INFORME DE LABORATORIO 01

INFORME DE LABORATORIO 01

AO DE LA INVERSIN PARA EL DESARROLLO RURAL Y LA SEGURIDAD ALIMENTARIA

FSICA II

MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE DOCENTE: ARZAPALO

INTEGRANTES: AQUINO MEZA, Michel Ismael ggggggggg gggggggggggggg Tgggggggggggggg SECCIN: BI1

Hyo-2015 - I

1. INTRODUCCIN:La presente experiencia tiene el fin de familiarizarnos con el Movimiento vibratorio o vibracin es la variacin o cambio de configuracin de un sistema en relacin al tiempo, en torno a una posicin de equilibrio estable, su caracterstica fundamental es que es peridico, siendo frecuente el movimiento armnico simple, por lo que este movimiento adquiere una singular importancia en los estudios vibratorios. Los sistemas mecnicos al ser sometidos a la accin de fuerzas variables con el tiempo, principalmente peridicas, responden variando sus estados de equilibrio y como consecuencia, presentan cambios de configuracin que perturban su normal funcionamiento, presentan molestias al personal que los maneja y acortan la vida til de los mecanismos. Actualmente, el estudio y anlisis de las vibraciones mecnicas ha adquirido gran importancia en la supervisin de los sistemas mecnicos, sobre todo de elementos de tipo rotativo. Independientemente de los planes de mantenimiento correctivo y preventivo, el plan de mantenimiento predictivo se basa, principalmente, en el estudio de las vibraciones mediante la instalacin de sensores que permiten detectar vibraciones fuera de rango. En general, se suponen vibraciones de pequea amplitud porque fuera de ellas dejan de tener validez la mayora de las hiptesis que se establecen para su estudio. Supongamos el sistema de la figura, formado por una masa principal m, un elemento recuperador elstico de constante k y un dispositivo amortiguador de constante c.

2. OBJETIVOS:

2.1. OBJETIVO GENERAL Analizar e interpretar el comportamiento del movimiento armnico simple por medio de la experiencia.

2.2. OBJETIVOS ESPECFICOS Analizar e interpretar en prctica el movimiento oscilatorio identificando las caractersticas principales del mismo. Estudiar la relacin entre fuerzas recuperadoras y movimiento oscilatorio. Determinar la constante de elasticidad de un resorte aplicando la ley HOOKE Determinar el promedio de la constante de la elasticidades Determinar con el periodo de 10 de oscilacin el periodo, promedio del periodo, periodo terico y el porcentaje del error.

3. FUNDAMENTO TERICO1. Qu es Movimiento Armnico Simple?Es la relacin que existe entre el desplazamiento de una partcula desde el punto de equilibrio y la dependencia de este con el tiempo.Caractersticas Fsicas del M.A.S: el movimiento. Armnico simple est determinado por la siguiente ecuacin de movimiento:-----------------EC.01Entonces la funcin es peridica y se repite a si misma cuando aumenta rad.1. Qu es y cmo se determina el periodo del sistema masa-resorte?El sistema como su nombre lo indica, es el conjunto conformado por un resorte helicoidal y un cuerpo con masa determinada, que interactan y presentan un movimiento peridico. Al ser un mov. Armnico Simple requiere de cierto tiempo para efectuar determinado nmero de oscilaciones, lo que hace referencia al perodo. Entonces para todo movimiento. Oscilatorio, dondey remplazando obtenemos el Perodo para un Sistema Masa-Resorte:-----------------EC.021. Cul es la relacin entre el periodo del pndulo y la longitud del resorte?La relacin que existe es precisamente que el periodo del pndulo depende la constante, es decir, la fuerza restauradora en un pndulo de pequeos desplazamientos es proporcional a la coordenada, donde la constante (a) representa la constante de recuperacin, de la siguiente manera: Cuando el resorte se estira una cantidad, la fuerza ejercida P hacia arriba (denominada fuerza restauradora), es igual al peso del cuerpo, . Donde , por lo que

