Fisica General-laboratorio 2

FISICA GENERALLABORATORIO # 2

INTEGRANTE

JENNIFFER NARVAEZ SANTOSCOD 1103214474

LEONARDO SALGADO MARQUEZ COD 1100627198JOSE GIL ZAFRA

INFORME PRESENTADOING: DORIS NUÑEZ BABILONIA

UNVIERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIACEAD- COROZAL

29 DE ABRIL DE 2013

LABORATORIO #2

PRACTICA #1 PRIMERA PARTE: MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE

PRACTICA #2 SEGUNDA PARTE: MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE

PRACTICA #3 CONSERVACION DE LA ENERGIA

OBJETIVOS PRÁCTICA #1

PRIMERA PARTE: MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE Comprobar las leyes del movimiento pendular y del armónico simple

MÁS.

PRACTICA # 2

SEGUNDA PARTE: MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE Comprobar la leyes del movimiento armónico simple MAS y aplicarlas

para resolver un problema concreto

PRACTICA #3

CONSERVACION DE LA ENERGIA Observar que hay diferentes tipos de energía y que se conserva la

energía total.

MATERIALESPRACTICA #1

PRIMERA PARTE: MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE Un soporte universal Una cuerda Una pesita o una esfera con argolla Un cronómetro

PRACTICA #2 SEGUNDA PARTE: MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE

Un soporte universal Un resorte Un juego de pesitas Un cronómetro

PRACTICA #3 CONSERVACION DE LA ENERGIA

Soporte Universal Nuez para colgar un péndulo. Nuez para instalar un vástago o varilla corta y delgada. Hilo y cuerpo (péndulo). Regla

PRACTICA #1PRIMERA PARTE:

MARCO TEÓRICO. Un péndulo consta de una esfera de masa m sujeta a una cuerda ligera de longitud L. comunicando al péndulo la energía adecuada se produce un movimiento de carácter periódico.

El periodo de cada oscilación está dada por: T=2π √ lg

Donde l es la longitud del péndulo y g es la gravedad de la tierra. Esta expresión solamente es válida para oscilación con pequeñas amplitudes, es decir cuando el Angulo entre la cuerda y la vertical es muy pequeño, se puede considerar menor o igual a 15°.

PROCEDIMIENTO.

1. Ate un extremo de la cuerda a la esfera y el otro al soporte universal.

2. Para una longitud de la cuerda de 100 cm mida el periodo de la oscilación de la siguiente manera: Ponga a oscilar el péndulo teniendo cuidado que el ángulo máximo de la oscilación no sobrepase de 15°. Tome el tiempo de 10 oscilaciones completas, entonces el periodo (tiempo de una oscilación) será el tiempo de 10 oscilaciones dividido por 10. Repita varias veces.

3. Varíe la longitud del péndulo gradualmente disminuyendo 10 cm. cada vez y en cada caso halle el periodo de oscilación.

4. Consigne estos datos en la tabla 1 5. Realice una gráfica en papel milimetrado de T = f (L), o sea del periodo en

función de la longitud y determine qué tipo de función es. 6. Calcule la constante de proporcionalidad.

7. Realice un breve análisis de la práctica y de sus resultados

DESARROLLO:

Esta práctica la hicimos con una cuerda; fijamos el extremo superior de la cuerda al soporte universal y del extremo inferior colgamos una pesa de 50 gr. Para una longitud de máximo de 100 cm y disminuyendo de 10 en 10 cm, cronometrando las oscilaciones de 10 en 10 fueron respectivamente 19.33s; 18.42s; 17.73s; 16.55s; 15.15s; 14.22s; 12.93s; 11.06s; 9.16s y 6.70s. El Angulo máximo del desplazamiento de cada oscilación fue de 15o. Como el tiempo fue tomado para cada diez oscilaciones, dividimos por diez para obtener periodo de una oscilación; entonces tenemos que los periodos son 1.98s; 1.84s; 1.77s; 1.65s; 1.51s; 1.42s; 1.29s; 1.1s; 0.91s y 0.67s para cada una de las distancias sugeridas. Con los datos que obtuvimos calculamos el periodo de oscilaciones así:

Longitud Péndulo(cm)

Tiempo 10 Oscilaciones

10 T(s)

Periodo

1 10 6,7 0,672 20 9,1 0,913 30 11,0 1.14 40 12,9 1,295 50 14,2 1,426 60 15,1 1,517 70 16,5 1,658 80 17,7 1,779 90 18,4 1,8410 100 19,8 1,98

