Laboratorio No. 5. Péndulo físico con sensores
Enviado por NICOLAS JOSE GARZON PACHECO • 30 de Marzo de 2022 • Ensayos • 798 Palabras (4 Páginas) • 69 Visitas
UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS
PROYECTO CURRICULAR DE INGENIERIA ELECTRONICA
FISICA IV: GUÍA 4
Laboratorio No. 5. Péndulo físico con sensores
Alex Felipe Maldonado Ruiz - 20191005054
Nicolas José Garzón Pacheco – 20201005054
Resumen — Se usaron los elementos del laboratorio para construir un sistema masa-resorte, con el cual se midió el periodo de 10 oscilaciones para 10 masas distintas usando el cronometro del celular, para luego calcular el periodo promedio y el error experimental para cada medición. Posteriormente se realizó la gráfica del periodo en función de la masa y se obtuvo su función potencial. Finalmente se calculó la constante k del resorte
Términos Relevantes — Masa, Periodo, Sistema, Oscilación, Resorte.
- INTRODUCCIÓN
El sistema masa-resorte consiste en una masa m unida a un extremo de un resorte mientras el otro extremo se encuentra fijo. Ya sea horizontal o vertical este es uno de los sistemas más simples de construir y donde mejor se pueden apreciar las características básicas de un movimiento armónico simple.
Utilizando las mediciones adecuadas es posible obtener diferentes datos para comprender el comportamiento del sistema, como la frecuencia de oscilación o el valor de la constante k del resorte.
En el siguiente laboratorio se usarán distintos tiempos de oscilación de distintas masas para obtener la constante k del resorte y la respectiva función potencial.
- OBJETIVOS
- Medir los periodos de oscilación de distintas masas en un sistema masa-resorte.
- Obtener la gráfica de periodo vs masa y su respectiva función potencial.
- Calcular la contante k del resorte.
- MARCO TEORICO
El movimiento armónico simple (M.A.S.) se da cuando una partícula se mueve a lo largo de un eje (ya sea x o y) alrededor de una posición de equilibrio. Se describe su posición matemáticamente mediante la siguiente función
[pic 1]
Donde A es la amplitud del movimiento, ω es la frecuencia angular y δ la fase inicial.
La frecuencia angular se puede expresar en términos de la masa del sistema y de la constante k del resorte de la siguiente manera
[pic 2]
Y de esta manera se puede calcular la frecuencia del movimiento y el periodo de oscilación
[pic 3]
[pic 4]
De este modo se llega a la conclusión de que el periodo y la frecuencia de las oscilaciones dependen únicamente de la masa y de la constante del resorte.
De la función de posición también es posible obtener las de velocidad y aceleración
[pic 5]
- [pic 6]
[pic 7]
[pic 8]
[pic 9]
[pic 10]
[pic 11]
[pic 12]
[pic 13]
[pic 14]
[pic 15]
[pic 16]
- [pic 17]
[pic 18]
[pic 19]
- Gráfica 2 – d = 40cm:
[pic 20]
Gráfico 2. Aceleración lineal a 40cm.
[pic 21]
- Gráfica 3 – d = 36cm:
[pic 22]
Gráfico 3. Aceleración lineal a 36cm.
[pic 23]
- Gráfica 4 – d = 32cm:
[pic 24]
Gráfico 4. Aceleración lineal a 32cm.
[pic 25]
- Gráfica 5 – d = 28cm:
[pic 26]
Gráfico 5. Aceleración lineal a 28cm.
[pic 27]
- Gráfica 6 – d = 24cm:
[pic 28]
Gráfico 6. Aceleración lineal a 24cm.
[pic 29]
- Gráfica 7 – d = 20cm:
[pic 30]
Gráfico 7. Aceleración lineal a 20cm.
[pic 31]
6. Llene la siguiente tabla
[pic 32]
N | dn (cm) | Tn (s) |
1 | 44 | 1.34910 |
2 | 40 | 1.34530 |
3 | 36 | 1.2342 |
4 | 32 | 1.21 |
5 | 28 | 1.1182 |
6 | 24 | 1.03 |
7 | 20 | 0.974 |
Tabla 1. distancia y tiempo de oscilación
7. En una hoja de cálculo, con los datos de la tabla, construya una gráfica del periodo 𝑇𝑛 en función de la distancia 𝑑𝑛 al centro de masa (CM). Trace la curva correspondiente. Utilice la escala adecuada.
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