Movimiento Amortiguado

Instituto Tecnológico y de Estudios Superiores de Monterrey

Campus Toluca

Práctica de laboratorio de Física II

Oscilaciones amortiguadas en un sistema masa resorte

Dr. Omar Olmos López

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 del sistema masa-resorte

1.- Capturarás en un video corto un sistema de masa resorte, y modelarás y compararás las ecuaciones de movimiento del sistema físico de masa-resorte.

2.- Coloca algunos contrapesos en el resorte que analizarás y observa el movimiento vertical que tienen.

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

Etapa 2 Modelación de movimiento oscilatorio masa-resorte.

Determinación de constante elástica del resorte

1. Cuelga una de las masas en tu resorte y mide la deformación que se genera respecto a la posición sin deformar del equilibrio

2. Cuelga masas de diferentes pesos y 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 1.

3. Con ayuda del software TRACKER de video análisis captura el movimiento del resorte y la masa y muestra las gráficas de posición, velocidad y aceleración del sistema masa resorte

M1 =197.7g M2=69.7 M3=100.7

x

Deformación

(cm)

15 cm

4 cm

6.5 cm

Fg = mg 1.939 N 0.684 N 0.987 N

K=F/x

12.927 N/m 17.1 N/m 15.2 N/m

Tabla 1: datos de elasticidad del sistema masa resorte

15.09

Incluye las gráficas del movimiento de masa resorte

1.-Gráficas posición y(t) vs tiempo

Gráfica de velocidad vy(t) vs tiempo

Gráfica de aceleración ay(t) vs tiempo

Etapa 3 Movimiento oscilatorio Sistema masa resorte

1.- Ubica en el resorte UNA DE LAS MASAS. procura que al colgar la pesa el resorte se detenga.

3.- Toma la masa y estira el resorte de 5-10 cm. Utiliza la regla para medir la elongación.

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

Diagrama:

5.- Utiliza la segunda ley de Newton para poder modelar la aceleración que genera el objeto en su movimiento vertical y con ello obtener la frecuencia angular del sistema físico.

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

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=___A_ m en t=0

2) Vy=__0__ m/s en t =0

Desarrollo:

9.-Determina la frecuencia angular, ω, de la masa de 100 g utilizando la fórmula

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

11.- Utilizando el tiempo del video capturado, mide el tiempo que requiere para realizar una oscilación completa.

Periodo medido T= ___0.8___s

12.-Calcula la frecuencia angular con el

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