Movimiento armónico simple (MAS)

MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE

Martin Torres,* Luna Ximena Rincón,** Mariana Isabela Saavedra,*** and Angie Gabriela Albornoz****

Universidad Militar Nueva Granada, Cajicá, Colombia.

(Dated: 12 de agosto de 2024)

En el presente laboratorio tenia como principal objetivo analizar, caracterizar y determinar la

constante elastica de un resorte en forma dinamica y estatica, así mismo el momiviento de un

oscilador armonico simple que se encuentra formado por una masa atada a un resorte. Se logran

cumplir estos objetivos mediante la configuración y el ensamblaje de un sistema compuesto por

resortes, diversas masas y un soporte como punto de partida para realizar la practica experimental. Se

abordan conceptos como la elasticidad, fuerza y periodo, con el fin de comprarar diferentes métodos

para realizar le calculo correspondiente a la constante de elasticidad. Junto con lo anterior se realizan

unos analisis graficos que representan la fuerza elastica en función de la distancia desplazada, así

como el periodo en función de la masa, Además, se calculan y se determinan la incertiduembre

asociado a las mediciones y el desarrollo de las tres partes experimentales.

I.

INTRODUCCIÓN

El movimiento armónico simple (MAS) describe el

movimiento periódico de un objeto alrededor de un pun

to de equilibrio, donde la fuerza restauradora, la cual

sigue la ley de Hooke, donde es proporcional y opuesta

al desplazamiento del objeto. Este tipo de movimiento

se encuentra en una variedad de sistemas físicos, des

de oscilaciones de un péndulo hasta la vibración de un

resorte.

Ecuación del Movimiento

La ecuación diferencial que describe el movimiento

armónico simple es:

Donde:

F es la fuerza restauradora

k es la constante del resorte (o de elasticidad)

x es el desplazamiento del objeto desde su posición

de equilibrio.

Características del Movimiento armonico simple:

Periodo (T): El periodo de oscilación es el tiem

po requerido para que el objeto complete un ciclo

completo de movimiento de ida y vuelta. Se rela

ciona inversamente con la frecuencia y está deter

minado por las propiedades del sistema.

* Correo institucional: martin.torres@unimilitar.edu.co

** Correo institucional: est.luna.rincon@unimilitar.edu.co

*** Correo institucional: est.mariana.saavedra@unimilitar.edu.co

**** Correo institucional: est.angie.albornoz@unimilitar.edu.co

Frecuencia (f): La frecuencia es el número de os

cilaciones completas que realiza el objeto por uni

dad de tiempo. Se relaciona inversamente con el

periodo y está determinada por las propiedades

del sistema.

Amplitud (A): La amplitud es la máxima magni

tud del desplazamiento del objeto desde su posi

ción de equilibrio. Es constante durante el movi

miento y determina la energía máxima almacena

da en el sistema.

Partiendo de lo anteriormente mensionado sobre

el movimiento armónico simpple se deriva la Ley

de Hooke que su principio postula que la fuerza re

querida para deformar un material elástico es pro

porcional a la cantidad de deformación, siempre y

cuando esta deformación se encuentre dentro del

rango elástico del material. Es un principio fun

damental que describe cómno los materiales res

ponden a las fuerzas aplicadas, estableciendo una

relación lineal entre la fuerza y la deformación.[1]

II. MONTAJE EXPERIMENTAL

Para empezar con la practica se tienen dos resortes

de medidas 15.5 cm como se ve en la figura [1] donde

2

se ve el primer montaje al cual se le aplican diferentes

pesos como se ven en la imagen [2]

Figura 1. Imagen inicial de los resortes y primer forma de

montaje para medir la diferencia de elongación y el periodo

Figura 2. Imagen de los pesos utilizados en la practica,

teniendo en cuenta que en algunos casos se anclaron dos

pesos para lograr la elongacion del resorte

Para empezar a tomar los datos se conectaron los

distintos pesos y se mide la diferencia de distancias entre

el resorte sin elongación y sin masa, y el resorte con

masa que esta elongado como se muestra en la figura

[3] para luego con estos pesos medir el periodo dejando

caer la masa desde la medida inicial del resorte.

Figura 3. Imagen de la elongación del resorte con el mayor

peso tomado, para tomar el periodo se utilizó el mismo peso

para mayor facilidad de toma de datos

Para la segunda parte de la practica se colocan los

dos resortes en serie como se muestra en la imagen [4]

teniendo una medida inicial de 31 cm, para asi proceder

a medir el periodo.

Figura 4. Imagen de la segunda forma del montaje con los

resortes en serie, se tuvo en cuenta que su longitud inicial es

el doble de uno normal pero igual se recalco su medida

Por ultimo se tomaron los periodos de los resortes en serie

con los diferentes pesos de igual manera que en el montaje

anterior se varioaron los pesos y en ocaciones se ancalron

dos pesos para asi lograr la elongacion, ya que en algunos

casos el peso ancaldo al resorte no era suficiente para lograr

la elongacion de este

Figura 5. Imagen de los resortes en serie con el peso mas

grande, se decidió utilizar este peso para observar de mejor

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