Verificación de la constante del resorte mediante Ley de Hooke.

CALIBRACIÓN ESTÁTICA DE UN RESORTE

PRACTICA # 3

Objetivos:

• Uso de herramientas tracker.
• Calibración estática del resorte mediante uso de herramienta.
• Verificación de la constante del resorte mediante Ley de Hooke.

Materiales:

Computador, software y cámara de vídeo (celular)

FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA

El oscilador armónico unidimensional consiste en de un resorte helicoidal de constante elástica k el cual puede oscilar a partir de un punto fijo debido a la acción gravitacional. El periodo de oscilación es   ,  donde m es la masa del objeto que oscila,  𝑘  la constante elástica. [pic 1]

Este periodo es válido en cualquier campo gravitatorio y por lo tanto independiente de la gravedad. La deformación ∆𝑥 que experimenta el resorte es proporcional a la fuerza de restitución o deformación F obedeciendo a la ley de Hooke. Ver Figura 1.

[pic 2]

[pic 3]

Figura 1. Oscilador armónico

El oscilador armónico se asemeja a muchos sistemas electrónicos, mecánicos y atómicos en donde las fuerzas intermoleculares en las redes cristalinas de solidos metálicos oscilan cumpliendo las mismas leyes del oscilador armónico clásico

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL.

1. Constante elástica k

Monte el resorte como en la figura, agregue pesas en la parte inferior y mida la elongación   donde es la longitud natural del resorte y con la ecuación (2) halle la constante k del resorte, llene la siguiente tabla de datos.[pic 4][pic 5]

2. Periodo experimental

Fijar el extremo de un resorte a un soporte y colgar la m en el otro extremo, estirar ligeramente el resorte con la mano y luego soltarlo, se producen oscilaciones verticales las cuales deben calcular el periodo. El periodo experimenta es [pic 7]

Ponga a oscilar el resorte de la  figura  y  mida el  tiempo que tarda  en realizar n = 10 oscilaciones, obtenga el promedio del tiempo para 5 intentos y hallar el periodo experimental  Te (s) y el teórico Tt (s). Llenar la siguiente tabla de datos.

3. Resorte en serie.

La configuración de la figura 2, presenta los resortes en serie. La constante de los dos resortes es: [pic 8]

[pic 9]

Figura 2. Oscilador armónico en serie

Corrobar constante del resorte con tracker.

Realice el mismo experimento para el resorte en serie y en paralelo. Para esto realice el mismo procedimiento que se realizo en la practica # 2 tutorial de tracker. Llevar los siguientes pasos.

1. Realice el montaje de oscilador y serie
2. Contraste con una cartulina de un color que contraste y colocar una regleta de centimetros para observar la distancia de enlogación
3. Por medio de un celular grabe un video en donde observe la elognación. Cargue el video.
4. Repita los procedimientos de vara de calibración, selección de masa (creción), control + shift para selección de la particula y demas.
5. Cambiar el eje de visulización de la grafica.
6. Observe la Figura 1. Dado esto elija correctamente la posición del eje y para la elongación

Procedimiento tracker

1. Resorte individual y serie

Para el resorte individual se observará la grafica de la elongación y bajo ella, se calculará el periodo. El periodo se define como “En física, período de oscilación es el intervalo de tiempo entre 2 puntos equivalentes de una onda u oscilación”.  Teniendo el valor del periodo, reemplace en las ecuiaciones del periodo simple y en serie y calcule la consntate. Ver Figura 3

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