1. Grafique en papel milimetrado el resultado de la tabla.

10 20 30 40 50 60 70 80 90 1000

0.5

1

1.5

2

2.5

0.670.91

1.11.29

1.42 1.511.65

1.77 1.841.98

Longitud Vs TiempoLONGITUD

PERI

ODO

Resultados a partir la fórmula T = 2π √l/g

T= 2π √l/g = 6,28 x√1/9,8 = 6,28 x √ 0,10 = 6,28 x 0,31 = 1,94

T= 2π √l/g = 6,28 x√0,9/9,8 = 6,28 x √ 0,09 = 6,28 x 0,30 = 1,88

T= 2π √l/g = 6,28 x√0,8/9,8 = 6,28 x √ 0,08 = 6,28 x 0,28 = 1,75

T= 2π √l/g = 6,28 x√0,7/9,8 = 6,28 x √ 0,07 = 6,28 x 0,26 = 1,63

T= 2π √l/g = 6,28 x√0,6/9,8 = 6,28 x √ 0,06 = 6,28 x 0,24 = 1,50

T= 2π √l/g = 6,28 x√0,5/9,8 = 6,28 x √ 0,05 = 6,28 x 0,22 = 1,38

T= 2π √l/g = 6,28 x√0,4/9,8 = 6,28 x √ 0,04 = 6,28 x 0,2 = 1,25

T= 2π √l/g = 6,28 x√0,3/9,8 = 6,28 x √ 0,03 = 6,28 x 0,17 = 1,06

T= 2π √l/g = 6,28 x√0,2/9,8 = 6,28 x √ 0,02 = 6,28 x 0,14 = 0,88

T= 2π √l/g = 6,28 x√0,1/9,8 = 6,28 x √ 0,01 = 6,28 x 0,1 = 0,62

ANALISIS:

Un cuerpo oscila cuando se mueve periódicamente respecto de su posición de equilibrio. Una masa m suspendida de una cuerda, oscila en torno a la posición de equilibrio, cuando la separamos de ésta y la soltamos. Si dejamos oscilar libremente el sistema descrito, se tiene un movimiento oscilatorio armónico simple. Este movimiento es vertical y la aceleración es variable en cada punto de la trayectoria. El tiempo que demora la masa en realizar un recorrido completo, volviendo a la posición inicial, se llama Período (T) y se mide en segundos. Amplitud es la distancia máxima entre la masa y la posición de equilibrio. La ecuación que determina la posición en el Movimiento Armónico Simple es una función matemática Seno o Coseno y por ello se denomina Armónicas. Al trabajar con un Angulo menor de 15o

nos dimos cuenta que en los dos casos por medio del cual hallamos el periodo nos dieron resultados muy similares.

CONCLUSIONES

En movimiento armónico simple variables como la longitud y el periodo son directamente proporcionales

ANEXOS:

PRACTICA # 2

SEGUNDA PARTE: MOVIMIENTOS ARMONICO SIMPLE

MARCO TEORICO

Cuando se suspende el extremo superior de un resorte de un punto fijo y del extremo inferior se cuelga una masa m, el resorte se puede inducir a moverse en un movimiento armónico simple (MAS), si se le proporciona la energía adecuada.

El periodo de cada oscilación está dada por:

T=2π √ mkDonde m es la masa suspendida de la parte inferior del resorte y k es la constante de elasticidad del resorte, la misma a la que nos referimos en una práctica anterior.

Como se ve para el resorte el periodo de oscilación en este caso si depende de la masa oscilante m.

Despejando k de la expresión del periodo, tenemos:

K= 4π 2mT 2

PROCEDIMIENTO

Establezca previamente el valor de la masa de cada una de las cinco pesitas de esta práctica.

Fije el extremo superior del resorte del soporte universal y del extremo inferior cuelgue una pesita.

Ponga a oscilar el sistema resorte-masa. Mida el periodo de oscilación con el mismo método que se utilizó para el péndulo. Realice como mínimo tres mediciones y tome el valor promedio.

Repita el paso 3 para 5 diferentes pesos. Escriba los datos en la tabla 4 y calcule en cada caso k. Establezca la k promediando los valores obtenidos. Determine las

unidades de k. M 50 100 150 200 250

T 0.67 0,59 0,80 1,027 1,22

K 4,39 11.74 9.25 7.49 6.63

Datos para determinación de la constante de elasticidad de un resorte.

