GUÍA DE TRABAJO EN LABORATORIO Código GDO-FR

GUÍA DE TRABAJO EN
LABORATORIO
Código
Versión
Fecha
GDO-FR-xx
01
2014-03-28
1. IDENTIFICACIÓN
Sistema masa – resorte ( M.A.S) - Dinámico
Nombre de la práctica:
Programa
Plan de estudio #
Asignatura
Análisis de circuitos I
Código
Guía No.
Créditos
2. PERTINENCIA ACADÉMICA
ELEMENTOS DE
COMPETENCIAS
CONTENIDO TEMÁTICO
INDICADOR DE LOGRO
3. ACTIVIDADES PREVIAS




Linealización
Regresión lineal
Ley de Hooke
Oscilaciones sistema masa-resorte
3.1 Marco teórico
Cuando un objeto se desplaza a uno y otro lado de una posición fija siguiendo una ley cualquiera, se
dice que está en movimiento vibratorio u oscilatorio. Por ejemplo el embolo de una locomotora.
Entre todos los movimientos oscilatorios que existen en la naturaleza el más importante es el
movimiento armónico simple (M.A.S), en el cual es un movimiento periódico porque se reproduce
exactamente cada vez que transcurre un tiempo determinado, llamado periodo. Periodo es el tiempo
que tarda el objeto en dar una oscilación completa. El M.A.S describe con una buena aproximación
la mayor parte de las oscilaciones de la naturaleza. Para describir el movimiento de una partícula
oscilante, se expresa la posición dela partícula como una función del tiempo. Iniciando con la
segunda ley de Newton que relaciona la fuerza de restauración con la aceleración de la partícula.
Como ejemplos consideran el caso de una partícula en el extremo de un resorte, en este caso la
fuerza de restauración y el desplazamiento se ubican en una sola dirección que podemos definir
como x. También se tiene como ejemplo el péndulo simple que consiste en una partícula de masa
m, colgada de un hilo de longitud l y masa despreciable. La partícula oscila sin ficción entre un
punto de suspensión. Se denomina oscilador armónico simple a toda partícula cuyo movimiento esté
gobernado por una ecuación del tipo 𝑥 = 𝐴𝑐𝑜𝑠(𝑤𝑡 + 𝛷0 ) [1].
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Preinforme
En el preinforme cada grupo debe entregar al docente las medidas obtenidas durante la práctica,
esto incluye conversiones y resultados simples presentes en el desarrollo de las experiencias.
3.1.1
Cálculos y diagramas previos
3.1.2 Recursos requeridos
 Soporte universal
 Resortes
 Masas
 Cronometro
 Regla de 100cm
 Dinamómetro
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Imagen 1. Materiales utilizados para la realización de la práctica
4. PROCEDIMIENTO



Tome siete valores de masas comprendidos entre (50 – 150)g
Ponga a oscilar cada masa y calcule el periodo de oscilación para n=10
Llene la siguiente tabla teniendo en cuenta las unidades correspondientes para cada
medida.
Tabla 1. Valores de tiempo y masas para sistema masa- resorte
n Número de oscilaciones
Tiempo t (s)
Periodo T(s)
Masa m(kg)
T2 (s2)
10
10
10
10
10
10
10
Desde la teoría, podemos encontrar el periodo de oscilación de un resorte a través de la siguiente
ecuación:
𝑚
𝑇 = 2𝜋√ 𝑘
[2]
Donde m es la masa (Kg), T es el periodo de oscilación (s) y k en la constante de elasticidad [N/m]
4.1 Descripción de las actividades.
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Teniendo en cuenta la ecuación [2] exprese el periodo en función de la masa, de tal manera que
pueda obtener una relación del tipo:
𝑇2 =
4𝜋 2
𝑘
𝑚
[3]
Por lo tanto si se grafica P 2 vs m se deberá obtener una línea recta (linealización) cuya pendiente
b es:
𝑏=
4𝜋2
𝑘
[4]
Grafique la ecuación [3] en Excel con los datos obtenidos y haciendo ajuste lineal obtenga la
pendiente de la recta de la cual podrá determinar el valor de la contante k.
Imagen 2. Configuración inicial del resorte, sin masa y con masa respectivamente
4.2 Cuestionario

Cuando hacemos una medida con una balanza ¿qué se está midiendo masa o peso?

Cuando hacemos una medida con el dinamómetro, ¿qué cantidad física se está
cuantificando?

Cómo podríamos establecer el porcentaje de error de su medida, este caso el valor de k.

Explique el significado del el valor de la constante de elasticidad. ¿de qué depende su valor?
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4.3 Tablas y resultados.


Valor de la constante k = N/m
Pegue en el cuadro siguiente la gráfica obtenida en Excel.
4.4 Cálculos y análisis de los resultados
5.





Pautas y lineamientos de entrega del informe
Entrega a tiempo del informe (15%)
Orden y claridad en los procedimientos y preservación del formato (25%)
Participación activa en el desarrollo de la práctica (10%)
Análisis y conclusiones (40%)
Referencias bibliografía en el contenido del informe (10%)
6. Bibliografía
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Preparado por: Jose Doria, Jorge Ocampo
Elaborado por: Jose Doria, Jorge Ocampo
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Nombre de los editores del documento
Nombre del ó los docentes
1.0
1 de Abril de 2014
Nombre del jefe de departamento
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