F Sica 3 Informe II

UNIVERSIDAD DE CUENCA
FACULTAD DE CIENCIAS QUÍMICAS
ESCUELA DE INGENIERÍA AMBINTAL
FÍSICA III

Informe I





Práctica I: Movimiento Oscilatorio





Grupo III
Estudiante:
Docente: Ing. Rodrigo Calderón, Msc
Nivel: III
Periodo lectivo: Septiembre 2014 – Marzo 2015
Fecha: Octubre 17 de 2014



Cuenca – Azuay – Ecuador
Práctica I: Movimiento Oscilatorio

Objetivo General
Demostrar en ellaboratorio las propiedades oscilatorias de un sistema oscilatorio resortes-peso.


Objetivos Específicos
Registrar mediante tablas los resultados obtenidos.
Graficar dichos resultados.

Marco teórico

Movimiento Oscilatorio
La oscilación es un movimiento periódico de vaivén1 referente a una posición central de equilibrio.
Cuando una partícula describe un movimiento oscilatorio, su desplazamiento conrespecto al pozo de potencial origina una fuerza restauradora que trata de hacerla volver hacia su punto de equilibrio.
En las oscilaciones amortiguadas interviene la fricción donde la energía va disminuyendo hasta que finalmente el sistema se detiene, además es visible una disminución progresiva de la amplitud.

Movimiento Armónico Simple (MAS)
En el movimiento armónico simple es un movimientooscilatorio, donde un oscilador armónico2 oscila con referencia al centro de su trayectoria, siendo su posición una función de seno o coseno. Este movimiento se denomina ‘simple’ porque las atenuaciones del medio se desprecian.
Magnitudes del MAS
Elongación (x): distancia que separa a la partícula de su posición de equilibrio.
Punto de equilibrio (pe): punto central de la trayectoria lapartícula.
Amplitud (A): desplazamiento máximo con respecto a la posición de equilibrio.
Ciclo: recorrido de ir desde una posición extrema a la otra y volver a la primera, pasando dos veces por la posición.
Angulo de fase inicial (representa en qué punto del ciclo se encontraba el movimiento cuando t=0.
Periodo (T): tiempo en el que la partícula recorre un ciclo. [s]
Frecuencia (f): número de ciclos porunidad de tiempo. [Hz]
Frecuencia angular (): representa la rapidez de cambio de una cantidad angular. [rad/s]

Ley de Hooke
Esta ley es empleada para medir las propiedades elásticas de un cuerpo, indica el aumento en la longitud del resorte o cuerpo elástico, donde la deformación es directamente proporcional a la fuerza deformadora.3
El valor de k revela la rigidez del resorte, un valor altorepresenta que se necesita una gran fuerza para deformar el resorte y una magnitud baja señala lo contrario.




Donde:
F = fuerza recuperadora [N]
x = distancia del cuerpo con respecto a la posición de equilibrio [m]
k = constante de recuperación o constante elástica [N/m]

Cinemática del MAS

Velocidad

[m/s]
Aceleración

[m/s2]
Energía

[J]


Materiales:
Juego de masas
Soporte de hierro
ResortesRegla
Cronometro
Escalímetro

Procedimiento:
1. Ensamblar el sistema resorte-peso.
2. Medir las longitudes de 3 resortes (r1, r2, r3) relajados.
3. Estimar el peso de 3 piezas del juego de masa, luego colocar cada una en eventos diferentes, en el resorte.
4. Al colocar una masa en el resorte, se debe medir la nueva longitud del resorte al contener la masa.
5. Medir el tiempo para 20oscilaciones de prueba, 3 pruebas por cada sistema a diferentes amplitudes.
6. Para cada masa determinar un tiempo promedio para las 20 oscilaciones.
7. Repetir los pasos anteriores para los otros 2 resortes, pero cada uno con masas diferentes.
8. Luego de obtener los datos necesarios, calcular: el periodo, freciencia, frecuencia angular y la constante k, respectivas para cada resorte.
9. Tabular los datos10. Ejecutar las gráficas: masa-periodo cuadrado y masa-frecuencia angular.
11. Analizar los resultados obtenidos en la práctica con los teóricos y obtener las conclusiones al respecto.

Cálculos y Operaciones
Resorte 1
Datos medidos:

Parámetros
Simbología
Magnitudes
Unidades
Longitud del resorte relajado
L R1
0,072
m
Valores de las masas
m 1
0,005
kg

m 2
0,02
kg

m 3
0,05
kg
Longitud del...