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“Año de la Integración Nacional y el Reconocimiento de Nuestra Diversidad”

TEMA:INFORME DE LABORATORIO

CURSO :

FISICA II

DOCENTE :

ERIK RODOLFO

INTEGRANTES :PALOMINO POMA JOSSEPHACOSTA PACHECO FRIDS

KATHERINE MELISSA

SECCION :

BI 1003

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INFORME

INFORME DE LABORATORIO ANALISIS EXPERIMENTAL DEL

MOVIMIENTO ARMINICO

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INTRODUCCIÓN

En la presente experiencia podemos observar las cualidades y características de un movimiento armónico simple, que es un movimiento que se explica en el movimiento armónico de una partícula, en el caso de que la trayectoria sea rectilínea, queda descrito en función del tiempo por una función armónica y tiene como aplicaciones a los péndulos, así que gracias a este laboratorio pudimos estudiar el movimiento de este tipo de sistemas tan especiales, identificando las principales magnitudes que en el intervienen y visualizando los valores que estas tomen en distintos casos.

El nombre de armónico se debe a que las ecuaciones que dan cuenta de este movimiento contienen las funciones matemáticas llamadas seno y coseno, y en este laboratorio tendremos la oportunidad de ponerlas en práctica.

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OBJETIVOS

III.1.-OBJETIVO GENERAL

Identificar el MAS como un movimiento periódico, oscilatorio y vibratorio

Determinar experimentalmente el periodo y la frecuencia de oscilación del sistema.

III.2.-OBJETIVO ESPECÍFICO

Re descubrir la ley de Hooke  Verificar las ecuaciones correspondientes al movimiento armónico

simple. Determinar la constante de equilibrio de elasticidad de un resorte

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MARCO TEÓRICO

Un cuerpo describe un movimiento armónico simple cuando la única fuerza que actúa sobre él se expresa de la forma F= -K*X donde k es una constante. Un objeto que oscila atado a un resorte describe un movimiento amónico. Cuando consideramos que sobre el cuerpo no actúa fuerza de fricción y que en el resorte no se disipa energía durante el movimiento tenemos un ejemplo de movimiento armónico simple. En este caso el cuerpo realiza una oscilación cada vez que pasa por determinada posición y al regreso de ella, ha ocupado todas las posiciones posibles. El tiempo que emplea en hacer una oscilación se denomina periodo. el movimiento armónico simple es un movimiento vibratorio bajo la acción de una fuerza recuperadora elástica, proporcional al desplazamiento y en ausencia de todo rozamiento.

Solemos decir que el sonido de una determinada nota musical se representa gráficamente por la función seno. Ésta representa un movimiento vibratorio llamado movimiento armónico simple, que es aquel que se obtiene cuando los desplazamientos del cuerpo vibrante son directamente proporcionales a las fuerzas causantes de este desplazamiento.

Un ejemplo de este movimiento se puede encontrar a partir del desplazamiento de un punto cualquiera alrededor de toda la longitud de una circunferencia. Cuando un punto (P) recorre una circunferencia con velocidad uniforme, su proyección (Q) sobre cualquiera de los diámetros de esta, realiza un tipo de movimiento armónico simple. Cada vez que el punto se encuentre en uno de los cuatro cuadrantes de la circunferencia, se trazará una perpendicular desde el punto a un diámetro fijo de la circunferencia. A medida que el punto escogido se mueve a velocidad uniforme, el punto proyectado en el diámetro, realizará un movimiento oscilatorio rectilíneo.

Para representar gráficamente (en una función) el movimiento armónico simple de un punto, se toman como abscisas los tiempos medidos como fracciones del período (T/12, T/6, T/4...) que es el tiempo que este punto tarda en dar una vuelta completa a la circunferencia; y como a ordenadas las sucesivas prolongaciones del mismo. La resultante es una sinusoide, ya que la variación del tiempo t, se traduce como una variación del sin x, donde x es el ángulo que forma el radio con el semi-eje positivo de abscisas (x es proporcional al tiempo).

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Elementos:

1. Oscilación o vibración: es el movimiento realizado desde cualquier posición hasta regresar de nuevo a ella pasando por las posiciones intermedias.

2. Elongación: es el desplazamiento de la partícula que oscila desde la posición de equilibrio hasta cualquier posición en un instante dado.

3. Amplitud: es la máxima elongación, es decir, el desplazamiento máximo a partir de la posición de equilibrio.

4. Periodo: es el tiempo requerido para realizar una oscilación o vibración completa. Se designa con la letra "t".

5. Frecuencia: es el número de oscilación o vibración realizadas en la unidad de tiempo.

6. Posición de equilibrio: es la posición en la cual no actúa ninguna fuerza neta sobre la partícula oscilante.

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MATERIALES UTILIZADOS

INSTRUMENTOS y/o EQUIPOS

Balanza

Regla

Soporte universal

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Cronometro

MATERIALES

Alambre 3 Cilindros metálicos pequeños resorte

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DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA

PARTE 1

1. Antes debemos conocer los principios de Hooke

2. Luego colgamos el resorte y determinamos la posición de equilibrio la cual fue de 8 cm su longitud natural.

3. Colgamos una masa de peso conocido en el resorte y medimos el alargamiento con respecto a la posición de equilibrio ; luego Colgamos del resorte otras masas de diferente peso y medimos en cada caso el alargamiento con respecto a la posición de equilibrio registramos los datos en una tabla como la siguiente:

4. Representamos los datos de la tabla en un plano cartesiano. Asignamos el eje horizontal a los valores del alargamiento y el eje vertical a los valores de la fuerza aplicada

5. La grafica debe ser una línea recta pues la fuerza es directamente proporcional al alargamiento. Si no todos los puntos se ubican sobre una recta, traza una de tal manera que la distancia de los puntos a ella sea la menor posible.

