Laboratorio II – Sistema masa-resorte

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Laboratorio II – Sistema masa-resorte

Resumen— En este laboratorio lo que se hizo inicialmente fue tomar diferentes mediciones variando las masas al colgarlas de un resorte y anotar su comportamiento en cuanto a la elongación relacionada a el cambio de masas   para luego  llegar a determinar la constante del resorte K y su respectiva gráfica tanto para el  movimiento armónico como para el que no presentaba en ambos procesos  teniendo en cuenta el error generado a la hora de medir a causa del factor humano y de algunos implementos usados en el laboratorio.

1. INTRODUCCIÓN

Gracias a la diferentes medidas prácticas tomadas en laboratorio con diferentes masas  aplicadas en 2 diferentes formas se pretende comparar la constante K del resorte obtenido teóricamente de ambos procesos y graficar cada uno para establecer relación entre las variables que se grafican de cada uno.

1. Objetivos

1.  General

Analizar el comportamiento de la longitud del resorte con respecto a la fuerza del mismo, mediante unas gráficas realizadas en el software ROOT Cern

1. Específicos

• Observar el cambio de longitud del resorte a medida que se le agrega una masa distinta
• Determinar el tiempo en el que la oscilación se repite, en el instante de mover el resorte, tiempo que se llamará el periodo
• Calcular la fuerza ejercida por el resorte a partir de las diferentes masas
• Realizar una comparación entre las gráficas en donde una de ellas el resorte es estático y la otra presenta oscilaciones
• Determinar la constante  de elasticidad a partir de cálculos realizados con respecto a su masa y la variación de longitud en el resorte

1. Referencia teórica

Un cuerpo se denomina elástico si al actuar una fuerza sobre él sufre una deformación de tal manera que al cesar la fuerza recupera su forma original. Cuando una fuerza externa actúa sobre un material causa un esfuerzo o tensión en el interior del material que provoca la deformación del mismo. En muchos materiales, entre ellos los metales y minerales, la deformación es directamente proporcional al esfuerzo. Esta relación se conoce como la ley de hooke, que fue el primero en expresarla. No obstante si la fuerza externa supera un determinado valor, el material puede quedar deformado permanentemente, y la ley de hooke ya no es válida. El máximo esfuerzo que un material puede soportar antes de quedar permanentemente deformado se denomina límite de elasticidad.

La relación entre el esfuerzo y la deformación, denominada módulo de elasticidad, así como el límite de elasticidad, están determinados por la estructura molecular del material. La distancia entre las moléculas de un material no sometido a esfuerzo depende de un equilibrio entre las fuerzas moleculares de atracción y repulsión. Cuando se aplica una fuerza externa que crea una tensión en el interior del material, las distancias moleculares cambian y el material se deforma. Si las moléculas están firmemente unidas entre sí, la deformación no será muy grande incluso con un esfuerzo elevado. En cambio si las moléculas están poco unidas, una tensión relativamente pequeña causará una deformación grande. Por debajo del límite de elasticidad, cuando se deja de aplicar la fuerza, las moléculas vuelven a su posición de equilibrio y el material elástico recupera su forma original. Más allá del límite de elasticidad, la fuerza aplicada separa tanto las moléculas que no pueden volver a su posición de partida y el material queda permanentemente deformado o se rompe.

La gravedad  terrestre:

Es una de las interacciones fundamentales que consiste en cierta fuerza de atracción hacia un cuerpo gigantesco, en este caso el planeta tierra y para esto se ha dado un valor unitario de 9.8m/s2 para la tierra.

Peso:

es la fuerza que actúa sobre un cuerpo, equivalente a la fuerza que ejerce dicha materia sobre un punto de apoyo, teniendo en cuenta la fuerza de gravedad en este caso la terrestre que es igual a 9.8m/s2aproximadamente y esto multiplicado por la masa del cuerpo.

1. procedimiento

Para el primer montaje se tomó el sistema masa resorte y teniendo el dato de la masa de cada elemento importante para el ejercicio se procedió a realizar las mediciones de la elongación con cada masa; la tabla que se obtuvo fue la siguiente:

Donde el error a tener en cuenta para cada medición lo da el instrumento usado, que para el caso de la masa de usó una balanza digital facilitada por el profesor y que considera un error de 0,1g, para la elongación, se usó un flexometro con un error de 1mm.

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