LABORATORIO FISICA - 11-2G5

INFORME N°1
MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE
GRUPO N° 5
OSCAR ALEXANDER BENAVIDES ROMERO
SARA LUCIA GONZALEZ AROCA
ANGELA PATRICIA CORDOBA CABALLERO
NICOL LILIANA ARAGON LEON
LEIDY XIOMARA LOZANO MEDINA
LISETH VANESSA ARANA LOPEZ
INSITITUCION EDUCATIVA ALBERTO LLERAS CAMARGO
GRADO 11-2
VILLAVICENCIO/ META
2011
INTRODUCCIÓN
Con esta práctica se pretende hallar experimentalmente la constante de elasticidad de dos
resortes haciendo uso de la Ley de Hockey F= -K*X donde K es la constante y X el
alargamiento causado por el peso del cuerpo, esta es la ecuación del Movimiento Armónico
Simple de un resorte sometido a un esfuerzo, colgándole a cada uno de los resortes cuatro
masas de diferente peso (70g, 100g, 120g, 150g, 170g,) hallando cuál de los dos es más
flexible y tiene más constante de elasticidad. Determinando la posición de equilibrio y
hallando el alargamiento causado por la misma masa en ambos resortes, podemos
identificar cuál tiene más constante de elasticidad. Observamos que en cada resorte (grueso,
delgado) descritos anteriormente podemos llegar a un mismo resultado casi aproximado al
valor convencionalmente verdadero de la constante K en cada uno.
Durante este proceso, gracias a la práctica hacemos varias experiencias para demostrar la
ley de Hooke.
OBJETIVOS:
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


Determinar la constante de un resorte
Calcular experimentalmente la constante K de un resorte por medio de dos métodos
(Movimiento Armónico Simple y Ley de Hooke).
MATERIALES
2 resortes
4 masas de diferentes pesos
1 regla
soporte
nuez
varilla
cronometro
MARCO TEÓRICO:
Un cuerpo describe un movimiento armónico simple cuando la única fuerza que actúa sobre
él se expresa de la forma F = -K*X donde k es una constante un objeto que oscila atado a
un resorte describe un movimiento armónico.
Cuando consideramos que sobre el cuerpo no actúa fuerza de fricción y que en el resorte no
se disipa energía durante el movimiento tenemos un ejemplo de movimiento armónico
simple. En este caso el cuerpo realiza una oscilación cada vez que pasa por determina
posición y al regreso de ella, ha ocupado todas las posiciones posibles. El tiempo que
emplea en hacer una oscilación se denomina periodo. Es un movimiento periódico que
queda descrito en función del tiempo (seno, coseno) si la descripción de un movimiento
requiere de más de una función armónica, en general sería un movimiento armónico. En el
caso que la trayectoria rectilínea la partícula que realiza un movimiento armónico simple
que oscila alejándose y acercándose a un punto, situada en el centro de su trayectoria de tal
manera que su posición en función del tiempo con respecto a ese punto es una sinusoide, en
este movimiento, la fuerza que actúa sobre la partícula es proporcional a su desplazamiento
respecto a dicho punto y dirigida hacia este.
PROCEDIMIENTO
1. Lo primero que hicimos fue recibir los materiales por la profesora, y observar muy
minuciosamente como eran.
2. cuando ya obtuvimos los materiales empezamos a colocar los resortes en el soporte
para saber cuál era el elástico, colocamos las masas en los resortes y medimos con
la regla, cuanto estiro el resorte al colocar (masas) en los resortes, en este caso fue el
resorte delgado, estos datos los escribimos en el cuaderno, para así poder hacer las
gráficas y tablas.
3.
después de saber las medidas, empezamos con el ejercicio, hacer las 10 oscilaciones
y tomar el tiempo., variábamos las masas.
4.
cuando terminamos de variar las masas, empezamos hacer el mismo procedimiento,
pero con el resorte grueso, y los resultados no fueron los mismos. ya que el resorte
grueso no tiene la misma elasticidad. Cuando terminamos de hacer las oscilaciones
y las variedades de masas con el resorte, escogimos un resorte (delgado) e hicimos
las oscilaciones pero con una sola masa, la diferencia aquí eran las amplitudes con
las que se realizaban.
1er. GRAFICA DEL RESORTE DELGADO
FUERZA F(N) ALARGAMIENTO X(M)
2.8CM
70G
Dinas 6.86*10
DATOS:
X(M) 2.8CM 5.1CM 7.1CM 8.5CM 9.9CM TABLAS
F(N) 70G
100g
120g
150g
170g
100g
Dinas 9.8*10
5.1CM
120g
Din1.176*10
7.1CM
8.5CM
150g
Dinas 1.47*10
9.9CM
170g
Dinas 1.66*10
2do. GRAFICA RESORTE GRUESO:
DATOS TABLA:
FUERZA F(N) ALARGAMIENTO X(M)
10.1cm
70G
Dinas 6.86*10
100g
dinas 9.8*10
16.4cm
20.9cm
120g
Dinas 1.176*10
26.7cm
150g
Dinas 1.47*10
F(N) 10.1cm 16.4cm 20.9cm 26.7cm 31.3cm
X(M) 70G
100g
120g
150g
170g
31.3cm
170g
Dinas 1.66*10
VARIAMOS LAS MASAS PERO SU POSICIÓN DE EQUILIBRIO ES LA MISMA
GRAMOS(G) TIEMPO1 TIEMPO2 TIEMPO3 PROMEDIO(s) PERIODO/1O(osc)
70g
3.72s
3.89s
3.64s
3.75s
3.75s/10=0.37s
100g
5.45s
5.95s
5.61s
5.67s
5.67s/10=0.56s
120g
6.79s
6.99s
6.56s
6.78s
6.78s/10=0.67s
150g
8.20s
8.2s
8.9s
8.4s
8.4s/10=0.84s
170g
9.11s
9.15s
8.99s
9.08s
9.08s/10=0.90s
TABLA NUMERO 2
x(s) 0.37s 0.56s 0.67s 0.84s 0.90s
y(m) 70g 100g 120g 150g 170g
ANÁLISIS
1. Justifica porqué la fuerza aplicada sobre el resorte es igual al peso del cuerpo
suspendido?
R/. Porque el peso depende de la masa del cuerpo multiplicada por la gravedad de la Tierra,
nos da una fuerza la cual actúa sobre el cuerpo y va en dirección vertical hacia abajo. Por lo
tanto cuando lo colgamos en el resorte, y este llega a un punto de equilibrio es porque se
está dando la tercera ley de Newton que es la de acción reacción, la cual nos habla de que
con toda acción ocurre una reacción de igual magnitud pero de sentido opuesto, y es por
esto que el resorte contrarresta la fuerza del peso y se equilibra teniendo que generar una
fuerza
de
igual
magnitud,
pero
de
sentido
opuesto.
2. La recta debe pasar por el origen del plano cartesiano? justifica tu respuesta.
R/. Sí, porque es nuestro punto referencia, es decir, desde donde empezamos a medir, el
punto de equilibrio, tomamos la fuerza con un valor inicial de 0. Y un alargamiento de 0.
3.
Cuáles
son
las
unidades
de
la
pendiente?
R/. Las unidades son N/M. los newtons pertenecientes a la fuerza generada y los metros por
el
alargamiento
también
generado
en
el
instante.
4.
Qué
significado
tiene
la
pendiente?
R/. La pendiente es una recta lineal, por lo tanto nos podemos dar cuenta de que existe una
relación directamente proporcional entre la F (fuerza) y el X (alargamiento).
5. Cuál es la ecuación que representa las variables de la gráfica?
R/. la Fuerza es directamente proporcional al alargamiento F=X, siendo F la variable
dependiente
y
X
la
independiente.
6. Puedes calcular el alargamiento que produciría en el resorte otro peso distinto de
los que has utilizado? Describe el método y plantea un ejemplo.
R/. Claro. Si tenemos datos como la constante de elasticidad, y la fuerza que ha sido
aplicada. Podemos hallar el alargamiento. Como por ejemplo.

