INFORME MASA RESORTE VERTICAL

INFORME MASA RESORTE VERTICAL

INTRODUCCIÓN

Las prácticas en los laboratorios son esenciales para nosotros en nuestro proceso de aprendizaje pues ya que debemos tener una buena formación para hacer bien nuestra labor de futuros formadores y sobre todo de una ciencia tan amplia e importante como lo es la física.

La física es una ciencia que se presta para enseñarse en laboratorios, lo que hace que se aprenda de forma “Empírica” aprendiendo de acuerdo a las experiencias que vivimos y esto facilita el aprendizaje. Como está se presta para realizar laboratorios veremos a continuación una práctica experimental para hallar el valor de la constante de elasticidad de un resorte utilizando un sistema masa-resorte dispuesto verticalmente, para ello es necesario desarrollar las habilidades para hacer mediciones de tiempo, longitudes y en la determinación de valores medios de esta magnitud, también es necesario desarrollar habilidades en el tratamiento gráfico de resultados experimentales.

Cuando sobre un cuerpo se ejerce una fuerza, esta acción se transmite a la sustancia de que esta compuesto, modificando la posición de los átomos, a su vez, la estructura responde con otra fuerza igual y contraria,lo cual podría interpretarse como el cumplimiento de la tercera ley de newton (Acción y reacción).

La relacion entre la respuesta de una sustancia oponiendose a su propia deformacion se conoce como la Ley de Hooke, la cual se expresa matemáticamente como:

F= -k.x (1)

El signo menos indica que la fuerza de restitucion siempre apunta hacia la posicion de equilibrio. Como todo cuerpo es en parte elastico y en parte plástico cuando la fuerza externa que se aplica es muy grande, tambien lo seran las deformaciones y por lo tanto la ley de Hooke deja de cumplirse, porque se sobrepasan los limites de flexibilidad de la sustancia, lo cual impone que para utilizar esta ley confiablemente, las deformaciones que se produzcan en los cuerpos elastico deben ser pequeñas.
DESARROLLO EXPERIMENTAL

MATERIALES

• Dos resortes (1)

• Cuerpos de diferentes masas (2)

• cronometro (3)

• cinta

• regla (4)

• Soporte universal (5)

(1)

 (2)

 (3)

 (4)

(5)

PROCEDIMIENTO

En primer lugar procedimos a instalar el soporte universal, que sería la base de nuestro laboratorio, luego de tener esta base colocamos allí los resortes para poder tener una medida de estos; luego de haberlos medido, tener ya una medida y haberlos bautizado como resorte 1 y 2, se les puso diferentes masas de peso diferente entre ellos 30 gr, 40 gr, 50 gr, 100 gr, y allí se pudo observar la deformación que experimento cada resorte con las diferentes masas.

Luego de tener estos resultados procedimos a analizar AMPLITUD Vs PERIODO, primero lo llevamos a cabo con una masa constante de 50 gr, la cual hacia una deformación de 7 cm lo que nos indicaba que las amplitudes a realizar no podrían pasar esta medida porque en caso de sobrepasarla nuestro cuerpo que cuelga del resorte se caería; el número de oscilaciones con el que analizaríamos sería de 10, las amplitudes que se analizaron son de la siguiente medida: 2 cm, 3 cm, 4 cm y 5 cm. Se colgó la masa de 50 gr que sería la misma para todas las amplitudes, se midió con la regla que el resorte se deformara 3 cm, se soltó la masa para que el resorte empezara a oscilar, apenas se suelta la masa, se oprime el cronometro, se cuentas las oscilaciones que realiza el resorte y cuando llegue a la oscilación Nº 10 se vuelve a oprimir el cronometro para parar este y obtener un tiempo en estas oscilaciones, esto se realiza tres veces por cada amplitud para luego promediarlos y tener un valor más cercano, este procedimiento se realiza para las demás amplitudes.

Lo segundo que llevamos a cabo relacionado con amplitud vs periodo, es una amplitud constante de tres centímetros y masa variada, se realiza el mismo procedimiento mencionado anteriormente de la medida del tiempo en 10 oscilaciones pero en este caso con amplitud de 3 cm para todas las masas, pero variando las masas ( 30 gr, 40 gr, 50 gr, 100 gr).
Después Se colocaron en paralelo 2 resortes . Si se aplica una fuerza en el extremo libre, esta se repartirá entre los dos resortes, de forma que F = F1+ F2., además también colocamos los resortes en serie para tomar el tiempo y `poder mirar su constante de elasticidad total. 

Datos:

1. Graficar X vs F

2. Hallar la constante K con unidades y la ecuación que relacione las variables

3.   Datos para el resorte en oscilación.

4. Hallar la constate del resorte en oscilación con la misma amplitud.

Teniendo la ecuación que nos relaciona las variables que tenemos, que son periodo (T) y masa (m) podremos hallar la constante, para eso despejamos la constante y remplazamos para los valores de la tabla. 

5. Tabla de datos de 2 resortes paralelos en oscilación

6. Hallar la constante de los resortes en oscilación con una amplitud constante y explique la relación.

Dando uso a la anterior ecuación, en la cual despejamos la constante, los resultados son los siguientes, se puede decir que la constante resultante es la suma de las constantes de los resortes.  

7. Tabla de datos de 2 resortes en serie y oscilación

8.  Hallar la constante de los resortes en serie y oscilación con una amplitud constante y explique la relación.

Dando uso a la anterior ecuación, en la cual despejamos la constante, los resultados son los siguientes, se puede decir que la constante resultante es el producto de las constantes dividido en la suma de las constantes.

ANÁLISIS:

Bajo un primer análisis, podemos visualmente determinar que a mayor masa, mayor amplitud, afirmación confirmada al tabular los datos de la amplitud (x) y la fuerza dada por el producto de la masa por la gravedad  (m.g=F); en cuya grafica (fuerza-amplitud) se puede apreciar que el aumento gradual de la fuerza conlleva a un amento en la amplitud.

Por otra parte, al poner el sistema en movimiento, en el caso de que la amplitud sobrepase la deformación del resorte alcanzada con la fuerza proporcionada por el peso de la masa. El movimiento no concuerda con un periodo constante y empezaba a variar considerablemente en oscilaciones erráticas, por lo que la constate de restitución era muy pequeña para estas amplitudes. Por lo cual se debió medir, inicialmente la deformación que sufría el resorte, para tener cuidado de no superar esta longitud con las amplitudes.

En un sistema masa-resorte se conserva el mismo periodo de oscilación sin importar la amplitud del resorte, a acepción de que la longitud del estiramiento sobrepase al de las amplitudes, como se determinó anteriormente.

CONCLUCIONES:

En el transcurso de la práctica y el análisis de los datos obtenidos podemos determinar:

·         Se conserva el mismo periodo de oscilación sin importar la amplitud del resorte

·         La fuerza que posee un resorte es proporcional a la distancia que se alongué

·         Con la constante de elasticidad del resorte es posible predecir la distancia que se desplazará el sistema masa resorte con determinada masa, o también, determinar la fuerza necesaria para estirar a cierta medida el resorte.

·         La amplitud del resorte no influye en el periodo de oscilación, pero si influye la masa y el tipo de resorte es decir de su constante de elasticidad

Informe. 4 by Laura Alejandra Buitrago