Informe No.1 Oscilador armónico simple - Ley de Hooke con IEEE

OSCILADOR ARMÓNICO SIMPLE - LEY DE HOOKE[pic 1]

JUAN ANGARITA, JUAN HURTADO, MARLON PINTO, ANGIE ZAMORA

Universidad Militar Nueva Granada

u1201888@unimilitar.edu.co  u1202141@unimilitar.edu.co u1201908@unimilitar.edu.co  u1201920@unimilitar.edu.co 

RESUMEN: Durante esta práctica se lograra establecer las constantes elásticas de dos resortes, la ecuación que relaciona fuerza y deformación (Ley de Hooke) y la ecuación que relaciona el periodo, la masa y la constante de deformación.

INTRODUCCIÓN

Para el desarrollo del laboratorio se propone el montaje de cuatro sistemas masa-resorte con dos resortes de diferente longitud y constante elástica con el objetivo de estudiar el movimiento oscilatorio armónico simple. La toma de datos experimentales se realizará al exponer 5 masas diferentes a cada sistema y medir tanto la deformación del resorte respecto a su longitud natural como el tiempo en que tarda en realizar 10 oscilaciones. Posteriormente en base a dichos datos, se podrá establecer la relación entre fuerza y deformación (Ley de Hooke), y entre periodo y masa. Además de la obtención de las constantes elásticas (K) de cada resorte.

1. MARCO TEORICO

Oscilador Armónico Simple (O.A.S)

Se dice que un objeto (de masa M) es un O.A.S si sobre este actúa una fuerza F proporcional a la deformación X y ejecuta un Movimiento Armónico Simple (M.A.S).

Ley de Hooke

Según la ley de Hooke “La fuerza es proporcional a la deformación” y la constante de proporcionalidad se expresa como K . 

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Sistema masa-resorte[pic 3]

Figura.1 Sistema masa-resorte

Nomenclatura:

• PE: Posición de equilibrio.
• X: Es la elongación.
• M: La masa del bloque.ç
• K: Constante de elasticidad del resorte.
• F es opuesta a X.

Nota: No existe rozamiento.

Ecuaciones:[pic 4]

BASÁNDONOS EN EL DIAGRAMA DE CUERPO LIBRE (D.C.L)[pic 5][pic 6]

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1. MONTAJE EXPERIMENTAL

Materiales

• Resortes de constantes elásticas y longitudes diferentes.
• Regla graduada en milímetros (mm). 
• Cronómetro.
• Soportes y porta masas.
• Balanza. 

Montaje

Durante el desarrollo de esta práctica se realizo el montaje de cuatro sistemas masa resorte dispuestos sobre el eje vertical (Esto con el objetivo de evitar el rozamiento de la masa con el plano horizontal).

1. Resorte #1.
2. Resorte #2.
3. Resortes en serie (Resorte #1 - Resorte #2).
4. Resortes en paralelo (Resorte #1 - Resorte #2).

Para cada uno de estos sistemas se tomaron datos de la longitud natural del resorte, la longitud del resorte deformado y el tiempo que tardaba en realizar 10 oscilaciones cuando se le daba una amplitud de aproximadamente 2 cm.

Nota 1. Se hicieron 5 repeticiones de la toma de datos en cada sistema, variando el valor de las masas.

Nota 2. La medición de la longitud de los resortes se tomó desde el tubo superior del soporte hasta la última espira del resorte.

Nota 3. Para el sistema de los resortes en paralelo {Figura 4} la “unión” de los resortes se realizó por medio del uso de un clip mariposa.

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Figura 2. Resorte #1 y Resorte #2

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Figura 3. Resortes en Serie

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Figura 4. Resortes en Paralelo

1. RESULTADOS

Datos generales

Tabla 1. Masas y Pesos

 Tabla 2. Longitud natural

Tabla 3. Resorte #1                                                 Fuerza (N) con respecto a la elongación (m)

Gráfico 1. Resorte #1                                             Fuerza (N) en función de la elongación (m)[pic 12]

Tabla 4. Resorte #2                                               Fuerza (N) con respecto a la elongación (m)

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