PRACTICA 2 LABORATORIO DE FISICA PROPORCIONALIDAD PROPORCION ALIDAD DIRECTA Y MEDICION
Presentado por: Diego Fabricio Vidal C.C. 1!"!"#$1$ %ai&e Arle' V()*+e, Vega Vega C.C. "-2$$-" /are0 Beara0o age&a00 C.C 11#$2#-# 3+)4a5o %i&60e, Mar470e, C.C. 111#8""$ 111#8""$
Al profesor Pablo Cer90
UNAD Universidad nacional abierta y a distancia Palmira mayo 2016
INTRDU!!I"N: #n la nat$rale%a &ay m$c&os movimientos '$e se repiten a intervalos i($ales de tiempo) estos son llamados movimientos peri*dicos+ #n este laboratorio &aremos la pr,ctica de dos movimientos) el pend$lar y el arm*nico simple+ Dentro de la pr,ctica observamos y comprobamos las leyes de cada $no de estos movimientos como tambi-n las diferencias entre la parte pr,ctica y la parte te*rica+ #l movimiento arm*nico es $n movimiento peri*dico '$e carece de fricci*n y '$e se escribe en f$nci*n del tiempo y en el ,mbito pr,ctico se $sa $n para tomar los datos para reali%ar los c,lc$los y obtener los res$ltados sean los esperados o no+ #l p-nd$lo es $n sistema '$e oscila ba.o la acci*n (ravitatoria y consta de $na masa s$spendida al final de $n &ilo) el c$al oscila en $n determinado tiempo+
R#/U#N: #sta pr,ctica se divide en dos partes) en la primera parte $saremos $n p-nd$lo y los materiales necesarios para la observaci*n y desarrollo del movimiento pend$lar+ a se($nda parte del laboratorio consiste mediante diferentes pesas con diversos pesos y $n resorte medir el tiempo de cada periodo para obtener los res$ltados pr,cticos del movimiento arm*nico+
3#TI4/: 5 !omprobar las leyes del movimiento arm*nico y pend$lar mediante el traba.o pr,ctico de laboratorio+ 5
!omparar los valores pr,cticos con los te*ricos+
Mo5i&ie04o ar&90ico )i&:le; &o5i&ie04o :e0d+lar.
For&a de 4rabao:
Traba.o en r$po+ ,7imo 8 personas+ Procedi&ie04o< Pri&era :ar4e<
1+ A $n e7tremo de la c$erda c$el($e $na esfera y el otro e7tremo sost-n(alo del soporte $niversal+ 2+ Para $na lon(it$d de la c$erda de 100 cm mida el periodo de la oscilaci*n de la si($iente manera: Pon(a a oscilar el p-nd$lo teniendo c$idado '$e el ,n($lo m,7imo de la oscilaci*n no sobrepase de 19+ Tome el tiempo de 10 oscilaciones completas) entonces el periodo ;tiempo de $na oscilaci*n< ser, el tiempo de 10 oscilaciones dividido por 10+ Repita varias veces+ 8+ 4ar=e la lon(it$d del p-nd$lo (rad$almente dismin$yendo 10 cm+ cada ve% y en cada caso &alle el periodo de oscilaci*n+ >+ !onsi(ne estos datos en la tabla 8 9+ Realice $na (r,fica en papel milimetrado de T ? f ;<) o sea del periodo en f$nci*n de la lon(it$d y determine '$- tipo de f$nci*n es+ 6+ !alc$le la constante de proporcionalidad+ @+ Realice $n breve an,lisis de la pr,ctica y de s$s res$ltados+
De)arrollo de la ac4i5idad
1+ A $n e7tremo de la c$erda c$el($e $na esfera y el otro e7tremo sost-n(alo del soporte $niversal+
2+ Para $na lon(it$d de la c$erda de 100 cm mida el periodo de la oscilaci*n de la si($iente manera: Pon(a a oscilar el p-nd$lo teniendo c$idado '$e el ,n($lo m,7imo de la oscilaci*n no sobrepase de 19+ Tome el tiempo de 10 oscilaciones completas) entonces el periodo ;tiempo de $na oscilaci*n< ser, el tiempo de 10 oscilaciones dividido por 10+ Repita varias veces+
