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Ley de Hooke y movimiento oscilatorio del sistema masa-resorte


Enviado por   •  30 de Julio de 2022  •  Trabajos  •  833 Palabras (4 Páginas)  •  105 Visitas

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[pic 1]

UNIDADES TECNOLÓGICAS DE SANTANDER

INFORME DE LABORATORIO DE FÍSICA

[pic 2]

PRÁCTICA MAGISTRAL

N° 5

TÍTULO: Ley de Hooke y movimiento oscilatorio del sistema masa-resorte

INTEGRANTES

NOMBRE:

VERA FERNANDEZ OSCAR EDUARDO

CÓDIGO: 1094552497

NOMBRE:

ARIAS GARCIA BRAYAN ANDRES

CÓDIGO: 1095953412

NOMBRE:

HERNANDEZ MARTINEZ LEYDI CAROLINA

CÓDIGO: 1098674659

NOMBRE:

VILLAMIZAR HEREDIA JUAN SEBASTIAN

CÓDIGO: 1095827229

GRUPO#: E-253

SUBGRUPO #: 4

FECHA DE ENTREGA: 09/04/2022

DOCENTE: ADRIANA LUCIA GELVEZ CORTEZ

RESUMEN

 Las fuerzas producen sobre los cuerpos dos efectos diferentes:

A) Producen aceleraciones

B) Producen deformaciones sobre los cuerpos elásticos

En este laboratorio vamos a evidenciar ese efecto que ocurre en un resorte al aplicarle una fuerza. Lo que aumenta la longitud del resorte: Δ𝑰=(−)𝟎 al aplicarle una fuerza. La fuerza se la aplicamos colgando del resorte distintas masas con diferentes pesos por lo tanto F=mg. El primero en obtener una relación matemática entre la deformación del resorte e Δl y la fuerza aplicada fue Robert Hooke. Hooke llegó a la conclusión que existe una relación directamente proporcional entre ambas magnitudes.

F= k Δl

En donde k es una constante característica de cada muelle, denominada constante elástica.

TABLAS DE DATOS Y GRÁFICAS

Resorte grande                               lo =10 cm

m[g]

s[cm]

50

26

100

42,5

150

59

200

74

PRIMERA PARTE: LEY DE HOOKE

[pic 3]

TABLA 1

GRÁFICA 1

Resorte pequeño                               lo =10.5 cm

m[g]

s[cm]

50

33

100

56

150

79

200

101,4

                              TABLA 2

EVALUACIÓN Y CÁLCULOS

Como parte de la evaluación ahora usted debe realizar las siguientes actividades:

  • Ley de Hooke.

  1. Complete las tablas 1a y 1b calculando la fuerza F y la elongación S.

[pic 4]

Fuerza

Lo=        [cm]

Elongación

n

F [N]

L [cm]

S [cm]

S[m]

1

490,5

10,5

33

0,33

2

981

10,5

56

0,56

3

1471,5

10,5

79

0,79

4

1962

10,5

101,4

1,014

Tabla 1a

Fuerza

Lo=        [cm]

Elongación

n

F [N]

L [cm]

S [cm]

S[m]

1

490,5

10

26

0,26

2

981

10

42,5

0,425

3

1471,5

10

59

0,59

4

1962

10

74

0,74

Tabla 1a

[pic 5]

  1. Realice para cada caso la gráfica F[N] vs S[m] a partir de los datos registrados en las tablas 1a y 1b.

GRÁFICA 1

[pic 6]

GRÁFICA 2

[pic 7]

  1. Para cada gráfica F vs S del punto b) aplique regresión lineal y obtenga los valores y unidades de las respectivas pendientes, puntos de corte y factores de correlación de los datos. ¿Qué significado tienen dichas pendientes?
  • Resorte 1

PENDIENTE: 3054

FACTOR DE CORRELACIÓN: 0.99

PUNTO DE CORTE: -312

  • Resorte 2

PENDIENTE: 2149

FACTOR DE CORRELACIÓN: 1

PUNTO DE CORTE: -221

¿Qué significado tiene la pendiente?

Utilizando la fórmula de la Ley de Hooke se cumple que:

[pic 8]

Dónde:

F: Fuerza para estirar o contraer el resorte (N)

K: Constante del resorte (N/m)

S: Elongación (m)

Comparando la fórmula de la Ley de Hooke con la fórmula de la ecuación de la línea recta sería:

[pic 9]

 [pic 10]

[pic 11]

[pic 12]

[pic 13]

[pic 14]

[pic 15]

[pic 16]

Para la parte de la evaluación del "Movimiento oscilatorio" vamos a hacer lo que se acordó en clase: Un análisis cualitativo del comportamiento del movimiento en función de la masa colgante y la constante del resorte. Van a tratar de contestar, a partir de las gráficas de recorrido en función del tiempo, las preguntas de ¿Cómo varía el periodo el función de la masa, se hace mayor o menor? ¿Cómo varía el periodo en función de la constante del resorte? y también van a analizar si se detiene más rápido con el cambio de estas cantidades: masa y constante del resorte. El periodo es el tiempo que tarda en dar una oscilación, el cual pueden obtenerlo de la gráfica al relacionar el tiempo que tarda en volver a una misma posición.

ANÁLISIS DE RESULTADOS, DATOS Y GRÁFICAS

- La deformación de un objeto elástico es directamente proporcional a la fuerza que se ha ejercido sobre él.

- La fuerza elástica con la que este objeto responde a la fuerza que lo deforma siempre tiene sentido contrario a la deformación.

OBSERVACIONES

- Los objetos elásticos se deforman debido a la acción de una fuerza, pero recuperan su forma inicial una vez cesa esta fuerza.

- Cuando aplicas una fuerza a un resorte, probablemente este se alargará. Si duplicas la fuerza, el alargamiento también se duplicará. Esto es lo que se conoce como la ley de Hooke.

CONCLUSIONES

El comportamiento de un resorte es de forma lineal ya que, al aplicarle la fuerza, corresponderá a una distancia y al momento de graficarlo representa una línea recta.

 En este laboratorio pudimos comprobar la Ley de Hooke (la deformación producida por una fuerza es proporcional al valor de dicha fuerza, en este caso la deformación ocurrida en un resorte) es verdadera. La constante depende de la capacidad de elongación que tiene cada resorte, desde el estado de equilibrio hasta el estado final causado por el peso de la masa.

 Con dicha ley nos ayuda a identificar el límite de la tensión elástica de un cuerpo, y a su vez se pueden estudiar todos los aspectos relacionados con fuerzas y trabajo de los resortes.

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

Serway, Raymond. (2000) FISICA Tomo I. 7ª Ed. McGraw Hill. México.

Serway-septima-edicion-castellano (yumpu.com)

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