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FIsica lab 2 del sistema masa resorte, Diapositivas de Física

FIsica lab 2 del sistema masa resorte

Tipo: Diapositivas

2019/2020

Subido el 24/08/2020

juan-david-otero-montoya
juan-david-otero-montoya 🇨🇴

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE
FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS
DEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES
LABORATORIOS DE FÍSICA
MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE
SISTEMA MASA RESORTE
Objetivos
Analizar el movimiento oscilatorio del sistema masa resorte a partir de los gráficos de
posición, velocidad y aceleración en función del tiempo.
Determinar el coeficiente de elasticidad de un resorte.
Encontrar experimentalmente la relación entre el período de las oscilaciones y la masa
suspendida.
Determinar la masa del resorte a partir del periodo de oscilación del sistema
Presentación
La forma más sencilla de movimiento oscilatorio es el Movimiento Armónico Simple (MAS),
que se caracteriza porque la aceleración es proporcional a su desplazamiento pero con signo
opuesto. Por tanto a partir de gráficas de posición, velocidad y aceleración es posible determinar
si el movimiento es un MAS. En este experimento caso se empleará un sistema masa-resorte
para analizar este tipo de movimiento.
En el análisis que se encuentra en los textos de física general se supone que la masa del
resorte es muy pequeña comparada con la masa que de él se suspende, pero si la masa del
resorte no es despreciable, el periodo de las oscilaciones puede obtenerse, con una buena
aproximación, a partir de consideraciones energéticas en las que se incluye la energía cinética
del resorte. La expresión para el periodo tiene la forma:
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¡Descarga FIsica lab 2 del sistema masa resorte y más Diapositivas en PDF de Física solo en Docsity!

UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE OCCIDENTE

FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS NATURALES

LABORATORIOS DE FÍSICA

MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE

SISTEMA MASA – RESORTE

Objetivos

  • Analizar el movimiento oscilatorio del sistema masa – resorte a partir de los gráficos de posición, velocidad y aceleración en función del tiempo.
  • Determinar el coeficiente de elasticidad de un resorte.
  • Encontrar experimentalmente la relación entre el período de las oscilaciones y la masa suspendida.
  • Determinar la masa del resorte a partir del periodo de oscilación del sistema

Presentación La forma más sencilla de movimiento oscilatorio es el Movimiento Armónico Simple (MAS), que se caracteriza porque la aceleración es proporcional a su desplazamiento pero con signo opuesto. Por tanto a partir de gráficas de posición, velocidad y aceleración es posible determinar si el movimiento es un MAS. En este experimento caso se empleará un sistema masa-resorte para analizar este tipo de movimiento. En el análisis que se encuentra en los textos de física general se supone que la masa del resorte es muy pequeña comparada con la masa que de él se suspende, pero si la masa del resorte no es despreciable, el periodo de las oscilaciones puede obtenerse, con una buena aproximación, a partir de consideraciones energéticas en las que se incluye la energía cinética del resorte. La expresión para el periodo tiene la forma:

T = m k^3 MR

Dondek es el coeficiente de elasticidad del resorte,m la masa oscilante yMR la masa del

resorte.

El coeficiente de elasticidadk del resorte es una cantidad que refleja la fuerza que se requiere

para deformarlo. Este parámetro depende en general del material y de la geometría del resorte. Su determinación es posible al considerar que la fuerza elástica es directamente proporcional al estiramiento del resorte.

Material Interfase Science workshop 850. Pasco. Juego de Pesas. Resorte. Regla. Soportes. Sensor de movimiento. Rejilla de protección

Procedimiento

Parte I. Determinación del coeficiente de elasticidad del resorte.

3. Cuelgue el porta-pesas del resorte y coloque una masa de 100g.

4. Estire el resorte verticalmente una distancia de aproximadamente5 cm, registre la posición

en función del tiempo durante unos 8 segundos, y realice un ajuste sinusoidal (este ajuste

le dará el valor de la frecuencia angular del movimiento ω, con esta información obtenga el

valor del periodoT).

5. Repita esta misma medición desplazando la masa de su posición de equilibrio unos10 cm

aproximadamente. ¿Depende el periodo de la amplitud de oscilación?

6. Incremente la masa cada 20g y repita el registro de la posición en función del tiempo hasta

completar una masa colgante de 200g.

  1. Usando la herramienta Capstone construya una tabla de periodo vs masa suspendida con los datos obtenidos.

8. Construya el gráfico del periodoT vs la masam del bloque suspendido. ¿Corresponde el

gráfico a la relación predicha por la teoría?

9. Linealice el gráfico anterior, representandoT^2 vsm, y a partir de este gráfico determine la

constantek del resorte y su masaMR, con sus respectivas incertidumbres absoluta y

relativa.

10. Compare los valores dek obtenidos de las dos formas. ¿coinciden?

11. Compare el valor deMR obtenido de la gráfica y el medido directamente en la balanza

digital. ¿Cuál es el porcentaje de error relativo?

  1. Elija uno de los ensayos y realizando los ajustes de los gráficos de posición, velocidad y aceleración en función del tiempo, determine la frecuencia de las oscilaciones y encuentre los valores máximos de la velocidad y la aceleración. Justifique por qué el movimiento del sistema se puede considerar armónico simple.

Bibliografía

Física Universitaria. Vol. 1 Young, Freedman, Sears, Zemansky. 13 ed. Editorial Pearson Addison Wesley. Física con ordenador. Oscilaciones. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/oscilaciones/oscilacion.htm