;mt<
60
90
>0
80
20
10
0
T;s<
1+9>
1+>90
1+889
1+1>0
0+B60
0+@>@
0
Ra%*n de proporcionalida d
8@+
8>+9
2B+B
2B+B
26+8
18+8
0
a ec$aci*n del p-nd$lo es T ? 2C
√ L / g
asa ? 1B@ (ramos
3ra=ica T 5) L
3. Calcule la constante de proporcionalidad.
m?1B@(r?0+1B@( E?12cm?0+12m F?E F?m(?0+1B@ G B+ F?1+B N ?FHE ?1+BH0+12 />1!.8
>+ Realice $n breve an,lisis de la pr,ctica y de s$s res$ltados+ !on la pr,ctica del p-nd$lo se p$do evidenciar '$e el periodo dismin$ye c$ando dismin$ye el lar(o de la c$erda pero no &ay $na recta si no $na c$rva es decir no son directamente proporcionales dado '$e la ec$aci*n es del tipo radical T ? 2C √ L / g
Segunda parte:
5#stable%ca previamente el valor de la masa de cada $na de las cinco pesitas de esta pr,ctica+ 5Fi.e el e7tremo s$perior del resorte del soporte $niversal y del e7tremo inferior c$el($e $na pesita+ 5 Pon(a a oscilar el sistema resorte5masa+ ida el periodo de oscilaci*n con el mismo m-todo '$e se $tili%* para el p-nd$lo+ Realice como m=nimo tres mediciones y tome el valor promedio+ 5Repita el paso 8 para 9 diferentes pesos+ 5 #scriba los datos en la tabla > y calc$le en cada caso + 5 #stable%ca la promediando los valores obtenidos+ Determine las $nidades de +
m1
m2
m8
m>
m9
;(r<
0
90(r
62+2B (r
69 (r
192+8 (r
T;s<
0
0+91@s
0+9s
0+9BBs
0+B1s
0+Bs
0
8+@0
8+@@
8+@1
8+6@0
8+@
18+9cm
16+9cm
1
>1+9cm
>>+9cm
E;cm<
169+@ (r
3RAFICA T VS M
Trabao ? e0erg7a @el r+lo o b+cle
/e propone $n problema '$e permite al lector practicar con todos los aspectos relacionados con la din,mica de $na part=c$la+ /e lan%a $na part=c$la mediante $n dispositivo '$e consiste esencialmente en $n resorte comprimido+ Primero) la part=c$la desli%a a lo lar(o de $n plano &ori%ontal+ $e(o) entra en $n r$lo y a contin$aci*n) si consi($e describir el ri%o) pasa a $n plano inclinado+ /e s$pone '$e e7iste ro%amiento entre el c$erpo y los planos &ori%ontal e inclinado) pero no e7iste ro%amiento en el r$lo) por ra%*n de simplicidad de c,lc$lo+ F$ndamentos f=sicos #n esta secci*n anali%aremos cada $na de las etapas en las '$e se p$ede dividir el r$lo Plano &ori%ontal A5
/i comprimimos el resorte $na distancia 7) y l$e(o lo soltamos en la posici*n A) podemos calc$lar la velocidad del blo'$e en la entrada del r$lo) aplicando las ec$aciones del balance de ener(=a+ #n la posici*n A) el c$erpo solamente tiene ener(=a potencial el,stica /iendo la constante el,stica del resorte) '$e se transforma en ener(=a cin-tica en la posici*n #n el trayecto A se pierde ener(=a debido al ro%amiento A?5Fr;7J0+@
R$lo #l an,lisis del comportamiento de la part=c$la en el r$lo es al(o m,s comple.o) y p$eden oc$rrir al($na de las si($ientes sit$aciones Describe el r$lo
De la conservaci*n de la ener(=a ;en el r$lo no &ay ro%amiento< calc$lamos la velocidad del c$erpo en la parte s$perior del r$lo !) conocida la velocidad en la parte inferior + /iendo R el radio del r$lo
A&ora bien) si la velocidad del blo'$e en la posici*n ! es inferior a $n valor m=nimo) no describir, el r$lo+ De las ec$aciones de la din,mica del movimiento circ$lar tenemos '$e
/iendo N! la f$er%a normal en !) o f$er%a '$e e.erce el ra=l sobre el blo'$e en dic&a posici*n+ a velocidad m=nima se obtiene c$ando N!?0+ + #ntonces Podemos a&ora pensar '$- oc$rre si no se alcan%a la velocidad m=nima v!m=n Asciende a lo lar(o del r$lo &asta '$e s$ velocidad es cero
Aplicando el principio de conservaci*n de la ener(=a podemos calc$lar el ,n($lo '
/i el ,n($lo es mayor '$e B0K o p H2+ #l ,n($lo ' se calc$la mediante la din,mica del movimiento circ$lar y el principio de conservaci*n de la ener(=a+
a part=c$la de.a de tener contacto con el r$lo en el instante en el '$e la f$er%a normal es cero) N?0+ Por lo '$e #n dic&o instante) la part=c$la se m$eve ba.o la Lnica f$er%a de s$ propio peso describiendo $n movimiento c$rvil=neo ba.o la aceleraci*n constante de la (ravedad o $n tiro parab*lico+ /it$amos los e.es en el centro del r$lo+ a posici*n de lan%amiento) tal como se ve en la fi($ra anterior) es 70?RMsen;105' < y0?RMcos;105' < as velocidades iniciales) en el momento del lan%amiento) son v07?5vMcos;105' < v0y?vMsen;105' < a posici*n de la part=c$la en f$nci*n del tiempo
Tomando el centro del r$lo como ori(en de coordenadas+ a part=c$la v$elve a desli%ar sobre el r$lo c$ando #n las sit$aciones 1 y 2) el blo'$e re(resa a la posici*n con la misma velocidad con la '$e entr* en el r$lo) ya '$e como se &a mencionado el r$lo no tiene ro%amiento+ Plano inclinado /i el blo'$e describe el r$lo entra en el plano inclinado con $na velocidad vD '$e se calc$la mediante el principio de conservaci*n de la ener(=a
Una ve% en el plano) el m*vil se frena debido a la componente del peso a lo lar(o del plano inclinado y a la f$er%a de ro%amiento+ #l c$erpo recorre $na distancia 7 a lo lar(o del plano inclinado &asta '$e se para+ #l balance ener(-tico o las ec$aciones de la din,mica del movimiento rectil=neo nos permiten calc$lar 7+
Aplicando el balance ener(-tico D#?##5 #D despe.amos 7+
!N!U/I"N#/: 5 #7isten variaciones entre la parte te*rica y pr,ctica+ 5
#7istieron al($nos percances) ya '$e con pesas con peso m$y ba.o no se pod=a medir bien el tiempo y la lon(it$d+ Necesitamos de pesas con $n peso mayor de 60 (ramos para poder observar y medir de forma acertada el tiempo y la lon(it$d+
5
#l per=odo de $n p-nd$lo s*lo depende de la lon(it$d de la c$erda y el valor de la (ravedad
5
A mayor lon(it$d de c$erda mayor per=odo+
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