práctica de laboratorio nº 04- experiencia de melde. ondas estacionarias – movimiento armonico...

7/24/2019 Prctica de Laboratorio N 04- EXPERIENCIA DE MELDE. ONDAS ESTACIONARIAS MOVIMIENTO ARMONICO FORZADO

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TECSUP P.F.R. Laboratorio de Ondas y Calor

Alumno (s):Apellidos y Nombres Notas

Aguilar Flores, Cristian Joe

Ancalle Ramos, Augusto Lenin

Bernal Valencia, milio

Carba!al "uisa, Luis nri#ue

$ro%esor: "uam&n 'amani, Fredy Alberto

$rograma$ro%esional:

C *rupo: +A

Fec-a de ntrega:./ 01 .1 'esa de 2raba!o: 3

.4 5BJ26V5

1) Verifcar las ecuaciones correspondientes al movimiento armnicosimple.

2) Determinar experimentalmente el periodo y la recuencia deoscilacin del sistema.

3) Verifcar las ecuaciones dinmicas y cinemticas que rigen elmovimiento armnico para el sistema masaresorte.

1

YC7R85: 5N9A8 CAL5R

C596*5 $*.0./LAB5RA25R65 N; 01


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!) "er capa# de confgurar e implementar equipos para toma de datosexperimentales y reali#ar un anlisis grfco utili#ando como$erramienta el sot%are Data "tudio.

&) 'tili#ar el sot%are ("*+ *apstone,-para verifcacin de parmetros

estadsticos respecto a la inormacin registrada.

@4 'A2R6AL8

5.1. Computadora personal con programa PASCO CapstoneTM

instalado

5.2. nter!ase US" Lin#. $%&

5.3. Soporte uni'ersal.

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5.4. Sensor de mo'imiento.

(.(. )inam*metro.

3


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(.+. Resortes, pesos y pabilo

4 F7N9A'N25 2R6C5

/ay muc$os casos en los cuales el tra0ao es reali#ado poruer#as que actan so0re el cuerpo y cuyo valor cam0ia durante eldespla#amiento por eemplo4 para estirar un resorte $a de aplicarseuna uer#a cada ve# mayor conorme aumenta el alargamiento4 dic$auer#a es directamente proporcional a la deormacin4 siempre queesta ultima no sea demasiado grande. 5sta propiedad de la materiaue una de las primeras estudiadas cuantitativamente4 y el enunciado4

pu0licado por 6o0ert /oo7e en 189:4 el cual es conocido $oy como;


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masa

E-uilibrio

mplitud

m

#


4.4 8istema masaresorte4

*onsideremos un cuerpo de masa m suspendido de un resorte

vertical de masa desprecia0le4 fa en su extremo superior como se veen la fgura 3.1.1. si se aplica una uer#a al cuerpo despla#ndose unapequeCa distancia y luego se le dea en li0ertad4 oscilara am0os ladosde la posicin de equili0rio entre las posiciones y de0ido a laseccin de la uer#a elstica.

Figura4 4.4.4 8istema masaresorte.

5ste movimiento se le puede denominar armnico4 pero sereali#a en ausencia de uer#as de ro#amiento4 entonces se defnecomo ;-ovimiento rmnico "imple= B-").

"i aplicamos la "egunda ley de Ee%ton so0re el lado i#quierdode la ecuacin B1)4 podemos escri0irF

D m a B2)


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(or lo cual la ecuacin B!) se modifca4 transormndose en lasiguiente expresinF

d x2 2

Gx @ HB8) 2

dt


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#

m



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/4 $R5C96'6N25

Determinacin de la constante de elasticidad.

Lngrese al programa ("*+ *apstone,-4 $aga clic so0re el icono

crear experimento y seguidamente reconocer el dinammetro y elsensor de movimiento4 previamente insertado a la interase :&H'niversal Lnterace.

