SISTEMA MASA -RESORTE

PRACTICA DE LABORATORIO

SISTEMA MASA -RESORTE

1. OBJETIVOS

Objetivo General

Estudiar la ley que rige el comportamiento de los cuerpos elásticos frente a pequeñas deformaciones

Objetivos específicos

Calcular la constante elástica de un resorte utilizando la ley de Hooke

Determinar el periodo y la frecuencia de un sistema que efectúe un movimiento armónico simple

Determinar como influye la masa de un resorte en la dinámica del sistema

2. MARCO TEÓRICO

En 1676 Robert Hooke descubrió y estableció la ley que lleva su nombre y que se utiliza para definir las propiedades elásticas de un cuerpo. En el estudio de los efectos de las fuerzas de tensión, y comprensión, observó que había un aumento en la longitud del resorte, o cuerpo elástico, que era proporcional a la fuerza aplicada, dentro de ciertos límites. Esta observación puede generalizarse diciendo que la deformación es directamente proporcional a la fuerza deformadora,

Figura 1: fuerza recuperadora en un resorte

Realizando un balance de fuerzas sobre el sistema, tenemos que

F = - Kx

Donde:

F: fuerza (N)

K: Constante elástica del resorte (N/m)

X: Deformación (Alargamiento o compresión que experimenta el resorte) (m)

El signo negativo indica que la fuerza del resorte es restauradora, u opuesta a la fuerza externa que lo deforma. Esta expresión se conoce con el nombre de LEY DE HOOKE.

Si la fuerza deformadora sobrepasa un cierto valor, el cuerpo no volverá a su tamaño (o forma) original después de suprimir esa fuerza. Entonces se dice que el cuerpo ha adquirido una deformación permanente. La tensión más pequeña que produce un deformación permanente se llama límite de elasticidad. Para fuerzas deformadoras que rebasan el límite de elasticidad no es aplicable la ley de Hooke.

 Determinación de la constante elástica de un resorte

Una forma de medir experimentalmente la constante de recuperación de un resorte consiste en medir las elongaciones que sufre el resorte en reposo. Utilizando la ley de Hooke podemos calcular la constante del resorte.

Además es necesario anotar que el periodo del sistema masa resorte se plantea mediante el siguiente modelo matemático

T =

3. MATERIALES Y EQUIPO:

Soporte con varilla y nuez Dos resortes

Regla métrica Juego de Pesas

Porta pesas o platillo Cronómetro

4. MONTAJE: Ver figura 2

Figura 2: Montaje experimental Sistema Masa -Resorte

5. PROCEDIMIENTO

PROCEDIMIENTO Medición de la constante elástica de un resorte

Determinar xep (posición de equilibrio del resorte colgante)

Se escogen pesas de distinta masa, que no deben ser excesivamente grandes, para no exceder el límite de elasticidad del resorte. Las masas deben ser conocidas, en caso de que no lo sean se pesan en una balanza.

Se miden las diferentes posiciones de equilibrio del resorte xe con cada una de las masas.

Se registran los datos en la tabla

Desplazar el sistema de su posición de equilibrio. Dejarlo oscilar libremente procurando que las oscilaciones sean verticales.

Cronometrar el tiempo que el sistema invierte en realizar un cierto número de oscilaciones. Recuerde que esta es la frecuencia. Repetir el procedimiento para los dos resortes

RESORTE 1

MI( KG) MIG (N) XE – XEP (M) TE( HZ) TT (S )

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