Práctica 3. Movimiento armónico Simple

I.                   Introducción

El estudio del movimiento armónico simple es muy importante en la Física ya que son muchos los fenómenos físicos que se relacionan con el mismo, ya sea fenómenos estudiados al analizar el comportamiento de la Naturaleza como también por el sin número de fenómenos creados por el hombre y basados en dicho movimiento.

En un movimiento armónico simple MAS, una partícula oscila alejándose y acercándose de un punto, situado en el centro de su trayectoria, de tal manera que su posición en función del tiempo con respecto a ese punto es una función senoidal. En este movimiento, la fuerza que actúa sobre la partícula es proporcional a su desplazamiento respecto a dicho punto y dirigida hacia éste, llamada fuerza recuperadora. Es un movimiento oscilatorio periódico en ausencia de fricción, donde la acción la fuerza recuperadora es directamente proporcional al desplazamiento pero en sentido opuesto.

Figura 2.1

 II.                Objetivo:

Estudiar las variables involucradas en el movimiento armónico simple, horizontal (MAS).

III.             Fundamentación Teórica

Investiga los siguientes temas, para la mejor interpretación de tus resultados:

• Mediciones directas e indirectas y su error
• Regresión Lineal
• Movimiento armónico simple
• Péndulo simple
• Ley de Hooke

IV.              Materiales y montaje

Experimento 1:               

·         1 Medidor de ángulos

·         3 m Hilo

·         1 Flexómetro

·         1 Juego de pesas

·         Soporte universal

·         Mordaza

·         Varilla de 30 cm.

·         Fotocompuerta auxiliar

·         Interface SW y equipo de computo

·         Resorte

·         Sensor de movimiento

·         2 resortes (iguales pero diferentes al anterior)

·         1 riel con pies de niv. y terminaciones

·         1 carro, deslizador

V.                 Reglas de Seguridad

      Colocar el material en lugar seguro, alejado de la orilla de la mesa.

      No estirar más de 50cm los resortes.

VI.              Procedimiento Experimental

	Procedimiento 1

1.      Armar el sistema de acuerdo a la figura 2.1.

2.      Observar su oscilación y medirla, hacer lo mismo que en la práctica anterior.

3.      Arma un péndulo simple, detrás del riel, de longitud tal que tenga el mismo periodo que el oscilador del carrito.

4.      Cambiar la elongación, primero más grande y luego más pequeña. ¿Afecto esto al periodo del oscilador?, haz una tabla de datos.

5.      Cambia la masa, sobre el carrito, tratar de que sea al doble y luego al triple. ¿Qué le sucede al periodo?

6.      Realiza una tabla de estas mediciones similar a la práctica anterior.

7.      Cambiar los resortes, esto se hará sujetando entre sí tres espiras en cada resorte (hemos cambiado así la k)

8.      Tomar más dato sujetando mas espiras, realiza una tabla como en el punto 6.

9.      Compara con el péndulo, inicial.

10.  Inclinar el riel 5°, y medir el periodo de la oscilación. Hacer una tabla variando a 10°, 15° y 20°.

11.  Discutir los resultados y a través de las graficas obtener conclusiones, estas se deben comprobar en el sistema.

Si coloco una papa sobre el carrito, describe el procedimiento para obtener la masa de esta.

VII.           Análisis y presentación de resultados

1.      Realiza una grafica para cada una de las mediciones realizadas. Realiza el ajuste de esta grafica.

2.      Qué resultados observas en cada una de las mediciones, realiza una conclusión en cuanto a cómo cambia el periodo con las variables.

3.      Graficar la siguiente función: .

4.      Al inclinar el riel se introduce una variable más al sistema la gravedad. ¿Cómo afecta la gravedad al periodo del oscilador?

VIII.        Preguntas

• ¿Cuáles son los factores que intervienen en la determinación del periodo?
• ¿Cuál es la incertidumbre de cada uno de los instrumentos de medición usados?
• ¿Cómo expresarías el resultado del periodo con incertidumbre?
• ¿Qué pasa al amarrar las espiras de un resorte?
• ¿En cualquier planeta o en el espacio exterior oscilador que utilizaste hoy?
• Especificar tres aplicaciones del oscilador armónico utilizado, de acuerdo a la siguiente tabla:

NOMBRE DE LA APLICACIÓN	FECHA DE CREACIÓN	DESCRIPCIÓN	FUNCIONAMIENTO FÍSICO

La respuesta a estas preguntas debe estar integrada en tu análisis de resultados, debidamente justificada con datos, cálculos, graficas y ecuaciones; de acuerdo a la fundamentación teórica que debes de integrar a tu reporte.

En base a tus resultados y la obtención de estos realiza tus conclusiones.