Un sistema de masa resorte con masa de 2Kg y una constante de elasticidad de 200 N/M.
Calcular el alargamiento generado.
Solución: como primero tenemos la m y la k. La ecuación necesaria para hallar el
alargamiento
es: X=F/K
por lo tanto necesitamos saber la fuerza, la cual podemos calcular de la siguiente
manera: m*g
(2Kg)*(10m/s^2)=
20N.
Luego,
X=
20N/200N/m------>
0,1m.
Este
es
el
alargamiento
generado.
ANÁLISIS 2
1. Puesto que 2pi√m/k se cumple que T2=4π2/k*m a partir de la pendiente de la
gráfica de t2 en función de m determina el valor de la constante del resorte.
R/.
2. Qué sucede con el período de oscilación cuando se ponen a oscilar objetos de
diferente
masa?
R/.que entre mayor es la masa, mayor es su periodo de oscilación ya que la fuerza ejercida
por la gravedad es mayor entonces tarda más tiempo en hacer una oscilación.
3. Qué sucede con el período de oscilación cuando se varía la amplitud y el cuerpo
sujeto
al
resorte
es
el
mismo.
R/.a medida que modificamos la amplitud el número de oscilaciones de resorte también se
va
modificando
CONCLUSIONES
1. la característica principal de todo Movimiento Armónico Simple es presentar una fuerza
que pretende regresar al sistema a su posición de equilibrio, determinada fuerza
restauradora.
2. Después del estudio de fenómenos ocurridos en nuestra cotidianidad observamos, en el
campo de oscilaciones que una oscilación depende de la amplitud del cuerpo y es
directamente
proporcional
al
tiempo.
3. También pudimos observar que entre menos elástico sea el resorte menor constante va a
tener, es decir, que el alargamiento es inversamente proporcional a la constante de
elasticidad.
4. Nos dimos cuenta de que podemos comprobar experimentalmente todas las propiedades
y características de un movimiento armónico simple, como lo es la relación de
proporcionalidad entre la fuerza y el alargamiento, es decir comprobamos la ley de Hooke.