, de donde deducimos que ---------------EC.03.Entonces y sabiendo que:Sistema masa-resorte Pndulo simple Al comparar y reemplazar (a) en la ecuacin del periodo para el sistema masa-resorte, encontramos que: ------------EC.04Por tanto, es claro que la relacin que existe entre estos, es que los dos movimientos obedecen a una fuerza restauradora, que a su vez depende de una constante de restauracin que est determinada por la variacin de la longitud. El movimiento oscilatorio es un movimiento en torno a un punto de equilibrio estable. Los puntos de equilibrio mecnico son, en general, aquellos en los cuales la fuerza neta que acta sobre la partcula es cero. Si el equilibrio es estable, un desplazamiento de la partcula con respecto a la posicin de equilibrio (elongacin) da lugar a la aparicin de una fuerza restauradora que devolver la partcula hacia el punto de equilibrio.

En trminos de la energa potencial, los puntos de equilibrio estable se corresponden con los mnimos de la misma.Ejemplo:

El movimiento armnico simple constituye un ejemplo de movimiento oscilatorio. Se llama as al movimiento descrito por la ecuacin

Dnde:: es la elongacin: es el tiempo: es la amplitud o elongacin mxima.: es la frecuencia angular: es la fase inicial

4. MATERIALES UTILIZADOSBueno en los materiales utilizados tenemos:

A). MASAS (Kg): Qu nos ayudara a definir la fuerza que produce dada una de ellas y tambin a combinarla ya que estas masas no son las mismas.: 84g = 0.0.84kg: 85g = 0.085 Kg: 93g = 0.093 Kg(84+85) g = 0.169 KgM1

M2

M3

(FIGURA 01) B). REGLA METLICA (M): Nos ayudara a medir la elongacin que produce cada masa pero teniendo en cuenta que tambin se deber descontar la elongacin del resorte que es 8 cm

(FIGURA 02)

C). CRONMETRO: Esto nos ayudara a ver el periodo que tendremos en el periodo de 10 oscilaciones y podremos hallar el periodo promedio, terico y el porcentaje de error. (FIGURA 03)

D). SOPORTE DE PESO: Este objeto es el esencial ya que como dice es el soporte ya que el ella pondremos el resorte y de ah colgaremos la masa para medir el periodo, elongacin la constante etc.

(FIGURA 04)

E). RESORTE DE 8 CM: Nos ayudara sosteniendo las diferentes masas y podremos ver la diferencia de la elongacin que tiene de acuerdo a lo fuerza que produce cada masa.

(FIGURA 05)

5. PROCEDIMIENTO PARA ELABORAR LA TABLA NRO 1:I. Lo primero que haremos es poner el resorte en el soporte de peso a continuacin pondremos la masas sostenindose del resorte (figura 04).

II. Luego mediremos la longitud deformada con las masas suspendidas (figura06)

III. El procedimiento anterior se repetir para cada masa y la combinacin de la M1 y M2.

IV. Esto nos ayudara a hallar la fuerza teniendo en cuenta la masa y la gravedad que es (9.8N) para todos ya que no vara.V. Con estos datos ya se puede elaborar la Tabla Nro. 01.VI. Hallaremos la elongacin al medir el estiramiento que se producir cuando se pone una masa pero teniendo en cuenta que esto se tendr que restar con la elongacin del resorte que es de 8cm as podremos hallara la verdadera elongacin pero esto tendr que ser llevado a mts

PROCEDIMIENTO PARA ELABORAR LA TABLA NRO 2:I. Colocamos una masa (M1+M2) suspendida en el resorte y procedemos a fomentar la oscilacin levantando con la regla metlica la masa encogiendo la deformacin del resorte y luego la soltamos.II. Esperamos a que alcance un movimiento casi uniforme y luego medimos con el cronmetro el tiempo que tarda en hacer 10 oscilacionesIII. Luego anotamos los resultados y realizamos los clculos respectivos.IV. De estos datos podremos elaborar la Tabla Nro. 02

