Movimiento Armonico Simple

Movimiento Armónico Simple

RESUMEN

En este laboratorio aprenderemos a hallar la constante de un resorte y otros factores, poniendo en práctica la ley de Hooke, además analizaremos que fenómenos alteran esta ley como por ejemplo la influencia que tiene la masa sujeta a un resorte en la dinámica del sistema

PALABRAS CLAVE: Resorte, Ley de Hooke, Masa.

INTRODUCCION

Mostraremos en el informe como hallar la contante del resorte por medio de la ley de Hook, a partir de medidas de elongación de un sistema masa-resorte.

También mostraremos como hallar la dinámica de dicho sistema

MARCO TEORICO

Uno de los tipos más sencillos de movimiento vibratorio es el de una masa unida a un resorte. Supongamos que una masa se mueve sobre una superficie horizontal sin fricción. Si el resorte se alarga o se comprime una distancia pequeña, x, respecto a su posición de equilibrio, y después se suelta, ejerce una fuerza sobre la masa. La ecuación para calcular la fuerza de este resorte es

Ecuación (1) F_r= -K x

Donde k es una constante positiva que se conoce como la constante de fuerza del resorte. Esta ley de la fuerza de los resortes fue descubierta por Robert Hooke en 1678 y se le conoce como ley de Hooke.

El signo negativo en la ecuación significa que la fuerza ejercida por el resorte tiene siempre una dirección opuesta al desplazamiento de la masa. La fuerza del resorte siempre actúa hacia la posición de equilibrio, a veces se le describe como fuerza restauradora.

Se produce un movimiento armónico simple cuando la fuerza neta es proporcional al desplazamiento y en dirección opuesta al mismo.

El periodo (T) es el tiempo que se le toma al objeto ejecutar un ciclo completo de movimiento

La frecuencia (f) es el número de ciclos o vibraciones por unidad de tiempo.

La constante en un sistema en serie es la suma de las constantes de los resortes. Mientras que cuando se colocan en paralelo, la constante equivalente es inversamente proporcional a la suma de sus constantes y directamente proporcional al producto de etas. ( Keq= (k_1.k_2)/(k_1+ k_2 )).

Marco Experimental

Lo primero que se hizo en la práctica experimental fue obtener la masa total que se colgara de los resortes esto implica sumar la masa del porta masas más la que tomemos para el primer intento. Luego medimos la elongación y restamos la longitud inicial, dividimos entre el peso total que es la multiplicación de la masa total por la gravedad. Para así calcular la constante del resorte.

Esta es la primer parte de la práctica, luego haremos unas modificaciones las cuales son colocar dos resortes en serie y calcular la constarte de ambos tomándolos como si fueran uno solo, la otra modificación es colocar los dos resortes en paralelo y calcular la constante del sistema.

La segunda parte es colgar los pesos y dejarlos caer desde la longitud inicial del resorte y observar en cuanto tiempo hace diez oscilaciones. Esto lo aremos cinco veces con los pesos diferentes colgados y en las tres configuraciones que hicimos anterior mente del sistema. Y hallaremos el periodo.

Análisis De Resultados

Masa total (kg) Peso total (N) Longitud inicial (m) Longitud Final (m) ΔL K Empírico

0,015 0,147 0,06 0,1 0,04 3,68

0,025 0,245 0,06 0,13 0,07 3,50

0,035 0,343 0,06 0,16 0,1 3,43

0,055 0,539 0,06 0,23 0,17 3,17

0,1 0,98 0,06 0,39 0,33 2,97

Tabla.1 Primer Resorte

Gráfica.1 Resorte 1

Observamos que la distancia es directamente proporcional a la fuerza, por el rumbo

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