Nombre.:
Módulo 19.
Unidad 3.
Actividad Integradora.
Experimenta con el “Movimiento armónico simple"
¿Qué hacer? 1. Reúne los requerimientos para realizar el experimento que describe el movimiento armónico simple. Requerimientos: – Un listón de 30 cm que pueda soportar el peso del siguiente objeto. – Un objeto con un peso aproximado de 50 gramos y un área de 3 cm2 (puede ser una tuerca, tornillo, una goma de borrar, un frasco pequeño, etc.). – Un cronómetro (puede ser de la aplicación de un celular). – Localiza en tu casa un espacio para que el objeto cuelgue y quede suspendido en el aire para que pueda oscilar libremente, sin que obstaculice el movimiento (puede ser el marco de una puerta, una ventana, un barandal, etc.). 2. Lee con atención el procedimiento, las veces que creas necesarias, y procede a realizarlo. Procedimiento para el cálculo de periodo de forma experimental: a. Amarra un extremo del listón de 30 cm al objeto de 50 gramos, y el otro extremo fíjalo al espacio, estructura o artefacto que localizaste previamente, con el propósito de que quede colgando.
b. Separa el péndulo de la posición vertical un ángulo pequeño (menor de 10º) y dejarlo oscilar libremente.
c. Verifica que la oscilación se produzca en un plano vertical. d. Cuando estés seguro de que las oscilaciones son regulares (después de 2 ó 3 oscilaciones), pon en marcha el cronómetro y cuenta el número de oscilaciones completas a partir de la máxima separación del equilibrio. Nota: se aconseja tomar N = 10, en el entendido de que una oscilación completa dura el tiempo de ida y vuelta hasta la posición donde se tomó el origen de tiempos.
e. El periodo del péndulo es igual al tiempo medido dividido por N. f. Se repite la medida anterior un total de cinco veces con el mismo péndulo. Para poder sacar un promedio entre ellas y obtener un resultado más exacto. 3. Registra las mediciones en la siguiente tabla:
Medición
Tiempo registrado en el cronometro para 10 oscilaciones
Periodo = tiempo/ número de oscilaciones.
Primera
11 .00
1.1
Segunda
10.58
1.05
Tercera
10.26
1.02
Cuarta
10.46
1.04
Quinta
11.02
1.10
4. Resuelve lo siguiente:
– Saca el promedio (es la suma de los periodos calculados). y lo dividiremos entre el número de mediciones que en este caso son 5, quedando de la siguiente manera: 53.32 / 5 = 16.66
– Obtén el periodo. dividiremos el tiempo registrado en el cronometro entre el número de oscilaciones que en esta ocasión fue de 10, Posteriormente sumaremos los resultados y los dividiremos entre las oscilaciones que fue de 5. Realicemos la operación 5.31 / 5 = 1.062
1.062 seg. – Responde con tus propias palabras: ¿Qué es lo que representa el resultado anterior? El movimiento del péndulo da una vuelta cada 1.062 segundos, el cual es un periodo constante al movimiento, atendiendo a la fuerza de gravedad y a la energía cinética. – A manera de hipótesis, imagina que se tuviera una amplitud de 15 cm, representa los resultados anteriores en la siguiente gráfica.
Amplitud (A) 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15
y=15Senx tiempo (X) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
20
funcion 15 (Y) 0 10 12.6220648 5 13.6394614 2.11680012 0 -11.3520374 -14.3838641 -5 -4.19123247 9.85479898 -10 14.8403737 -15 6.18177728 -8.16031666 -20
0
2
4
6
8
5. Integra el reporte (de preferencia en procesador de textos) con los siguientes elementos: a. Describe el experimento que realizaste, incorpora la tabla de registros. Para realizar este experimento utilice un hilo de 30 cm de longitud y una tapa de botella rellena con plastilina con un peso de 50 gr. Para medir el tiempo entre cada oscilación utilice un cronometro. Ocupe la fórmula del péndulo: Y= A*Sen X
b. Expón tus resultados junto con la gráfica. c. Expresa una breve conclusión clara y pertinente, respecto al uso del péndulo en el movimiento armónico simple. En esta grafica se puede constatar que el movimiento es armónico simple, al desplazarse dentro de un espacio de ángulo determinado, periódicamente teniendo como posición de equilibrio una misma dirección y el vaivén de un lado hacia otro nos muestra el ritmo en las oscilaciones en cierto tiempo de manera proporcionada.
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