Masa-Resorte.docx

UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS COORDINACIÓN DE FÍSICA

Sistema Masa- Resorte  Arcón Mayra, Mayra, Cera Edgar, Edgar, García García Dana y Gutiérrez Vanessa Vanessa Profesor: Jonathan o!ero Atencio" #$%&'%(&#)  *a+oratorio de ísica E-.eri!enta/ 00, 1ni2ersidad De/ At/3ntico, 4arran5ui//a

System Mass- Spring, oscillating system, fre!uency of oscillation of t&e spring, elastic constant, period of t&e movement, deformation of t&e spring"

Resume En la experiencia “Sistema MasaResorte”,se pretende analizar el comporta comportamien miento to de un sistema sistema oscilante oscilante,, para consolidar conceptos como la frecue frecuenci ncia a de oscila oscilació ción n del del resor resorte, te, su const onsta ante elást lástic ica a y el periodo odo del movimien movimiento, to, logrand logrando o esto a travs travs de un sistema con un resorte suspendido de un soporte, del cual depende una porta pesas !ue !ue sopo soport rta a una una masa masa “m”" “m”" #a tcn tcnic ica a consiste en variar lamasa suspendida y de esta manera se o$serva la deformación del resorte a medida !ue se aumenta la masa, dand dando o como como result resultad ado o la variac variació ión n de la longitud longitud del resorte resorte,, el periodo periodo,, pudiend pudiendo o de esta esta mane manerra o$te o$tene nerr la cons consta tant nte e elástica del resorte"

)* Itr Itro o(u## ##i+ i+  El sistema masa resorte es claro eemplo de movi movimi mien ento to armó armóni nico co simp simple le,, !ue !ue consiste en un resorte, !ue está suspendido de un soporte, del cual cuelga un porta porta pesas pesas !ue !ue sopor soporta ta una una masa" masa" %nic %nicia ialm lmen ente te,, se colo coloca can n peso pesos s en el extremo inferior para medir su elongación inic inicia iall y en la segu segund nda a part partes es se &ace &ace oscilar el resorte verticalmente, variando el peso de las masas"  partir de este informe se va a calcular la constante de elasticidad de un resorte mediante las mediciones del periodo"

Pa!a"ras #!a$es Sistema Masa- Resorte, sistema oscilante, frec frecue uenc ncia ia de osci oscila laci ción ón del del reso resort rte, e, constante elástica, periodo del movimiento, deformación del resorte"

,* Fu( Fu(am ame eto toss Te Te+ri# +ri#os os Le& (e oo.e: Dice que el alargamiento de un resorte ideal es proporcional a la fuerza que lo estira, fue realizada por Robert Hooke en 1678.

A"stra#t

 F =−kx

%n t&e experience 'System Mass- Spring', it is intended to analyze t&e $e&avior of an oscillating system, to consolidate concepts suc& as t&e fre!uency of oscillation of t&e spring, its constant elastic and t&e period of  t&e movem movemen ent, t, ac&iev ac&ieving ing t&is t&is t&roug t&roug& & a system system (it& (it& a spring spring suspend suspended ed from from a $rac)et, (&ic& depends on a (eig&t &older  *&ic& supports a mass “m”" +&e tec&ni!ue consists in initially vary t&e (eig&ts of t&e mass mass and in t&is t&is (ay (ay is o$se o$serv rved ed t&e t&e deformation of t&e spring, as you increase t&e (eig&t, giving as a result t&e variation of  t&e lengt& of t&e spring, t&e period and t&e fre!uency"

i tiramos con ma!or fuerza de algo, se estirar" m"s# si lo $plas plasta tamo mos s con con ma!or a!or fue fuerza, rza, se comprimir" m"s. %n forma de ecuaci&n, esto es: Modulo de elasticidad:

 Esfuerzo  Elasticidad  Deformacion =

Constante de elasticidad: =−kx  F =−

, dond donde e 6 se llama constante

elástica de un resorte y x es su elongación y variación !ue experimenta su longi longitud tud".n ".na a consta constant nte e elásti elástica ca es cada cada

%e& 'or(s

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UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS COORDINACIÓN DE FÍSICA uno de los parámetros f/sicamente medi$les !ue caracterizan el comportamiento elástico de un sólido deforma$le elástico-lineal"

'.6' '.6*

'.7' '.6' '.('

f- / 1.68- 0 '.'1 R / '.22 '.)*

'.*' '.)'

