Informe movimiento armonico simple

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FISICA CALOR Y ONDAS

MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE

NOMBRES

GUSTAVO ADOLFO CORREA PASTRAN 1803358

JULIAN DAVID ESPINOSA QUINTERO 2903763

GERSON DAVID VERA MENDOZA 1803497
JULY NATALIA FERNANDEZ VELEZ 2903335

MARGOTH CUERVO

BOGOTA D.C

LABORATORIO FÍSICA CALOR Y ONDAS

UMNG

2020-1

OBJETIVOS

• Analizar y caracterizar el movimiento de un oscilador armónico simple formado por una masa atada a un resorte.
• Hallar la constante elástica del resorte en forma dinámica y estática.

MARCO TEÓRICO

Un oscilador armónico simple es un sistema que puede oscilar alrededor de una posición de equilibrio, en este movimiento se puede decir que la aceleración es proporcional al desplazamiento de la partícula con relación a la posición de equilibrio y va dirigida en dirección opuesta.

Cuando un sistema masa resorte, oscila sobre una superficie horizontal, sin tener en cuenta efectos de fricción con el medio y la superficie se dice que el sistema realiza un movimiento armónico simple, por cinemática la ecuación de movimiento:[pic 2]

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Donde A es la amplitud del movimiento armónico,  es la velocidad angular del movimiento y  es la aceleración inicial del movimiento. Ahora la ecuación de aceleración para este movimiento es:[pic 6][pic 4][pic 5]

Que al ser reemplazado por la ecuación de movimiento original tenemos:

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Es posible hallar la frecuencia natural, como:

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El periodo de un sistema masa-resorte, como:

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Es decir que es posible despejar de la anterior relación el coeficiente del resorte  como:

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Esto es muy útil para el desarrollo de este laboratorio, pues la relación entre el periodo al cuadrado y la constante de elasticidad puede ser descrita mediante el método gráfico.

A continuación, mostraremos los términos que ya mencionamos y que se usan para entender los conceptos teóricos posteriores:

Movimiento armónico simple: El movimiento armónico simple es una repetición de un movimiento, ya sea circular, péndulo o un movimiento oscilatorio.

Ley Hooke: La ley de Hooke dice que cada elemento resistivo cuenta con una constante de elasticidad. También nos habla de que cada elemento que al estirarlo de ya sea en el eje x o en el eje y, si este vuelve a tomar su posición original hablamos de un elemento elástico.

Oscilaciones armónicas: Las oscilaciones armónicas es el número de veces que se repite el movimiento del objeto en determinado periodo.

MATERIALES

• Resortes
• Masas
•  Regla
• Cronómetro
• Papel milimetrado y papel logaritmo
• Soportes
• Porta pesas

PROCEDIMIENTO

Suspenda el resorte de un soporte de tal manera que pueda oscilar en un plano vertical. Utilizar una porta pesas para suspender masas en el resorte. Tenga en cuenta la masa de la porta pesas en sus mediciones. Elija un referencial adecuado para medir la elongación del resorte.

Para realizar un análisis cuantitativo, se va a realizar una medición de la constante elástica del resorte por dos métodos diferentes que se narran continuación:

Método estático: 

1. Suspender del resorte una masa conocida, y medir la longitud del resorte o su elongación respectiva.
2. Repitiendo este proceso para diferentes masas se grafica la elongación contra el peso de cada masa, calcule la pendiente, que resulta ser el inverso de la constante de elasticidad.

Método dinámico:

1. Suspendiendo una masa en el resorte y haciéndolo oscilar ligeramente. Se mide el tiempo que tarda en dar 10 oscilaciones y se halla el periodo promedio por oscilación, repitiendo el proceso anterior para 6 masas diferentes.
2. Se halla la relación entre T y m mediante dos recursos diferentes: graficando la variable  m vs. T.
3. Se comparan los dos valores de que se obtuvieron por ambos métodos.

DATOS

Longitud inicial= 0,153m  Oscilaciones= 10

Método dinámico Tabla N.1

Método estático Tabla N.2

ANÁLISIS DE RESULTADOS

Método dinámico

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Obtenemos que la pendiente es igual a.

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Método estático

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las pendientes de las rectas son muy aproximadas.

P tabla1P tabla2[pic 16]

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