Oscilaciones en un sistema masa resorte

Actividad de aprendizaje activo

Oscilaciones en un sistema masa resorte

Dr. Omar Olmos López

Nombres:_____________________Matriculas:____________Calificación:______

Instrucciones: Desarrolla cada paso de la secuencia que a continuación se te presenta. Debes realizar cada etapa cuidadosamente. No olvides anotar tus observaciones y tus mediciones.

Etapa 1 Familiarización con simulador

1.- Accede al simulador de masas y resorte de la siguiente liga:

http://phet.colorado.edu/sims/mass-spring-lab/mass-spring-lab_en.html

[pic 1]

2.- Coloca algunos contrapesos en los resortes y suéltalos, observa el movimiento vertical que tienen.

3.- Cambia la rigidez y la fricción del resorte, observa su comportamiento.

Etapa 2  Modelación de movimiento oscilatorio.

Determinación de constante elástica del resorte 1 y 2.

1. Ubica la línea punteada en un punto de los resortes 1 y 2.
2. Cuelga masas de 100, 50 y 250 gr en los resortes 1 y 2. Con base a la deformación observada  mide la elongación que generaron cada masa sobre los resortes 1 y 2 y registra tus datos en la siguiente tabla:

Etapa 3 Movimiento oscilatorio Sistema masa resorte

1.- Ubica en el resorte 1 la masa de 100 g procura que al colgar la pesa el resorte se detenga.

2.- Cambia la línea de referencia en un punto del extremo del resorte.

3.- Toma la masa y estira el resorte 20 cm. Utiliza la regla para medir la elongación.

4.-  Realiza un diagrama de cuerpo libre de las fuerzas que actúan sobre la masa.

5.- Utiliza la segunda ley de Newton para poder modelar la aceleración que genera el objeto en su movimiento vertical.

6.- Utiliza wólfram alpha para resolver la ecuación diferencial que genera  la solución de esta ecuación de movimiento.

[pic 2]

7.- Anota la ecuación que resuelve el movimiento oscilatorio del sistema masa resorte:

8.-Determina el valor de las constantes C1 y C2 usando las condiciones iniciales del movimiento y los valores de K y m utilizados:

1.  Y=-0.2 m  en t=0  
2. Vy=0   en t =0

Desarrollo:

9.-Determina la frecuencia angular, ω,  de la masa de 100 g utilizando la fórmula [pic 3]

10.- Determina el periodo de oscilación del sistema de masa resorte usando la fórmula:

[pic 4]

11.- Utilizando el reloj del simulador, mide el tiempo que requiere para realizar una oscilación completa. Para poder tener mayor precisión en los datos cambia la velocidad de la simulación a 1/16.  Periodo medido T=_________s

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