"eguidamente arrastre el icono M6N?L*+ so0re el sensor de uer#aB,iro positivo4 2 decimales)4 ela0ore una grfca uer#a vsdespla#amiento.

/aga el montae de la fgura !.14 mantenga siempre sueto con lasmanos el montae de los sensores y ponga el sensor de movimiento

perectamente vertical a fn de que no reporte lecturas errneas.

*on el montae de la fgura slo $ace alta que eercer una pequeCauer#a que se ir incrementando gradualmente $acia a0ao4 mientrasse $ace esta operacin4 su compaCero gra0ar dic$o proceso.

Eo estire muc$o el resorte4 pues puede vencerlo y quedarpermanentemente estirado4 no dee el equipo suspendido del resorte.

Figura4 /4.4 $rimer monta!e4


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Resorte N . @

Constante

teMrica (Nm)

3 I I0

Constante (Nm)

14/. O4O. O141

(P) ./41 04O 4O1

Determinacin del periodo y la recuencia de oscilacin.

Lngrese al programa Data "tudio4 $aga clic so0re el icono crearexperimento y seguidamente reconocer el sensor de movimiento

previamente insertado a la interase :&H 'niversal Lnterace.

"eguidamente arrastre el icono M6N?L*+ so0re el sensor demovimiento4 ela0ore una grfca posicin4 velocidad y aceleracin vstiempo.

/aga el montae fgura !.2.14 de0er $acer oscilar la masa suspendidadel resorte4 mientras $ace esta operacin su compaCero gra0ar losdatos resultantes de $acer dic$a operacin.

-asa adicional para el resorte 1F PP2&PPQP2&PPP 7g-asa adicional para el resorte 2F PP&HPPQP&HPP 7g B*onsultar al

docente)-asa adicional para el resorte 3F PP1HHPPQPP1&HPP 7g

*uide de no estirar muc$o el resorte pues con la masa adicional correel peligro de quedar permanentemente estirado4 cuide que la masasuspendida no caiga so0re el sensor de movimiento.

?igura. !.2.1. "egundo montae.

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Detenga la toma de datos despu>s de 1H segundos de iniciada.5s importante que la masa slo oscile en direccin vertical y no de unlado a otro.

6epita la operacin para cada resorte y complete las ta0las !.2.1. al

!.2.K.

Ldentifque y $alle las varia0les solicitadas con la ayuda del iconopuntos coordenados.

Oorre los datos errneos4 no acumule inormacin innecesaria.

65"+6,5 14 7@,O


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,O


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,O


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65"+6,5 34 7@,O


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14 C78265NAR65

&.1 /alle la recuencia natural terica del resorte. *on la ayuda de la

,ransormada rpida de ?ourier $alle la recuencia experimental Brealiceun grafco para cada resorte). *alcule el error.

6esorte 1F @ 1S, @ 1SH.83 @ 1.&:93

[email protected]

1.611

@ H.H1! x 1HH @ 1.!R

6esorte 2F

@1S, @ 1SH.8!8 @ 1.&!9K5R @

1.5141.5479

1.514

@ H.H21 x 1HH @ 2.1R

6esorte 3F @ 1S, @ 1SH.!: @ 2.H:

[email protected]

2

@ H.H! x 1HH @ !R

&.2 *ual es el valor de aceleracin de un oscilador con amplitud yrecuencia cuando su velocidad es mximaT

Velocidad mxima@ ,ra0ao x mplitudVmax @ U x U@ 2 . Vmax @ 2 x x amin@ H*uando la velocidad es mxima el o0eto se encuentra en el punto deequili0rio y en esa posicin la aceleracin es la mnima la cual esceroBamin@ H)

&.3 WXu> magnitud caracteri#a el periodo de un sistema resorteT


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aceleracin es lo contrario de la posicin ya que la posicin vaaumentando para un lado mientras que la aceleracin va de acuerdo a lauer#a recuperadora por lo tanto la velocidad y la posicin van parar elmismo sentido mientras que la aceleracin es sentido contrario a am0as.

