UNIVERSIDAD DE PAMPLONA Lab. de Oscilaciones y Ondas Práctica # 2: OSCILACIONES OSCILACIONES DEL SISTEMA MASA - RESORTE Presentado por: Rafael Enrique Balta Aguilar
Cód.: 1116783184
OBJETIVOS 1. Estudiar la dinámica del movimiento armónico simple (m.a.s). 2. Determinar la dependencia del periodo de oscilación del sistema masa‐resorte con los parámetros físicos del sistema. 3. Estudiar las condiciones bajo las cuales el movimiento del sistema masa resorte puede modelarse como un m.a.s.
RESUMEN En la constante interacción, los cuerpos sufren fenómenos que se nos han hecho tan normales que muy poco los identificamos. Como por ejemplo la concepción de elasticidad, la relación conocida como como ley de hooke, entre otras. Estas concepciones concepciones diariamente diariamente las estamos evidenciando, como lo es el caso de un bateador cuando golpea una pelota de beisbol, el cual con el golpeo aplicado altera su forma temporalmente, o un arquero al soltar una flecha pues el arco vuelve a su estado original, estos son casos de elasticidad la cual es conocida como la propiedad de un cuerpo de cambiar de forma cuando sobre él se ejerce una fuerza deformadora y de recuperar su forma original, cuando la fuerza deformadora deja de actuar. Es válido aclarar que en la historia el hombre ha encontrado que no todos los cuerpos poseen esta propiedad como la arcilla, la plastilina y el plomo por considerarse fácil de deformarse de manera permanente, Hooke contemporáneo de ISAAC NEWTON observa la relación de la magnitud del alargamiento o de la comprensión, es directamente proporcional a la fuerza aplicada F, la cual es validad en tanto la fuerza, no extienda o comprima el material más allá de su límite elástico.
MARCO TEÓRICO Las fuerzas elásticas consisten en la oposición de una fuerza igual y contraria propia de un objeto, a otra fuerza que tienda a deformarla. Esto podría interpretarse como el cumplimiento de la tercera ley de Newton (acción y reacción).
La relación entre la respuesta de una sustancia oponiéndose a su propia deformación se conoce como la ley de Hooke, la cual se puede expresar matemáticamente como:
F= -kx Esta ley solo tiende a cumplirse cuando las deformaciones de los objetos son pequeñas, puesto que si son demasiado grandes, los límites de flexibilidad de las sustancias pueden ser sobrepasados y perder su efecto original. Formas de comprobación de la ley de Hooke:
Directamente: hallando la pendiente de una gráfica realizada a partir de una serie de deformaciones realizadas a un objeto elástico (resorte), en la que se sitúan fuerzas en el eje vertical y deformación ocasionada por dichas fuerzas en el eje horizontal. Indirectamente: midiendo el periodo para oscilaciones pequeñas del sistema masa resorte vertical y, a partir de esta magnitud, obtener la cte. de restitución del resorte, utilizando la ecuación:
√
Ley de Hooke: “Cuando se trata de deformar un sólido, este se opone a la deformación, Siempre que ésta no sea demasiado grande” Oscilación: “Oscilación, en física, química e ingeniería, movimiento repetido de un lado a
otro entorno a una posición central, o posición de equilibrio.” Frecuencia: “La frecuencia f, es el número de oscilaciones por segundo.”
Movimiento Armónico Simple: (se abrevia m.a.s.), también denominado movimiento vibratorio armónico simple (abreviado m.v.a.s.), es un movimiento periódico, oscilatorio y vibratorio en ausencia de fricción, producido por la acción de una fuerza recuperadora que es directamente proporcional al desplazamiento pero en sentido opuesto. Y que queda descrito en función del tiempo por una función senoidal (seno o coseno). Si la descripción de un movimiento requiriese más de una función armónica, en general sería un movimiento armónico, pero no un m.a.s.
CONCLUSIONES La restitución de un resorte se presenta como una constante para cualquier masa
que se aplique, siempre y cuando esta no deforme el resorte demasiado es decir, la masa no debe ser muy grande.
Es necesario tener cuidado a la hora de tomar medidas distintas por medios
distintos para hallar un mismo resultado, pues si los resultados varían, no se tendrá seguridad frente a su validez.
BIBLIOGRAFÍA
TOMAS, A. MOORE. (2003) Física seis Ideas Fundamentales. MCGRAW HILL.
SERWAY, Raymond A. y JEWETT, Jhon W. (2002) Física I Texto basado en calculo, 3ª Ed tomo I Editorial Thomson.
University Laboratory Experiments Physics. Volumen 1. Edición 94/95.
Páginas en Internet: www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/default.htm
