INFORME N° 1 EL MUELLE ELÁSTICO

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INFORME N° 1

EL MUELLE ELÁSTICO

JOSE CERMEÑO

LINA GONZÁLEZ LEMUS

YANELLIS GUERRERO PAJARO

BRAYAN SANCHEZ PABA

MARTIN JOSE MORALES FONTALVO

GRUPO 3

FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA MECÁNICA

SEPTIEMBRE 17

2019

RESUMEN

En esta práctica denominada “el muelle elástico” se observó el comportamiento de un sistema masa – resorte, el cual se compone de una masa (dada por varias pesitas) unida a un resorte, que a su vez está sujeto a un soporte universal. Este sistema se examinó de dos formas: en primera instancia en el sistema estático fue sometido a diferentes masas con el fin de conocer la elongación de este y la constante de elasticidad teniendo en cuenta la longitud, la masa y la gravedad. En el sistema dinámico fue necesario hacer oscilar el sistema masa-resorte para hallar su periodo y así determinar la constante de elasticidad.

ABSTRACT

This practice called "elastic spring", the behavior of a system observed mass - spring which consists of an attached to a spring, which in turn is attached to a universal support mass. This system was examined in two ways: in the first instance in the static system was subjected to various masses in order to meet the elongation of the spring constant and considering the length, mass and gravity. In the dynamic system it was necessary to rock the mass-spring system to find its period and determine the spring constant.

INTRODUCCIÓN

El siguiente informe se realizará con el fin de dar muestra del cumplimiento de los objetivos propuestos, con los cuales se decidió realizar la práctica de dicho experimento; donde el objetivo primordial es encontrar la posibilidad de hallar la constante de elasticidad de un resorte a través del periodo con el que este oscilaba al tener una masa constante conectada a él y también al varia la fuerza (peso), en la misma posición.

Un sistema masa-resorte, es una técnica que comúnmente es utilizada para medir la constante de fuerza de un resorte. El resorte se cuelga verticalmente y luego se le une una masa (m) en su extremo inferior. el resorte se estira a una distancia (d) a partir de su posición de equilibrio bajo la acción de la carga (mg), (peso) puesto que la fuerza del resorte está dirigida hacia arriba, se debe equilibrar el peso (mg) hacia abajo cuando el sistema esté en reposo; en este caso se aplica la ley de Hooke.

MARCO TEORICO

En el siguiente laboratorio se estudiará el comportamiento que presenta el sistema masa-resorte, que es otra representación del movimiento armónico simple (M.A.S). El sistema masa-resorte responde a una masa “m” atada a un resorte, que se encuentra ligado a un soporte universal. Para el estudio de este sistema fue necesaria la utilización de un resorte del cual pendía una masa, esto con el fin de deformarlo y observar el comportamiento que presentaba al aplicarle una fuerza.

El resorte es un elemento de longitud normal en ausencia de fuerzas externas, al aplicarle una fuerza este elemento se alarga o se acorta en una magnitud “x” llamada deformación, además los resortes cuentan con una caracterización mediante una constante “k” que es igual a la fuerza por unidad que se le aplica para deformarlo. La fuerza ejercida por el resorte es igual y opuesta a la fuerza aplicada en un principio cuando se le agregó la masa, a esto se le llama fuerza recuperadora. Esto lo podemos ver mediante la siguiente formula donde se relacionan cada uno de los elementos

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Al igual que en todo movimiento oscilatorio, hay que tener en cuenta unos elementos que hacen que su estudio sea certero en la medida donde se presenten las condiciones ideales para tal experiencia, por ello es necesaria estos compendios fundamentales:

• Oscilación (n): Una oscilación se presenta cuando una partícula completa un viaje de ida y vuelta recorriendo toda la trayectoria, es decir se completa una oscilación cuando la partícula vuelve a su punto de partida.
• Fuerza Recuperadora: Es aquella fuerza que se encarga de devolver el cuerpo a su estado de equilibrio, sin esta no habría oscilación.
  Con su fórmula antes presentada

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• Amplitud (A): Es la magnitud máxima del desplazamiento con respecto al punto de equilibrio, esta siempre es positiva.

• Periodo (T): Es el tiempo que tarda una partícula en realizar una oscilación. Su unidad es segundos (s).

En este caso la ecuación para hallar el período no es la convencional sino la que se tiene adapta para este sistema:

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MATERIAL UTILIZADO

• Resorte.
• Pesas de 50g y 200g.
• Cronómetro.
• Regla Métrica.
• Dos soportes universales (uno para sostener el resorte y otro para la regla).

MÉTODOS EXPERIMENTALES

Para la realización de este primer laboratorio, denominado sistema Masa-Resorte, se procedió a analizar el sistema previamente armado por el profesor. Seguidamente, se midió la longitud inicial del resorte ; luego en la parte inferior del resorte se le fueron agregando una serie de pesas de masas 50g y 200g  lo cual produjo una variación en la longitud del mismo. Este sistema masa resorte se analizó en 2 casos, uno estático y el otro dinámico. [pic 5][pic 6]

Para el caso en el que el sistema se encontraba estático el objetivo era hallar la constante de elasticidad del resorte, a partir de la relación entre la masa y la longitud tomada por el resorte   Para el caso en el que el sistema se encontraba dinámico, se aplicó una fuerza sobre la masa, la cual ocasionó un estiramiento del resorte haciéndolo oscilar. En este caso, se midió 5 veces el tiempo durante el cual el sistema completaba 10 oscilaciones para luego sacar un tiempo promedio y dividirlo entre el número de oscilaciones (10); de esta manera se calculó el periodo del sistema, el cual era necesario para calcular la constante de elasticidad del resorte. Cada caso se realizó 5 veces, variando la masa 50g la masa colocada sobre el resorte, lo que ocasionaba una variación en la longitud para el caso estático; y una variación el periodo para el caso dinámico; y por tanto una variación en las constantes halladas en cada caso. Por último, se calculó una constante de elasticidad promedio tanto para cuando el sistema se encontraba estático, como para cuando se encontraba dinámico. [pic 7]

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