Laboratorio Fisica General Unad

PRIMERA PARTE. MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE

TITULO: El Péndulo Simple

OBJETIVO: Comprobar la leyes del movimiento armónico simple MAS

TEORIA

Un péndulo consta de una esfera de masa m sujeta a una cuerda ligera de longitud l. Comunicando al péndulo la energía adecuada se produce un movimiento de carácter periódico.

El periodo de cada oscilación esta dada por:

Donde l es la longitud del péndulo y g es la gravedad de la tierra. Esta expresión solamente es valida para oscilaciones con pequeñas amplitudes, es decir cuando el ángulo entre la cuerda y la vertical es muy pequeño, se puede considerar menor de 15°.

MATERIALES

 Un soporte universal

 Una cuerda

 Una pesita o una esfera con argolla

 Un cronómetro

PROCEDIMIENTO

1. Ate un extremo de la cuerda a la esfera y el otro al soporte universal.

2. Para una longitud de la cuerda de 100 cm mida el periodo de la oscilación de la siguiente manera: Ponga a oscilar el péndulo teniendo cuidado que el ángulo máximo de la oscilación no sobrepase de 15°. Tome el tiempo de 10 oscilaciones completas, entonces el periodo (tiempo de una oscilación) será el tiempo de 10 oscilaciones dividido por 10. Repita varias veces.

3. Varíe la longitud del péndulo gradualmente disminuyendo 10 cm. cada vez y en cada caso halle el periodo de oscilación.

4. Consigne estos datos en la tabla 3

5. Realice una gráfica en papel milimetrado de T = f (L), o sea del periodo en función de la longitud y determine que tipo de función es.

6. Calcule la constante de proporcionalidad.

7. Realice un breve análisis de la práctica y de sus resultados.

L(m)

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

T(s)

0.707

0.942

1.143

1.236

1.441

1.608

1.649

1.752

1.878

2.01

TABLA 1

Tiempo de oscilación variando longitud del péndulo

INFORME

1. Realice el análisis de la práctica y de sus resultados.

El péndulo simple es uno de los modelos ideales más comunes en la física, consiste en una masa puntual suspendida de un hilo de masa despreciable y que no se puede estirar. Si movemos la masa a un lado de su posición de equilibrio (vertical) esta va a oscilar al rededor de dicha posición.

Podemos decir que el movimiento del péndulo simple es armónico y que al estudiar la dinámica de su movimiento obtendremos que el periodo y la frecuencia dependen solamente de la longitud y la gravedad. Al observar los resultados del experimentos podemos deducir que entre mayor sea la longitud del hilo, el tiempo de oscilación aumenta.

2. Grafique en papel milimetrado el resultado de la tabla 3.

3. Determine el tipo de funciones a la que corresponde.

Podríamos decir que es una función lineal, directamente proporcional.

4. Constante de proporcionalidad

k = T2 / L

k = 2.8732/0.55

k = 5.224

SEGUNDA PARTE. MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE

TITULO: Sistema masa resorte

OBJETIVO: Comprobar la leyes del movimiento armónico simple MAS y aplicarlas para resolver un problema concreto

TEORIA

Cuando se suspende el extremo superior de un resorte de un punto fijo y del extremo inferior se cuelga una masa m, el resorte se puede inducir a moverse en un movimiento armónico simple (MAS), si se le proporciona la energía adecuada.

El periodo de cada oscilación esta dada por:

Donde m es la masa suspendida de la parte inferior del resorte y k es la constante de elasticidad del resorte, la misma a la que nos referimos en una practica anterior.

Como se ve para el resorte el periodo de oscilación en este caso si depende de la masa oscilante m.

Despejando k de la expresión del periodo, tenemos:

MATERIALES

 Un soporte universal

 Un resorte

 Un juego de pesitas

 Un cronómetro

PROCEDIMIENTO

o Establezca previamente el valor de la masa de cada una de las cinco pesitas de esta práctica.

o Fije el extremo superior del resorte del soporte universal y del extremo inferior cuelgue una pesita.

o Ponga a oscilar el sistema resorte-masa. Mida el periodo de oscilación con el mismo método que se utilizó para el péndulo. Realice como mínimo tres mediciones y tome el valor promedio.

Primera medición

m= 80gr → 0.080Kg

Tiempo= 0.55 seg

Hallar promedio

05.58 seg

05.47 seg

+ 05.47 seg

16.52

16.52 = 5.50 seg

3

Hallo tiempo de cada oscilación

5.50= 0.55

10

Segunda medición

m= 100gr → 0.1Kg

Tiempo= 0.643 seg

Hallar promedio

06.47 seg

06.58 seg

+ 06.25 seg

19.3

19.3 = 6.43 seg

3

Hallo tiempo de cada oscilación

6.43= 0.643

10

Tercera medición

m= 150gr → 0.15Kg

Tiempo= 0.892 seg

Hallar promedio

09.03 seg

08.92 seg

+ 08.81 seg

...