El sistema consiste en un soporte con su varilla al !ue se le &a colocado la nuez con una varilla de 01 cm, en la cual se &a dispuesto un resorte con espiral longitudinal" En el extremo inferior del resorte cuelgan las pesas, para determinar  la constante de elasticidad del resorte estáticamente, se anotó la longitud inicial del resorte 2 o, luego se colgó una pesa 3 0 y se anotó la nueva lectura 2" #a deformación del resorte viene dada por4  52 6 2f  - 2o" Se a7adieron nuevas masas y se repitió el mismo procedimiento &asta completar 8 lecturas" En la segunda parte de la práctica se $usca determinar la constante del resorte dinámicamente4 se colgó una masa en el extremo del resorte, seguidamente se estiró ligeramente y se soltó para !ue oscile li$remente y medir su per/odo de oscilación" Se a7adieron nuevas pesas y se repitió este procedimiento &asta completar  8 lecturas

'.1(

'.'6 '.1' '.'' '.'' '.'' '.'( '.1' '.1('.)''.)( '.*' '.*( '.+' '.+( 3asa

5ra6i#a N4)* E!o7a#i+ Vs* Masa  De la gráfica de masa s" Elongación se puede identificar el valor de la constante ) !ue ser/a igual a la pendiente de la l/nea de tendencia, cuya ecuación es4

& 8 )9:;:;0 - <9<), #a constante elástica del resorte seria4 F6 -0"A8 )gGsH> El intersecto con el ee de las masas, como se puede o$servar en la gráfica es :<,<=, lo cual indica !ue cuando no &ay una masa tendiendo del resorte, no está actuando la constante elástica del resorte, de$ido a !ue esta solo tra$aa cuando el sistema es desplazado de su posición de e!uili$rio, :fuerza restauradora="

2* C3!#u!os & a3!isis De Resu!ta(os  Ta"!a N4)* #ongitud 9inal :;-<,<<0= m <,08 <,>?

'.+'

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/* Desarro!!o e01erimeta!

'.(1

+a$la IJ>"

#ongitud %nicial :;-<,<<0= 3eriodo H> :sH>= : ;- <,<0s= m < <,08 <,>A <,08

masa :Fg= :;-<,<<0 Fg= <,<< <,<1

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>0,B<

<,?<

5ra6i#a N4,* Perio(o=, Vs* Masa

2

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#a constante ) del resorte es una medida de !ue tan r/gido es el resorte, es decir, !ue tan fácil se puede estirar, a mayor valor  de ) más dif/cil es deformar el resorte"

)1.

)'

18.1(

f- / ).8)- 0 6.)6 R / '.21

1*.*)

1( 1' (.71 ( '.'' '.)6 '

1.*'

Se encontró experimentalmente la relación lineal !ue existe entre la fuerza aplicada En un resorte y la deformación !ue sufre, compro$ándose de esta manera !ue al aumentar el peso, aumenta la elongación" #as deformaciones sufridas por un resorte y el periodo de oscilación del mismo son proporcionales a la masa"

7.'8

).22

Ae0o ,* Me(i#io (e! (i3metro (e !as es1iras (e! resorte #a masa efectKa un movimiento armónico simple puesto !ue el desplazamiento de la Masa desde el punto de e!uili$rio varia en el tiempo, es decir se mueve periódicamente respecto a su posición de e!uili$rio"

#a ecuación a esta grafica es4

& 8 ,9>,//0 - :9,?@; SegKn la pendiente de la ecuación anterior,

.8 -,9>,// .7s=, Sin em$argo, la forma de o$tención de la constante ) más confia$le es la primera, ya !ue esta relaciona, la masa la elongación y estas forman parte de la ecuación de la ley de Loo)e" El segundo grafico se asemea con el primer gráfico, ya !ue am$os dependen de masa"

?* Co#!usioes :* Ae0os

Ae0o !o7itu( (e!

)* Me(i#i+ (e !a resorte

Ae0o /* Ta"!a (e (atos

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Bi"!io7ra6a 0" E"E oral" Nu/a para análisis de experimentos" .niatlantico, ersión corregida><0? >"

Sears-Semans)y, .niversity 3&ysics, edition 0>, page" ?0B"

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