7/22/2019 Gua e Informe sistema masa resorte

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PREINFORME LABORATORIO DE FSICAUNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA

SEDE MEDELLN

FSICA DE OSCILACIONES ONDAS Y PTICA

TEMA:CALIBRACIN DINMICA DEL SISTEMA MASA-RESORTEPRCTICA #: GRUPO #: DA: HORA: EQUIPO #:DOCENTE:MONITOR:

INTEGRANTES1.2.

OBJETIVO GENERAL

Verificar el comportamiento e o!cilaor arm"nico el !i!tema #ma!a-re!orte#$

OBJETIVOS ESPECFICOS

Meir la con!tante e ri%ie& e 'n re!orte meiante 'n an(li!i! e !' perioo eo!cilaci"n) m*too in(mico$

Reali&ar el reporte e ato! e+perimentale! ,acieno '!o aec'ao el maneo e

cifra! !i%nificati.a! / e la! t*cnica! e reporte e ato! e+perimentale!$ Ela0orar e interpretar %r(fica! e+perimentale!$

FUNDAMENTO TERICO:

Cifra! !i%nificati.a! 1ropa%aci"n e incerti'm0re! Lineali&aci"n Re%re!i"n lineal Le/ e 2oo3e O!cilacione! !i!tema ma!a-re!orte

INTRODUCCIN

En la fi%'ra 4 !e il'!tra lo! e!tao! en lo! 5'e !e p'ee encontrar el !i!tema ma!a-re!orte:lon%it' nat'ral el re!orte 6i&5'iera7) ma!a acoplaa / en e5'ili0rio 6centro7 / ma!ae!pla&aa el e5'ili0rio 6erec,a7$ En al fi%'ra 8 !e il'!tran lo! ia%rama! e f'er&a e la

ma!a m en la !it'aci"n e e5'ili0rio / en la !it'aci"n e no e5'ili0rio$

1

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Figura 1. Estados del sistema masa-resorte

Figura 2. Diagramas de fuerza

Reali&ano la !'matoria e f'er&a! el !i!tema tanto en la po!ici"n e e5'ili0rio como en !'po!ici"n %eneral) f(cilmente !e p'ee o0tener la ec'aci"n 4) la c'al e! la ec'aci"niferencial el o!cilar arm"nico) one 3 corre!pone a la con!tante e ri%ie& el re!orte

/ m a ma!a 'nia al re!orte$

0

..

=+ ym

ky Ecuacin 1

De la ec'aci"n 4 !e o0tiene 5'e la frec'encia propia en 2& / el perioo el !i!tema en!e%'no! e!t(n ao! por la! ec'acione! 8 / 9 re!pecti.amente ! m / 3 !on ao! con'niae! el Si!tema Internacional$

2

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m

kf

2

1= Ecuacin 2. Frecuencia del sistema

k

m

P 2= Ecuacin 3. Periodo del sistema

PROCEDIMIENTO

4$ Col%ar en el e+tremo inferior el re!orte el porta-pe!a! con 'na ;pe!a< c'/a ma!ae!t* entre => % / 4>> % 6?i%'ra 97$ 2acer o!cilar e!te !i!tema / '!ano elcron"metro 6!"$%&'!" ()!'*+, -& P/0)0S&0"! con apreciaci"n e >)>4 !7meir el tiempo nece!ario para 5'e *!te o!cile 4> .ece! / reportar ic,o .alor en laTa0la 4$ Repetir e!te proceimiento " ,+ %)0%+ &0+3 otra! @ .ece! 6porra&one! pr(ctica! e metrolo%a e! con.eniente 5'e cronometre 'rante toa la!e!i"n 'n mi!mo inte%rante el %r'po7$

8$ Calc'lar el tiempo meio / !' e!.iaci"n e!t(nar e la meia 6Ec'aci"n 7$ Deciir5'e incerti'm0re a0!ol'ta !e .a a reportar para lo! ato! e tiempo con 0a!e a loaprenio en la pr(ctica F*-+%&'"0 -& T&"!4+ -& ,+ M&-)-+ $ E!ta !er( laincerti'm0re a0!ol'ta 5'e !e le a!i%nar( a toa! la! meia! e tiempopo!teriore! en e!ta pr(ctica$

