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LABORATORIO DE ONDAS SISTEMA MASA – RESORTE (CASO DINÁMICO)

DOCENTE: JOSE FERNANDO HERNANDEZ ROSSO. INTEGRANTES: DANIEL FERNANDO PUMAREJO DIFILIPPO.

INTRODUCCIÓN



Porta-pesas.

El movimiento Armónico Simple, un movimiento que se



Conjunto de pesas completo.

explica en el movimiento armónico de una partícula



Resorte helicoidal 3 N/m.

tiene como aplicaciones a los péndulos, es así que



Resorte helicoidal 20 N/m.

podemos estudiar el movimiento de este tipo de



Dinamómetro.

sistemas tan especiales, además de estudiar las



Pasador de sujeción.

expresiones de la Energía dentro del MAS.



Cronometro.

En este experimento deberán descubrir los factores de los que depende el período de oscilación de un resorte

TEORÍA RELACIONADA

helicoidal. Cuando la masa se estira y se suelta, oscila con un

Movimiento armónico simple, sistema masa- resorte,

periodo

ecuaciones.

independiente de la

amplitud de las

oscilaciones, dado por la siguiente ecuación: 𝑚 𝑇 = 2𝜋√ 𝑘 En donde k es la constante de elasticidad del resorte que mide la rigidez del resorte. OBJETIVOS

PROCEDIMIENTO 

Fija el Pasador de sujeción en la nuez y cuelgue el primer resorte helicoidal (3 N/m).



Coloque en el resorte cada una de las masas hasta llegar 140 g incluyendo el porta pesas





Determinar el período de oscilación T de un resorte para varias masas en dos resortes con diferentes constantes elásticas. Calcular la constante elástica de un resorte de forma dinámica.

(10 g). 

Desplace una pequeña distancia vertical la masa y suéltela para que comience a oscilar. Para cada masa determine el tiempo t requerido para 10 oscilaciones, mida este tiempo unas tres veces, haga un promedio y

MATERIALES

registre en la Tabla. 



Base del soporte



Varilla del soporte, l = 600 mm, d = 10 mm. dividida en 2 varillas.



Varilla del soporte, l = 250 mm, d = 10 mm.



Nuez doble.

Repita el procedimiento para el otro resorte (20 N/m).

TABLA DE DATOS. PREGUNTAS Resorte de 3 N/m

1.

Realizar una gráfica del periodo en función de la masa.

RESULTADOS

Amplit ud = x (cm) Tiemp o=t (s)

Xo = 14.8 cm

Período (T) vs Amplitud (A)

1c m

2c m

3c m

4c m

5c m

6c m

5.2 9 5.2 9 5.3 0 5.2 9 0.6 6

5.3 0 5.3 3 5.3 2 5.3 1 0.6 6

5.3 1 5.2 8 5.3 2 5.3 0 0.6 6

5.3 3 5.3 2 5.3 0 5.3 1 0.6 6

5.3 4 5.3 1 5.3 2 5.3 2 0.6 6

5.3 3 5.3 3 5.3 0 5.3 2 0.6 6

Period o=T (s) Tabla 1: Datos obtenidos cuando se varía la amplitud del sistema masa-resorte

Periodo T (s)

m = 50 g,

0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0

Series1

1

2

3

4

5

6

Amplitud A (cm)

Gráfica 1: período (T) en función de amplitud (A). Fuerza (W) vs Desplazamiento (x) 0.6

Resorte de 20 N/m

Conversión a metros

50 10.3 10.1 10.0 10.1

0.03 0.04 0.06 0.08 0.10

Fuerza (N)

10 20 30 40 3.0 4.0 5.9 8.1 Desplazamiento 2.9 4.0 5.9 1.0 (cm) 3.0 4.1 5.8 8.2 Promedio (cm) 2.97 4.00 5.86 8.10 Masa (g)

0.5 0.4 0.3 0.2

Series1

0.1 0 0.03 0.04 0.06 0.08 0.10

Desplazamiento (m)

2.

Linealice la gráfica construida y halle la pendiente de esta grafica lineal

5.

3.

¿Cuál es la influencia de K en T?

Obtenga el valor de la constante elástica del resorte y compare con la teórica.

La constante de elasticidad del resorte es aproximadamente de (5.6±4.6) N/m. x 3,27 9,80 4,90 4,90 4,90 5,60

x´ 5,56 5,56 5,56 5,56 5,56 5,56

4.

ea 2,29 4,24 0,66 0,66 0,66 0,04

e% 41,20 76,21 11,90 11,90 11,90 0,69

Haga análisis de errores y calcule porcentajes de error.

𝑥̅ : 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑝𝑟𝑜𝑚𝑒𝑑𝑖𝑜

𝑥𝑖 : 𝑣𝑎𝑙𝑜𝑟 𝑚𝑒𝑑𝑖𝑑o

Error porcentual: e%

Error absoluto: ea 𝑒𝑎 = |𝑥𝑖 − 𝑥̅ |

CONCLUSIÓN. 

La constante de elasticidad del resorte (K) se puede hallar a través del cociente entre el peso de las masas y la longitud correspondiente (mg/x). Con la constante de











elasticidad del resorte es posible predecir la distancia que se desplazará el sistema masa resorte con determinada masa, o también, determinar la fuerza necesaria para estirar a cierta medida el resorte. La amplitud del resorte no influye en el periodo de oscilación, pero si influye la masa y el tipo de resorte. Tomar varias veces una misma medida (sea de tiempo o longitud) permite obtener valores medios que reducen el margen de error, proporcionando resultados precisos para su respectivo análisis. El aumento de longitud que es lo que se alarga se da a medida que aumenta la fuerza ejercida sobre él mismo, la parte lineal de la gráfica 2 la longitud aumenta cada 5 cm por cada Newton (N) adicional de la fuerza aplicada. El cambio de longitud (deformación) es proporcional a la fuerza (tensión), una relación conocida como ley de Hooke. Se concluye también que la constante elástica de los resortes, toma exactamente el mismo valor independiente de las elongaciones de los resortes, pues está constante elástica depende de la naturaleza del resorte. Otro dato consiste en que la fuerza de restitución del resorte evidentemente es directamente proporcional al desplazamiento ver grafica 1 y por lógica esta fuerza va en sentido contrario al desplazamiento; ya que implica ser una fuerza restauradora hacia la posición de equilibrio. BIBLIOGRAFÍA.

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http://www2.ib.edu.ar/becaib/cdib/trabajos/Sanger.pdf Guías de laboratorio diseñadas por la Lic. Sandra Ramos SERWAY y SEARS 4 Edición