6. CLCULOS Y RESULTADOSMUESTRAS DE LAS MASAS: 84g 0.084 kg: 85g 0.085 Kg: 93g 0.093 Kg: 163g 0.163 Kg

Para los resultados de la tabla Nro. 01 usaremos la siguiente frmula:

DNDE: m=masa g=gravedad=9.8N L: Long final-Long inicial

Para los resultados de la tabla Nro. 02 usaremos la siguiente frmula: DNDE: m1+m3= masa=0.244Kg k=Constante de elasticidad hallado en la primera tabla. T= Tiempo de oscilacin. TABLA 01

DETERMINACIN DE K

MASA (kg)PESO (N)KPROMEDIO K

m1 =0.084 kg0.099-0.080=0.019m26.77120.411

m2 =0.085 kg0.1-0.080=0.02m17.845

m3 =0.093 kg0.106-0.080=0.026m20

m1+m2=0.169 kg0.112-0.080=0.032m17.028

TABLA 02

Nmero de medicinT de 10 oscilaciones.T de 1 osc.TpromT exp.T terico% error

18.11s0.811s

7.76s

0.776s

0.658s

17.93%

28.17s0.817s

37.81s0.781s

47.43s0.743s

57.28s0.728s

7. CONCLUSIONES1. La caracterstica principal de todo Movimiento Armnico Simple es presentar una fuerza que pretende regresar el sistema a su posicin de equilibrio, determinada fuerza restauradora. Pudimos cumplir con el objetivo del laboratorio que eraDeterminar la constante de elasticidad de un resorte, puesto que en los ejercicios estipulados pudimos encontrar resultados diferentes y concisos que nos llevaban al entendimiento de este. Deducimos que la deformacin que obtena el resorte esigual al peso del cuerposuspendido por queel resorte debe ejercer sobre el cuerpo una fuerza de sentido contrario es decir, hacia arriba. Se pudo concluir que el resortese deformaba cuando se le aplica una fuerza y recobra su forma original en cuanto se retira la fuerza gracias a la relacin entre fuerza y extensin de un objeto elstico.1. La amplitud del resorte no es constante pues a mayor tiempo menor va ser su amplitud, pero si se aplica una fuerza aparte de la masa su amplitud es variable.1. Despus de un tiempo (t) el resorte retorna a su posicin de equilibrio x=01. El resorte siempre tiende a su pocin de equilibrio despus de haber oscilado desde una posicin =amplitud1. La amplitud varia debido a un tiempo, su movimiento se repite pero su amplitud no es constante 1. Despus del estudio de fenmenos ocurridos en nuestra cotidianita observamos, en el campo de oscilaciones que una oscilacin depende de la amplitud del cuerpo y es directamente proporcional al tiempo1. Las oscilaciones son directamente proporcional a rango del periodo que genera decir entre ms oscile los objetos su periodo se torna mayor.1. Las deformaciones sufridas por un resorte y el periodo de oscilacin del mismo son proporcionales a las masas. La masa efecta un movimiento armnico simple pues toque el desplazamiento de la masa desde el punto de equilibrio, varia en el tiempo, es decir se mueve peridicamente respecto a suposicin de equilibrio.

Cuestionario1 rpta la frecuencia angular, el periodo (T) y la frecuencia de las oscilaciones (f) solo dependen de las caracteristcas fsicas del resorte (constante de electricidad) y la nada del cuerpo oscilante y no depende de la amplitud ni de la forma como se inicia el movimiento

8. REFERENCIAS BILIOGRFICAS (NORMA VANCOUVER PARA WEB Y/O LIBROS) Fsica para Ingenieros Raymond A. Serway,John Jewett- edicin 01(captulo15 pag418-428)1. Biblioteca de consulta Microsoft Encarta 20061. Wikipedia

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