&.& 6ealice un anlisis terico de las condiciones necesarias para que el

p>ndulo sea un p>ndulo simple y su semean#a con el sistema resorte.

,iene que tener un o0eto de masa m peo que esta masa sea insignifcante4tam0i>n tiene que tener un ngulo no mayor de 1& grados ya que al

pasar este ngulo deara de ser un p>ndulo simplendulo simple con un sistema resorte es que si vemos

el movimiento del p>ndulo simple por la parte de arri0a de manera$ori#ontal veremos que orma un movimiento tipo como el de sistemaresorte.

&.8 5n la experiencia reali#ada se consider un sistema masa resorte en ladireccin vertical4 se o0vio la uer#a gravitacional Bpeso del o0etosuspendido) W(or qu> no se considerT 5xplique

Eo se consider en la experiencia ya que la uer#a de la gravedad es mnimaen este caso y no aecta muc$o al momento de eercer la uer#a en losresortes lo que si predomina es la uer#a que eercemos nosotros so0reel sensor de uer#a.

&.9 W*ul es la importancia de estudio de movimiento armnico simpleT5xplique con eemplos de aplicados en el eercicio de su proesin.

ndulo simple es que modela el movimiento de o0etos contrayectoria oscilatoria en ciertos intervalos de tiempo. *omo por eemplo elmovimiento de un 0loque de $ielo en el un vaso de agua. el movimiento de un

resorte etc.

34 5B8RVAC65N8

8.1 "e pudo ver el movimiento que se genera0a al estirar el resorte.

8.2 "e utili#aron ecuaciones para $allar el periodo y para que tengas un

0uen resultado necesitamos agarrar una parte del grafco para $allar loque se nos pide.

I C5NCL7865N8

1. 5l -ovimiento rmnico "imple es un movimientoperidicoen el que laposicin vara segn una ecuacin de tipo senoidal o cosenoidal.

2.


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cam0ia el sentido del movimiento

3. "e comprue0a que el l -..". es un movimiento acelerado no uniormemente

!. "u aceleracin es proporcional al despla#amiento y de signo opuesto

a este. ,oma su valor mximo en los extremos de la trayectoria4mientras que es mnimo en el centro.

&. ctrica al momento de

conectar la computadora a lauente de tensin.

Verifcar el 0uen estado delos ca0les antes de reali#ar

el la0oratorio.

3-ontae del la0oratorio DaCo a los componentes con

los que se va a tra0aar.

(restar atencin a lasinstrucciones del proesortam0i>n se de0e tener en

cuenta su correctainstalacin.

! ,ra0aar con el sensor

de movimiento

6uptura o daCo que podra

surir el sensor por un maluso dado..

Eo ugar y tra0aar con

muc$o cuidado con lossensores

& ,oma de mediciones delprograma

("*+ *apstone[

Menerar datos ySo clculoserrneos.

/acer los austes necesariosverifcando siempre

nuestrasguas de tra0ao

8 ,ra0aar con losdierentes resortes

Menerar la ruptura de losresortes ya que sondelicados .

5vitar estirarlos 4 ugar yde0emos seguir las

indicaciones del proesor.

9 +rden y limpie#a ,rope#ones cadas y otro tipode accidentes.

,ener un am0iente detra0ao limpio y adecuadopara reali#ar un correctodesarrollo del la0oratorio.

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Raymond ./00+.Fsica, CuartaEdicin. Editorial 1c2ra345ill,rgentina.

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http://www.monografias.com/Fisica/index.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos901/nuevas-tecnologias-edicion-montaje/nuevas-tecnologias-edicion-montaje.shtmlhttp://www.monografias.com/Fisica/index.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos901/nuevas-tecnologias-edicion-montaje/nuevas-tecnologias-edicion-montaje.shtml


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práctica de laboratorio nº 04- experiencia de melde. ondas estacionarias – movimiento armonico...

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