Documento 292237

UNIVERSIDAD AUTONOMA DE OCCIDENTE
FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
LABORATORIO DE FÍSICA II
SISTEMA MASA – RESORTE
1.
OBJETIVOS
1.1
Estudiar el movimiento oscilatorio del sistema masa - resorte.
1.2
Determinar la relación entre el período y la masa del cuerpo cuando realiza un M.A.S.
1.3
Determinar la masa de un resorte a partir del periodo de oscilación del sistema.
2.
INTRODUCCIÓN
Para un sistema masa-resorte se puede mostrar usando consideraciones energéticas que el
período de sus oscilaciones teniendo en cuenta la masa del resorte está dado por:
 3m  M 
T  2 

 3K 
Donde m es la masa del cuerpo, M y K son la masa y el coeficiente de elasticidad del resorte
respectivamente.
El coeficiente de elasticidad del resorte se puede determinar experimentalmente midiendo
el período de oscilación o aplicando la ley de Hooke:


F   KX
Gladis Miriam Aparicio
Coordinadora Física II.
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FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS
DEPARTAMENTO DE FÍSICA
3.
MATERIALES
3.1
Soportes.
3.2
Resorte.
3.3
Pesas.
3.4
Regla.
3.5
Computador.
3.6
Interfase Pasco.
3.7
Sensor de movimiento.
3.8
Sensor de Fuerza.
LABORATORIO DE FÍSICA II
4. ACTIVIDADES
Verifique que sobre su mesa de trabajo encuentre los materiales necesarios y que la
interfase esté conectada al computador (Figura 1). También debe verificar que el sensor de
fuerza y el sensor de movimiento estén conectados a la interfase
Encienda el computador, la Interfase Pasco y el Amplificador de Potencia. Sobre el
escritorio del PC encontrara un icono titulado “Español”, déle doble clic e inmediatamente
entrara al programa con el cual va a trabajar. Al abrir el programa pulse la opción: “Crear
Experimento”. En la ventana debe observar el dibujo de la misma interfase que tiene sobre
la mesa de trabajo, déle doble clic al sensor de fuerza y al sensor de movimiento y
cerciórese de que la ubicación con la cual quedan sea la misma que tiene físicamente.
Guarde su experimento con un nombre apropiado, dentro de la carpeta sugerida por su
profesor y continuamente este salvando los cambios que realice sobre su actividad.
Abra una ventana para los gráficos de posición, velocidad y aceleración de la masa
suspendida en función del tiempo.
Mediante las opciones de muestreo que se encuentra en la barra del panel configuración,
defina los parámetros necesarios para realizar la tabla de datos introducidos manualmente.
Gladis Miriam Aparicio
Coordinadora Física II.
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LABORATORIO DE FÍSICA II
Figura 1. Montaje experimental sistema masa - resorte
Determinación experimental de la masa del resorte:
4.1
Suspenda una masa m y desplácela de su posición de equilibrio unos 5cm, mida el
período de oscilación, para ello debe realizar los graficos de posición vs tiempo,
velocidad vs tiempo y aceleración vs tiempo y realizar un ajuste sinusoidal (Este
ajuste le dara la información del período del movimiento). Repita su medición
desplazando la masa 10cm. Depende el periodo de la amplitud de oscilación?
4.2
De la misma forma mida el período de oscilación para diferentes masas y registre los
valores en una tabla.
4.3
Construya el gráfico del periodo vs la masa del bloque suspendido. ¿Corresponde el
gráfico a la relación predicha por la teoría?
4.4
Linealize el gráfico anterior, dibujando T2 vs m (masa suspendida), y a partir de este
gráfico determine el coeficiente K del resorte y la masa del resorte.
Gladis Miriam Aparicio
Coordinadora Física II.
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4.5
LABORATORIO DE FÍSICA II
Obtenga el Error en el cálculo de la masa, M, del resorte (para esto debe obtener el
valor estimado para la masa del resorte mediante la balanza digital) y la incertidumbre
sobre K.
4.6
Explique ¿por qué el movimiento del sistema masa resorte se puede considerar
armónico simple?
4.7
Realice todo el análisis que permiten sus resultados.
5. BIBLIOGRAFÍA
5.1
Baird D. C. Experimentación: una Introducción a la Teoría de Mediciones y al
Diseño
de Experimentos. Segunda edición. Prentice Hall Hispanoamericana, S.A. México.
5.2
Gettys, Keller, Skove. Física Clásica y Moderna Mc Graw Hill. México. 1989.
5.3
Serway R. A. Física .Mc Graw Hill. Tercera edición. Tomo I. México. 1993. S48DOC.
Gladis Miriam Aparicio
Coordinadora Física II.