Sistema Masa Resorte

RESUMEN

En este trabajo se tiene como propósito analizar la oscilación de un sistema masa-resorte para reforzar o consolidar algunos conceptos como la constante elástica y el periodo del movimiento, logrado a través de la obtención de resultados en el laboratorio cuando se modifican ciertas variables del sistema mencionado, tales como la masa, la amplitud y la constante de elasticidad. Las simulaciones realizadas en el laboratorio arrojan diferentes gráficas en las que se pueden evidenciar lo ocurrido en estos sistemas e inferir acerca de los conceptos anteriormente mencionados

Palabras claves: oscilación, ley de Hooke, masa, resorte.

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ABSTRACT

This paper aims to analyze the oscillation of a spring-mass system to strengthen or consolidate some concepts such as spring constant and the period of motion achieved through outcome in the laboratory system when certain variables are changed mentioned, such as the mass, the amplitude and spring constant. The simulations carried out in the laboratory give different graphs you can indicate what happened in these systems and to infer about the concepts above

Keywords: swing, Hooke's law, mass, spring

Introducción

Para poder desarrollar esta actividad debemos tener presente que la parte de la mecánica que estudia el equilibrio de los cuerpos, bajo la acción de fuerzas, se denomina oscilación a una variación, perturbación o fluctuación en el tiempo de un medio o sistema. Para comprender esta experiencia, será necesario tener conocimientos básicos de “Fuerza” (representación gráfica, unidades, efectos que produce sobre los cuerpos, peso, etc)

La Ley de Hooke describe fenómenos elásticos como los que exhiben los resortes. Esta ley afirma que la deformación elástica que sufre un cuerpo es proporcional a la fuerza que produce tal deformación, siempre y cuando no se sobrepase el límite de elasticidad.

Fundamentos Teóricos

La ley de elasticidad de Hooke o ley de Hooke, establece la relación entre el alargamiento o estiramiento longitudinal y la fuerza aplicada. La elasticidad es la propiedad física en la que los objetos con capaces de cambiar de forma cuando actúa una fuerza de deformación sobre un objeto.

El objeto tiene la capacidad de regresar a su forma original cuando cesa la deformación. Depende del tipo de material. Los materiales pueden ser elásticos o inelásticos. Los materiales inelásticos no regresan a su forma natural.

La forma más común de representar matemáticamente la Ley de Hooke es mediante la ecuación del muelle o resorte, donde se relaciona la fuerza ejercida el resorte con una elongación de alargamiento producido:

Donde k se llama constante elástica del resorte y δ es su elongación o variación que experimenta su longitud. [1]

Sistema de Masa-Resorte

Uno de los ejemplos más comunes de un cuerpo dotado de M.A.S es el de un cuerpo de masa m unido al extremo de un resorte, que está sujeto a un punto fijo al otro extremo. El resorte está suspendido de un punto fijo S y que al soltarse desde un extremo C (donde estaba comprimido), comienza a oscilar entre los extremos C y B pasando por la posición de equilibrio 0.

Por lo que si se desprecia el roce, la masa suspendida del resorte realizará un movimiento oscilatorio alrededor de la posición de equilibrio 0. La amplitud del movimiento es A.

El período de oscilación del Sistema masa-resorte se calcula por la expresión:

Donde mes la masa del resorte y k es la constante elástica del resorte [2]

Desarrollo Experimental

Primero se realizó el montaje del sistema masa-resorte utilizando un soporte universal y un resorte como se muestra a continuación, con 4 masas de diferentes pesos.

Imagen 1. Montaje

Luego se tomaron las diferentes masas de 50g, 100g, 150g, 200g, 250g respectivamente, seguidamente se estiro el resorte a 3cm a las cuales se midieron 10 oscilaciones para posteriormente determinar el periodo.

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