Estudio simple, medida de la aceleración de la gravedad

OBJETIVOS

OBJETIVO GENERAL:

Estudio simple, medida de la aceleración de la gravedad

Montaje de la experiencia

1. Con el sistema masa-resorte vertical con masas de diferente valor realizar el montaje de la ilustración 1.

[pic 1][pic 2]

[pic 3]

1. Cambiando los pesos en el resorte tomamos los datos y los registramos en la tabla 1.
2. Realizar la gráfica de la Fuerza en Newton en función del desplazamiento en el programa Excel y calcular la ecuación de la recta que ajusta los puntos, con base en los datos tabla 2.
3. Tomar el valor de la pendiente de la ecuación de la recta del ejercicio anterior, par calcular los errores de acuerdo con la información de la tabla3.

Marco teórico

LEY DE HOOKE

En la física no solo hay que observar y describir los fenómenos naturales, sino que hay que explicarlos mediante leyes físicas.

Por ejemplo:

La ley de Hooke establece que el límite de la tensión elástica de un cuerpo es directamente proporcional a la fuerza.

Mediante un análisis de interpretación se relaciona la Ley de Hooke con la Ley de la fuerza, trabajo, fuerzas conservativas y energía de resortes, los resortes son muy importantes en la ley de la elasticidad.

Elasticidad y resortes

La vida diaria está llena de fuerzas de contacto como por ejemplo cuerdas, resortes, objetos apoyados en superficies, estructuras, etc.

Si un cuerpo después de ser formado por una fuerza, vuelve a su forma original, cuando esta fuerza deja de actuar se dice que este es un cuerpo elástico.

La Ley de Hooke: “cuando se trata de

Deformar un sólido, este se opone a la

Deformación, siempre que ésta no sea demasiado grande”.

Para una deformación unidimensional, la Ley de Hooke se puede expresar matemáticamente así:

[pic 4]

• K: es la constante de roporcionalidad o de elasticidad.
•  : el alargamiento de su posición de equilibrio.[pic 5]
•  : es la fuerza resistente del sólido.[pic 6]
• El signo (-) negativo de debe a la fuerza restauradora que tiene sentido contrario al desplazamiento.
• Las unidades son: Newton/metro (New/m) – Libras/pies (Lb/p).

Si el sólido se deforma más allá de un

cierto punto, el cuerpo no volverá a su

tamaño o forma original, entonces se dice

que ha adquirido una deformación

permanente.

Como sobre el resorte actúa la fuerza que es el peso de las masas usadas y conocemos las distancias, entonces es posible conocer la constante de restutución a través de la ecuación:

[pic 7]

Como el sistema está en dirección vertical, la aceleración que influte es la gravitatoria. Por tanto: , es decir que la pendiente de la gráfica representa la constante de elasticidad del resorte.[pic 8]

Sitema masa resorte vertical

Un resorte de longitud natural Lo y constante elástica k se coloca en forma vertical, con un extremo sujeto al techo y el otro extremo inicialmente libre. Luego del extremo inferior del resorte se sostiene un bloque de masa m, que deformará la longitud del resorte en forma proporcional al peso suspendido.

Tratamiento del error

 : Valor promedio             [pic 9][pic 10]

Error absoluto: ea=      Error porcentual:[pic 11][pic 12]

Gráficos

[pic 13]

Calculos y Resultados

Tabla 1. Datos experimentales

X Promedio (cm):

X=∑XI/n = 34.5cm+35.1cm+34.8cm/3 = 104,4/3= 34.8 cm

X=∑XI/n= 40.8cm+41.2cm+41.5cm/3 = 123.5/3= 41.2 cm

X=∑XI/n= 46cm+45.9cm+46.3cm/3 = 138.2/3= 46.1 cm

X=∑XI/n= 50.7cm+51.0cm+51.3cm/3 = 153/3= 51 cm

X=∑XI/n= 57cm+56.4cm+57.9cm/3 = 171.3/3= 57.1 cm

Conversión a metros (m):

34.8 cm * 1m/100cm= 0.35 m[pic 14][pic 15][pic 16]

41.2cm*1m/100cm= 0.41 m[pic 17]

46.1cm*1m/100cm=0.46 m[pic 18][pic 19][pic 20][pic 21]

51cm*1m/100cm=0.51 m[pic 22][pic 23]

57.1cm*1m/100cm=0.57 m

Tabla 2. Calculo de la Fuerza

[pic 24][pic 25]

100gr*1kg/1000gr=0,1kg*9,8m/s²=0,98kg.m/s²[pic 26]

300gr*1kg/1000gr=0,3kg*9,8m/s²=2,94kg.m/s²[pic 27][pic 28][pic 29]

400gr*1kg/1000gr=0,4kg*9,8m/s²=3,92kg.m/s²[pic 30][pic 31]

500gr*1kg/1000gr=0,5kg*9,8m/s²=4,9kg.m/s²[pic 32]

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