MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE SISTEMA MASA – RESORTE

MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE

SISTEMA MASA – RESORTE

Presentado por:

KATY MILENA PEÑA ARDILA

Docente:

EUGENIO NICOLAS CASTELLON SANTOS

CALOR Y ONDAS

GRUPO N°8

UNIVERSIDAD DEL MAGDALENA

FACULTAD DE INGENIERIA

INGENIERIA AMBIENTAL Y SANITARIA

SANTA MARTA D.T.C.H

2020-II

MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE

SISTEMA MASA – RESORTE

INTRODUCCIÓN

Los sistemas masa-resorte sin fricción verticales y horizontales oscilan de forma idéntica alrededor de una posición de equilibrio si sus masas y resortes son iguales. Sin embargo, en los resortes verticales, debemos recordar que la gravedad estira o comprime el resorte más allá de su longitud natural desde la posición de equilibrio. Después de encontrar la posición de desplazamiento, podemos establecerla como el punto donde  y tratar el resorte vertical tal como lo haríamos con un resorte horizontal. (1)[pic 1]

[pic 2]

La Figura muestra la posición de reposo de un resorte vertical y la posición de equilibrio del sistema resorte-masa después de que se ha estirado una distancia d. (1)

En un sistema masa - resorte, cuando el bloque se desplaza a una posición x, el resorte ejerce sobre el bloque una fuerza que es proporcional a la posición y se conoce por la ley de Hooke: [pic 3]

          [pic 4][pic 5]

OBJETIVOS

• Encontrar la constante de elasticidad de un resorte aplicando el movimiento armónico simple de un sistema masa-resorte.
• Encontrar la masa de dos objetos desconocidos usando el sistema masa-resorte.
• Observar gráficamente como varia la energía total, cinética y el potencial de un resorte con respecto a la posición.

MATERIALES

Para realizar la práctica de laboratorio se utilizó Página web: https://phet.colorado.edu/sims/html/masses-and-springs/latest/masses-and-springs_es.html.

Una vez en el simulador se utilizaron los siguientes materiales para la obtención de datos: Resorte (1). Masa (9). Regla (1). Cronómetro (1).

ACTIVIDADES

1- Encontrar la constante de elasticidad (k) de un resorte aplicando el movimiento armónico simple de un sistema masa-resorte.

Calcula el periodo (T) del MAS del sistema masa-resorte. Tomar el tiempo para 5 oscilaciones. Realizar lo mismo para las masas (m) de 50g, 80g, 110g, 140g, 170g, 200g, 230g, 260g y 290g. Tome como amplitud 50 cm.

Realizar la gráfica T2 contra m. Encontrar la pendiente de la gráfica. Mediante la ecuación k=4π2/pendiente, calcular el valor de k.

2- Encontrar la masa de dos objetos desconocidos usando el sistema masa-resorte.

Iguale las ecuaciones 1 y 2 y despeje m. Use la ecuación resultante para encontrar el valor de las dos masas desconocidas propuesta por el simulador. Tome el valor de k obtenido en la actividad 1.

3- Observar gráficamente como varia la energía total, cinética, potencial elástica y la potencial gravitacional de un resorte con respecto a la posición. Tome una masa de 100 g. Use el valor de k obtenido en la actividad 1. Tome como amplitud 50 cm.

RESULTADOS

Se coloca cada uno de los bloques en el resorte y se obtiene el valor del periodo de acuerdo a las oscilaciones contadas y la amplitud establecida, presentados en la siguiente tabla:

Tabla #1: periodo y masa

Luego se realiza la gráfica de T2 contra m, y se halla la pendiente de la gráfica. Por último se calcula el valor de k.

Grafica #1.  Periodo contra masa

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