Ley De Hooke

Laboratorio Fundamentos de espectroscopia, 2012-1

Práctica 1

Ley de Hooke y movimiento armónico simple

Introducción

Algunos materiales se estiran cuando se les aplica una fuerza, tal es el caso de un resorte o una liga; sin embargo, no en todos los materiales elásticos el estiramiento es proporcional a la fuerza. Cuando la proporcionalidad se cumple para un material, el movimiento puede describirse clásicamente como un oscilador armónico simple, cuya solución,- la ecuación de movimiento-se encuentra en términos de funciones seno y coseno, y la descripción es completa cuando se cuenta con las condiciones iniciales del movimiento.

Objetivos

a) Determinar que el material cumple con un estiramiento proporcional a la fuerza; un resorte o una liga. Una vez determinado este material, obtener su constante de fuerza con las mediciones estáticas.

b) Obtener la constante de fuerza a partir de las mediciones dinámicas de período en función de la masa.

c) Determinar que método es más exacto para obtener la constante de fuerza del material.

Conceptos importantes: elongación, límite de elasticidad, tipo de fuerza en un movimiento armónico simple, ecuaciones del MAS [x (t), v (t), a (t)], definición de período, frecuencia lineal y frecuencia angular.

Material disponible: liga, resorte metálico, soporte universal, pinzas, juego de pesas, rondanas, balanza análitica, regla graduada, flexómetro, fotocompuerta

Tratamiento de datos y discusión

1. Describir que material sigue la Ley de Hooke 2. Realizar una gráfica de fuerza, F (N) versus elongación, x (cm) y determinar la constante de

fuerza mediante un ajuste de mínimos cuadrados 3. Construir una gráfica de período, T(s) versus masa, m (Kg). Determine si es una relación lineal o

no. Analicé la dependencia descrita en la teoría. Y establezca el mecanismo por el cual puede linearizar la gráfica. Una vez que ha linealizado la gráfica, lleve un ajuste por mínimos cuadrados a fin de obtener la constante de fuerza.

4. Analicé los dos métodos y establezca cuál es el más exacto.

Bibliografía

1. Physics. Robert Resnick, David Halliday, Kenneth S. Krane. John Wiley & Sons, Inc. Volumen 1, Cuarta Edición.

2. Física. Paul A. Tipler. Tomo I, Segunda Edición. Editorial Reverte, S. 3. Dinámica clásica de las partículas y sistemas. Jerry B. Marion. Editorial Reverte. 4. Effective mass of an oscillating spring. E. Rodríguez, G.A. Gesnouin, The physics teacher,

Volumen 45, 2007.

...