Christian Patarroyo, Sebastián Rodríguez y José Bernardo Roldán.

Fecha de realización: jueves 10 de abril de 2014
Fecha de entrega: viernes 25 de abril de 2014


INTRODUCCIÓN

Con este trabajo queremos reportar datos y resultados experimentales asociados ala constante de los resortes en serie, así mismo se desean determinar el periodo de oscilación de los sistemas de masa-resorte en sus diferentes configuraciones y corroborarlos experimentalmente.


MARCO TEÓRICO

Los resortes son elementos ampliamente utilizados para la construcción de sistemas dinámicos. Dichos elementos tienen la propiedad de ejercer una fuerza restauradora de naturalezaelástica cuando sufren una deformación relativa entre sus extremos. Esta fuerza puede ser representada a través de la ecuación:

F = −kx

Donde el signo negativo indica que un resorte siempre ejercerá una fuerza en dirección contraria a la dirección en que es deformado. La naturaleza de la fuerza restauradora de un resorte es elástica dado que tiene un comportamiento lineal.

Cuando seanaliza el efecto de las fuerzas ejercidas por los resortes sobre una o distintas masas en un sistema dinámico se toman en cuenta las siguientes consideraciones:

a) La masa es despreciable, dado que no contribuye significativamente al peso del sistema.
b) No existe amortiguamiento interno en el resorte.

Las configuraciones en serie pueden ser representadas a través de un sistema equivalente.El valor de la constante de rigidez equivalente para dicho sistema es diferente para cada configuración. Para encontrar el valor de dicha constante se analizará el sistema de resortes en serie.




Conceptos claves

Resorte: pieza que después de ser movida o experimentar una fuerza puede recobrar su posición inicial.

La ley de Hooke: Es la cantidad de estiramiento o de compresión (cambiode longitud), es directamente proporcional a la fuerza aplicada F.

Oscilación: Es la variación, perturbación o fluctuación en el tiempo de un medio o sistema. Si el fenómeno se repite, se habla de oscilación periódica.

MÉTODO EXPERIMENTAL

Se hizo oscilar el sistema con masas de 0.25kg, 0.30kg, 0.32kg, 0.33kg y 0.35kg y se obtuvo la frecuencia natural de obtuvo el valor de k a partir dela ecuación. Posteriormente se fijó un extremo del resorte en el marco de soporte y se colocó en el otro extremo una serie de masas puntuales, de tal manera que produjeran una elongación pequeña en el resorte, y se midió la nueva longitud del mismo. Posteriormente se colocó otra masa conocida y se midió nuevamente la longitud del resorte. Luego se calculó k utilizando la Ecuación dada. Finalmentese pusieron los resortes y las masas de tal forma que se construyeran distintos sistemas de resortes, tal como se ve en la imagen 3.A. En serie (Imagen de la derecha).

ANÁLISIS DE DATOS

Después del método procedimental se reportaron los siguientes datos procedimentales que pueden ser observados en la tabla 3.A.

Tabla 3.A (en serie)
m (kg)
T (periodo)
K (N/m)
0,25
0,232s
193,37
0,300,249s
191,02
0,32
0,264s
181,26
0,33
0,288s
157,07
0,35
0,294s
149,86

La frecuencia natural fue hallada con un promedio de la masa:

ω = = = = 23,72Hz

Cuestionario

1. Halle los errores porcentuales para las constantes de rigidez de los sistemas teniendo en cuenta el valor teórico y el experimental.

El valor teórico fue hallado a partir de la ecuación:( k1*k2)/k1+k2...