Ley de Hooke

Cuando una fuerza externa actúa sobre un material causa un esfuerzo o tensión en el interior del material que provoca la deformación del mismo. En muchos materiales, entre ellos los metales y los minerales, la deformación es directamente proporcional al esfuerzo.

No obstante, si la fuerza externa supera un determinado valor, el material puede quedar deformado permanentemente, y la ley de Hooke ya no es válida. El máximo esfuerzo que un material puede soportar antes de quedar permanentemente deformado se denomina límite de elasticidad.

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FUERZA (N)

…

….

….

…..

… … … … … … …ELONGACION X (m)

RESORTE

MASA

ELARGAMIENTO

ELONGACION (X)

PARTE 2

1. Determinamos con la regla el largo del resorte, lo cual vendría a ser la elongación natural

2. Suspendimos una masa del resorte, hasta que se equilibre. Alejamos de la posición de equilibrio una distancia de 3 cm y la soltamos para que oscile. La distancia que se alejo la masa de la posición de equilibrio es la amplitud del movimiento.

3. Medimos el tiempo que tarda el objeto en realizar 10 oscilaciones y a partir de este dato determinamos el periodo de oscilación. Registramos los valores de la masa y del periodo en una tabla

4. Repetimos el paso anterior para varias masas, teniendo en cuenta que la distancia que se aleja la masa de la posición de equilibrio siempre sea la misma.

5. Calculamos el cuadro del periodo en cada caso y lo regístranos en la tabla6. Representamos los datos del periodo T y de la masa, m en un plano cartesiano.

Asignamos el eje horizontal a la masa medida en kilogramos y en el eje horizontal al periodo medido en segundos

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Tabla de valoresF=mg X K K promedio

Hallando el periodo

Número de medición

tde 10osc. T Tprom T teorico % error

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CONCLUSIONES

El movimiento oscilatorio del resorte, tiene tendencia a ser como las   funciones seno y coseno, con cierta variables, pero que al final sus datos se adecuan para formar un periodo constante.

Las deformaciones sufridas por un resorte y el periodo de oscilación del mismo son proporcionales a la masa.

La masa efectúa un movimiento armónico simple puesto que el desplazamiento de la masa desde el punto de equilibrio, varia en el tiempo, es decir se mueve periódicamente respecto a su posición de equilibrio.

La aceleración es proporcional al desplazamiento de la masa a partir del equilibrio y está en la dirección opuesta. La aceleración es variable. Cuando la masa pasa por la posición de equilibrio, su aceleración se hace cero y su velocidad es máxima puesto que la masa oscila entre dos puntos de retorno.

Cuanto mayor sea la masa del cuerpo mayor será su periodo de oscilación. Cuanto mayor sea la constante del resorte menor será su periodo de oscilación. El periodo no depende de la amplitud.

Al obtener los porcentajes de errores, observamos que son más bajos en el método estático que en el dinámico. Esto nos permite concluir que el método estático es más confiable y exacto y sus resultados son producto de la buena elaboración en el laboratorio.

Con este trabajo se logró el propósito enunciado logrando representar diferentes situaciones para el sistema masa-resorte, con lo cual se lograron deducciones con respecto a los datos empleados, denotando se en qué se ve afectado el sistema al hacer un cambio de valor de una variable, como por ejemplo el peso del cuerpo.

Es muy importante tener en cuenta datos como el porcentaje de error, puesto que estos nos pueden mostrar que ocurrieron fallas en el proceso   de desarrollo del laboratorio, como por ejemplo   un dato mal tomado o medido, o en otros casos, que el resorte esté dañado. Estos factores pueden llegar a afectar el valor del período o frecuencia, y por ende los datos calculados a partir de éstos (al compararse con los datos teóricos resultantes en las respectivas tablas).

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BIBLIOGRAFIA

Marion, Jerry B. (1996) (en español). Dinámica clásica de las partículas y sistemas. Barcelona: Ed. Reverté.

Resnick,Robert & Krane, Kenneth S. (2001) (en inglés). Physics. New York: John Wiley y Sons.

Física Universitaria – Abundante información para el nivel de la Física Universitaria

Fórmulas del movimiento armónico simple – Cinemática, Dinámica y Energía del M.A.S.

Script de Física de Ingeniería Mecánica, desde la página 50, movimiento armónico simple.

http://teleformacion.edu.aytolacoruna.es/FISICA/  http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/oscilaciones/mas/mas.htm http://newton.cnice.mec.es/2bach/MAS/mas.html