EXPERIENCIA DE LABORATORIO N°5 ASIGNATURA : Ing. CIVIL

UNSJ – FI –Laboratorio de Física
ASIGNATURA :
CARRERAS :
Ing. CIVIL
Ing. MECÁNICA
Ing. ELECTROMECÁNICA
Ing. ELÉCTRICA
EXPERIENCIA DE LABORATORIO N°5
FACULTAD DE INGENIERIA
2015
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AAE5-Ing.Civ.Mec.Ele.Elm.-2015 -1º Semestre
UNSJ – FI –Laboratorio de Física
ACTIVIDAD DE APRENDIZAJE EXPERIMENTAL Nº 5
OSCILACIONES
PARTE I: Movimiento Armónico simple
Equipo necesario
Cant.
Equipo necesario
Cant.
Varillas
2
Soporte
1
Resorte ó muelle de respuesta lineal
1
Porta-pesas 50g – 100 g
1
Interface
1
PC con Data-Studio
1
Sensor de Movimiento
1
Sensor de Fuerza
1
Balanza
1
Montaje del Equipo
Sensor de Fuerza
k
Porta–Pesas
Sensor de Movimiento
PROCEDIMIENTO
1- Suspender el porta-pesas con una masa conocida y dejar el sistema masa-resorte en equilibrio estático.
2- Comprobar que el positivo para el sensor de movimiento y el de fuerza coincidan.
3- Presione el botón de tara del sensor de fuerza para poner a cero el sensor.
4- Medir la posición inicial que registra el sensor de movimiento, la cual corresponde al punto de equilibrio.
5- Para iniciar el movimiento oscilatorio de la masa, desplácela verticalmente hacia abajo una longitud
menor a 4cm y suéltela.
6- Medir y registrar la fuerza, el desplazamiento, la velocidad, la aceleración en el tiempo. Realizar por lo
menos 10 oscilaciones.
7- Obtener la gráfica de fuerza-deformación del resorte y fuerza-aceleración.
8- Repetir 5 a 7 para otra posición inicial, también menor de 4cm.
9- Repetir de 1 a 7 colocando otra masa en el porta-pesas y dándole al sistema el primer desplazamiento
dado a la masa anterior.
INFORME DE LABORATORIO
a) Realice el diagrama de cuerpo libre para el sistema en equilibrio y para el sistema en equilibrio dinámico.
Plantee las ecuaciones dinámicas correspondientes.
b) A partir de la ecuación diferencial de movimiento, obtener la expresión del período de oscilaciones.
c) Determine la pendiente de la gráfica de fuerza frente a deformación del resorte para las dos masas, ¿qué
significa físicamente ésta pendiente?
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d) Calcule el periodo en forma teórica para cada una de las masas, utilizando los valores de la constante del
resorte obtenida anteriormente y la masa.
e) Mida el periodo del sistema “masa–resorte” a partir de una de las gráficas obtenidas, para cada una de
las masas. Explique como lo determina y de que gráfica.
f) Determine la diferencia porcentual entre los valores medido y teórico del periodo, para cada una de las
masas.
g) Determine el periodo del sistema “masa–resorte” a partir de una de las gráficas obtenidas, para la
primera masa con el segundo desplazamiento inicial.
h) Explique si el período de oscilación depende de la masa y del desplazamiento inicial, justifique usando la
información obtenida en la experiencia.
i) Determine la fuerza resultante que actúa sobre una de las masas en un instante cualquiera, de dos
maneras distintas y compárelas. Explique como lo realiza.
j) Determine la energía mecánica del sistema para dos instantes distintos y compárelas; explique como las
obtiene. Que conclusión saca.
PARTE II: Momento de Inercia de un Volante
Equipo necesario
Cant.
Equipo necesario
Cant.
Volante
1
Cronómetro
1
Cuchilla de suspensión
1
Cinta métrica
1
Montaje del Equipo
PROCEDIMIENTO
1.- Determinar el radio del volante.
2.-Colocar el volante en el soporte adecuado.
3.- Hacer oscilar el volante desplazándolo levemente de su posición de equilibrio ( <15º), cuidando que
el eje del volante se mantenga paralelo a la cuchilla soporte.
4.- Medir y registrar el tiempo empleado en realizar 10 oscilaciones.
5.-Repetir el procedimiento 3 veces
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Informe de Laboratorio
Experiencia: Momento
de Inercia
Cálculos y Conclusiones
a) Calcular el periodo de oscilación.
b) A partir de la ecuación diferencial de movimiento obtener la expresión del período de oscilaciones.
c) Con los valores medidos del período determinar el momento de inercia del volante respecto del eje
baricéntrico y obtener el valor promedio de ICM.
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