1. PESA: Masa de 50 gr

T = Tiempo

Nº de Oscilaciones = 10K= 4π 2m

T 2

T1 = 6.15 = 0.615 K = 39.5 (50gr) = 4.39 gr/ s 10T2 = 6.75 = 0.675 0.672

10T3 = 7.42 = 0.742 10

Promedio: 0.615 + 0.675 + 0.742 = 0.67 seg3


T = Tiempo


T 2

T1 = 5.16 = 0.516 K = 39.5 (100gr) = 11.74 gr/ s 10T2 = 5.96 = 0.596 0.582

10T3 = 6.40 = 0.64 10

Promedio: 0.516 + 0.596 + 0.64 = 0.58 seg3


T = Tiempo


T 2

T1 = 6.96 = 0.696 K = 39.5 (150gr) = 9.25 gr/ s 10T2 = 8.14 = 0.814 0.802

10T3 = 9.15 = 0.915 10

Promedio: 0.696 + 0.814 + 0.915 = 0.80 seg3


T = Tiempo


T 2

T1 = 9.96 = 0.996 K = 39.5 (200gr) = 7.49 gr/ s 10T2 = 10.46 = 1.046 1.0272

10T3 = 10.40 = 1.04 10

Promedio: 0.996 + 1.046 + 1.04 = 1.027 seg3


T = Tiempo


T 2

T1 = 12.15 = 1.215 K = 39.5 (250gr) = 6.63 gr/ s 10T2 = 12.21 = 1.221 1.222

10T3 = 12.34 = 1.234 10

Promedio: 1.215 + 1.221 + 1.234 = 1.22 seg3

DESARROLLO 1. Se realizó el análisis de la práctica y de sus resultados. a) Nuevamente hay un sesgo en las mediciones que provocan un error. b) Se observa que en la primera pesa el valor de k comenzó un poco bajo, la segunda pesa aumento el valor y a medida que se le coloca más peso al resorte este va perdiendo su elasticidad. c) La constante de elasticidad del resorte corresponde aproximadamente al promedio de las k halladas para cada una de las masas. d) Datos como el error precisan tenerse en cuenta y valorarse al llegar a conclusiones. Pueden deberse no solamente a la forma de realizar el experimento, o a la forma de tomar los tiempos, sino también a circunstancias tales como: el estado del resorte, ya sea por mal uso o uso excesivo, que puede implicar que este dañado. Esto incide directamente sobre el cálculo de la constante de elasticidad. Esto último permite que nos demos cuenta que para el estudio físico de la mayoría de las situaciones en la vida real, deben tenerse en cuenta ciertos factores que de una u otra forma afectan el sistema sobre el cual se trabaja, y estos mismos ser aplicados en el estudio de los datos que el sistema nos provee para lograr obtener una similitud directa con las bases teóricas de tal manera que podamos llegar a conclusiones consistentes.

2. Analice los factores de los que depende la constante de elasticidad de un resorte.

a) Haciendo un experimento con otro resorte equivalente, vemos que esta constante de-pende del número de espiras que tiene el resorte. b) Igualmente, se determinó que también depende de que tan concentradas están. Es decir cuántas hay en un centímetro de longitud del mismo. c) Por sentido común también se puede concluir que depende del tipo de material que está hecho el resorte y del ancho de la espira.

CONCLUSIONES

MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE La constante de elasticidad del resorte depende del peso de la masa que se coloque en él.

PRACTICA #3CONSERVACION DE LA ENERGIA

MARCO TEORICO

La ley de la conservación de la energía constituye el primer principio de la termodinámica y afirma que la cantidad total de energía en cualquier sistema físico aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de energía. En resumen, la ley de la conservación de la energía afirma que la energía no puede crearse ni destruirse, sólo se puede cambiar de una forma a otra, por ejemplo, cuando la energía eléctrica se transforma, es decir que su valor cambia mientras que energía calorífica aumenta calefactor. Dicho de otra forma: la energía puede transformarse, cambiar su valor pero esto no quiere decir que pase de ser una energía a otra, pero en su conjunto permanece estable (o constante). Entre la energía cinética y potencial se puede definir la energía total, esta sale de la suma de las dos energías anteriores: ET =Ec +U Si solamente actúan sobre el sistema fuerzas conservativas, es decir aquellas fuerzas que el trabajo que realizan no depende de la trayectoria, entonces la energía total se conserva.

PROCEDIMIENTO1. Realice el montaje mostrado en la figura, que consiste en un péndulo que se encuentra en su recorrido con una varilla o vástago y puede empezar a dar vueltas o tener otro movimiento pendular, lo cual depende de la altura H a la que se suelta el cuerpo. 2. Mida la altura “mínima” H a la que se suelta el cuerpo, para que dicho cuerpo pueda realizar la vuelta completa en un movimiento circular de radio R. Esto repítalo tres veces. Recuerde que si la altura es un poco menor a la que midió el movimiento deja de ser circular. 3. Cambie el valor del radio cinco veces y vuelva a medir dicha altura mínima. Los resultados escríbalos en la siguiente tabla.

H 42 29 18 9 5R 50 40 30 20 10

DESARROLLO

1. Realice un análisis de los resultados Podemos ver que la frecuencia es relativa a mayor altura mayor radio. En la gráfica el radio forma una recta y la altura se grafica de acuerdo a

la proporción de los datos.

2. Grafique H contra R.

H 42 29 18 9 5R 50 40 30 20 10

H 5 9 18 29 42R 10 20 30 40 50

1 2 3 4 5

10

20

30

40

50

5

9

18

29

42

Gráfica

R H

PRACTICA #3CONSERVACION DE LA ENERGIA

Podemos concluir que cuando se amplía la altura de un objeto que cuelga de un péndulo el radio también se amplia.

ANEXOS:

Documents

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