Figura 3

3

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( ) ( )

=

2

1

1tt

nn it

Ecuacin 4. Desviacin estndar de la media

9$ Baar el #"!'+&0+0 5 &0+# el !i!tema #ma!a-re!orte# / empleano la 0alan&ameir !' ma!a / reportarla con !' re!pecti.a incerti'm0re a0!ol'ta 6Ta0la 47$ E!taincerti'm0re !er( la 5'e !e reportar( en toa! la! meia! 0)&%!& 6*& 0& 0)7+&, %)0%" !"&-)%)&'"$Lo! ato! o0tenio! en e!to! 9 pa!o!) tiempo meio / el .alor e la ma!a 5'e !eemple" para !' meici"n) corre!poner(n al primer ato e la Ta0la 8$

$ Cam0iar otra! !ei! .ece! la ma!a el !i!tema / en caa ca!o meir el tiempo

nece!ario para completar 4> o!cilacione!*+ 0",+ (&8$ La ma!a !e p'ee cam0iara%re%ano ;pe!a!< al #porta-pe!a!#$ Caa 5'e !e cam0ie la ma!a !e e0e 0aar elcon'nto #porta-pe!a! pe!a!# para o0tener la ma!a con la 0alan&a$ Ir reportanolo! re!'ltao! en la Ta0la 8$

=$ Con lo! ato! recolectao! en la Ta0la 8 / a partir e 'na lineali&aci"n e laec'aci"n el perioo el !i!tema 6Ec'aci"n =7) o0tener la con!tante e ri%ie& elre!orte reali&ano el an(li!i! e lo! re!'ltao! o0tenio! a partir e la re%re!i"nlineal e la %r(fica mP vs2 empleano el !oftare e re%re!i"n lineal el

pa5'ete P/0)0S&0"!$

mk

P2

2 4= Ecuacin 5. inealizacin de la ecuacin del Periodo del sistema

$ Comparar el .alor o0tenio e la con!tante e ri%ie& el re!orte a partir e lare%re!i"n lineal con el .alor 5'e !e reporta como #.alor con.encionalmente.eraero#) el c'al !er( calc'lao a partir el promeio e la con!tante o0tenia

por el m*too e!t(tico / por el m*too in(mico aa! por el profe!or$

$ Reali&ar la! concl'!ione! / re!poner a la! pre%'nta! aa! al final e e!teoc'mento con 0a!e en la pr(ctica reali&aa$

REPORTE DE DATOS

4

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T+9,+ 1: Dato! empleao! para el c(lc'lo e la e!.iaci"n e!t(nar e la meia

mF 63%7T: Tiempo para 4> o!cilacione! 6!7

T+9,+ 2: Recolecci"n e ato! con !'! incerti'm0re!

NGmero eo!cilacione! Ma!a Tiempo

1erioo 1erioo c'arao

n mUm tUt PUP 22

PUP

6aimen!ional7 63%7 6!7 6!7 6!874>

4>4>4>4>4>4>4>4>

F$!%*,+0 +!+ &, ,*," -& ,+ )&!')-*%9!&:

( ) ( )

=

2

1

1xx

nn it

tP uu10

1= ( )

PuPPu = 2

2

ANLISIS GRFICO

1e%ar a5' la %r(fica e

2

P .!m

La peniente b e la %r(fica e!: HHHH HHHH

De ac'ero con el moelo)

k

mP 2=

5

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la "0'+'& -& !)7)-&8 k el re!orte !e calc'la empleano la e+pre!i"n)

bk

24

=

/ el .alor e !' incerti'm0re !e calc'la con la e+pre!i"n)

bk ub

u =2

24

o0teneno!e como .alor e la con!tante)

m

NXXX

m

NXXX =k

JError F

CONCLUSIONES

SOLUCIN A PREGUNTAS

4$ 1ara el c(lc'lo e la incerti'm0re e la ma!a el !i!tema) K!era e5'i.alente meirla ma!a e caa #pe!a# / l'e%o a%re%ar e!te .alor a la ma!a el porta-pe!a! 5'e a laincerti'm0re o0tenia e la ma!a el con'nto ;porta-pe!a! pe!a!