Nion

INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL[pic 1][pic 2]

SECRETARIA ACADEMICA

DIRECCION DE EDUCACION MEDIA SUPERIOR

CENTRO DE ESTUDIOS CIENTIFICOS Y TECNOLOGICOS  10

“CARLOS VALLEJO MÁRQUEZ”

LABORATORIO DE FISICA I

Alumno: _______________________________________________________

Boleta: ________________         Grupo: _________________         Firma: ___________________

Profesor de esta asignatura en este grupo: Ing. Miguel Alfredo González Jaime. 

PRACTICA N° 18

MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE

OBJETIVO DE LA PRÁCTICA:

      Estudiar el movimiento de un Oscilador Armónico Simple.

MATERIAL EMPLEADO:

-Un soporte universal

-Un hilo de algodón

-Un cronómetro digital

-Un transportador

-Un marco de pesas

-Una balanza

-Un flexómetro

-Cuerpos de diferente masa

INTRODUCCION TEORICA:

     Un movimiento cualquiera que se repite a intervalos iguales de tiempo se llama movimiento periódico. El desplazamiento de un cuerpo en movimiento se puede expresar siempre mediante senos y cosenos. Como el término armónico se aplica a expresiones que contienen esas funciones, el movimiento periódico se llama a menudo movimiento armónico.

     Si un cuerpo que tiene movimiento periódico se mueve alternativamente en un sentido y en otro siguiendo la misma trayectoria, a su movimiento se le denomina oscilatorio o vibratorio. Algunos ejemplos de movimiento oscilatorio son las oscilaciones de una cuerda de violín, un cuerpo unido a un resorte, etc.

     El periodo “T” de un movimiento armónico es el tiempo necesario para completar in ciclo completo del movimiento, esto es, una oscilación completa. La frecuencia del movimiento “f” es el número de  oscilaciones (o ciclos) por unidad de tiempo. La frecuencia, por lo tanto, es el recíproco del periodo, o sea,

f = 1/T

     La unidad de frecuencia en el Sistema Internacional de Unidad es el ciclo por segundo, o hertz. La posición para la cual no obra ninguna fuerza neta sobre un cuerpo oscilante se llama su posición de equilibrio. Se llama elongación (lineal o angular) a la distancia (lineal o angular) del cuerpo oscilante a su posición de equilibrio en un instante cualquiera.

     El péndulo simple es un sistema idealizado que consiste de una masa puntual suspendida por una cuerda sin peso e inextensible (fig. 1)

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Fig.1

        Cuando la masa se separa de su posición de equilibrio al aplicarle una fuerza externa “F”, esta se desplaza angularmente un ángulo θ. Si deja de actuar la fuerza la masa llevará a cabo un movimiento de vaivén hacia uno y otro lado en un plano vertical. La descripción de este fenómeno se logra una vez que el periodo de oscilación es determinado.

       Para el caso de un péndulo cuya amplitud inicial es menor que π, el periodo esta dado por:

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T= 2π     L/g    [ 1+ ¼ sen² θ/2 + 9/32 sen4 θ/2+ …]   ………….(1)

      Donde “L” es la longitud del péndulo y θ es la amplitud de oscilación. Nótese que para pequeñas amplitudes  θ ∠ 5°, el seno del ángulo es muy pequeño, por lo que todos los términos que lo contienen pueden ser despreciados.

      En esta forma el período, bajo estas condiciones, estará dado por:

[pic 5]

T= 2π      L/g   ………( 2)

      Esta fórmula puede ser deducida haciendo un análisis de las fuerzas que actúan sobre la masa del péndulo (veánse las referencias al final de este compendio de prácticas)

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