Masa resorte vertical

UNIVERSIDAD CATÓLICA SANTO

TORIBIO DE MOGROVEJO

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA

CURSO:

FÍSICA II

PRACTICA DE LABORATORIO N°01

MASA RESORTE VERTICAL

ESTUDIANTE:

Fanzo Masias Miguel Abisai

DOCENTE:

Egberto Serafin Gutierrez Atoche

FECHA: NOTA:

14-09-2015

MASA RESORTE VERTICAL

I. OBJETIVOS

Obtener el valor de la constante de elasticidad de un sistema masa resorte

Fortalecer algunos conceptos como la ley de hooke, movimiento armónico simple, oscilación, frecuencia, constante elástica y el periodo del movimiento.

II. FUNDAMENTO TEORICO

El resorte es un elemento muy común en máquinas. Tiene una longitud normal en ausencias de fuerzas extremas, cuando se le aplican fuerzas se deforma alargándose en una magnitud que se coloca como símbolo X llamada deformación. Cada resorte se caracteriza mediante una constante K que es igual a la fuerza por unidad de deformación que hay que aplicarle.La fuerza que ejercerá el resorte es igual y opuesta a la fuerza externa aplicada (si el resorte deformado esta en reposo) y se llama fuerza recuperadora elástica, en el cual es igual a:

F=−K . X

III. ESPECIFICACIONES DE EQUIPOS, INSTRUMENTOS Y MATERIALES

Varias Masas: estas nos sirvieron para hallar la deformación del resorte; en el cual hemos utilizado una serie de combinaciones con las respectivas masas; y por ende durante el laboratorio se tuvieron las siguientes masas:

4 pesas de 50g.4 pesas de 20g.4 pesas de 10g.

Un Dinamómetro: instrumento durante el cual nos sirvió para medir la deformación del resorte y las oscilaciones.

Una Regla Métrica: en cual medimos la longitud y la posición que ocupaba el resorte al momento que se colocaba las masas.

De 60 cm; marca: world

Un Cronómetro: durante el experimento nos sirvió para controlar el tiempo que se demora en dar 5 oscilaciones el resorte.

En mi caso utilicé un reloj como cronometro:

marca: casio, modelo: G-Shock GA-120

Un Soporte Universal: en el cual se armó por el profesor Serafín colocando el dinamómetro y la regla métrica.

Una Porta Pesas: de 15 gr, en el cual nos sirvió para colocar las respectivas masas.

Una Balanza para medir la masa, del porta pesas junto con las series de combinaciones de las pesas.

IV. PROCEDIMIENTO

1) Armar el soporte universal

2) Medir la longitud inicial del resorte, colocar las respectivas masas y medir la máxima elongación en cada caso (Anotar el valor en la tabla 01).

lo=2.9cm

3) Se estira el resorte a una distancia menor a la elongación respectiva.

MASA RESORTEELONGACIONgr kg

55 0.055 4 - 2.9 = 1.1cm

84 0.084 4.6 - 2.9 = 1.7cm

94 0.094 4.8 - 2.9 = 1.9cm

104 0.104 5.1- 2.9 = 2.2cm

155 0.155 6 - 2.9 = 3.1cm

224 0.224 7.4 - 2.9 = 4.5cm

4) Medir el tiempo de 5 oscilaciones para cada caso (anotar en la tabla 02)

5) Manteniendo una amplitud constante, se agrega el resorte distintas masas para conseguir diferentes variaciones de posición del sistema masa resorte.

6) Se grafica peso en función de distancia, obteniéndose el valor de la constante de elasticidad del resorte.

V. CUESTIONARIO

1) Con los datos de la tabla 1, determinar la constante elástica en forma analítica.

MASA LONGUITUDFINALCm.

LONGUITUD INICIAL

Cm.

DEFORMACION DEL RESORTE

“X”

GRAVEDAD m /s2

FUERZA(N)

CONSTANTE ELASTICA

“K”gr kg

55 0.055 4 2.98 1.02 cm. 9.7810 0.537955 52.741N/m

84 0.084 4.6 2.98 1.62 cm. 9.7810 0.821604 50.716 N/m

94 0.094 4.8 2.98 1.82 cm. 9.7810 0.919414 50.517 N/m

104

0.104 5.1 2.98 2.12 cm. 9.7810 1.017224 47.982 N/m

155

0.155 6.7 2.98 3.72 cm. 9.7810 1.516055 40.754 N/m

224

0.224 9.1 2.98 6.12 cm. 9.7810 2.190944 35.800 N/m

NOTA: “K”= Se dará en N/m

MASA TIEMPO (s)de 5 oscilaciones

resorte

PERIODO(T) (T 2)gr kg

55 0.055 1.28 s 0.256 s 0.0655 s2

84 0.084 1.56 s 0.312 s 0.0974s2

94 0.094 1.64 s 0.328 s 0.1076s2

104 0.104 1.78 s 0.356 s 0.1267s2

155 0.155 1.86 s 0.372 s 0.1384s2

224 0.224 2.31 s 0.462 s 0.2134s2

2) Graficar en papel milimetrado F (peso de la masa en N) vs x (elongación máxima en m) y calcular la constante elástica.

3) A partir de la gráfica T 2 vs m, determine el valor de la masa del resorte.

Hallamos el promedio de la constante elástica

K=52.741+50.716+50.517+47.982+40.754+35.8006

K=46.4183N /m

En la formula T=2π √ mk despejamos la masa (m) y obtendremos:

m=T2∗K4 π2

Ahora reemplazamos en cada periodo en el cual ya se encuentra al cuadrado

T 2

( Periodo al cuadrado)m

(masa del resorte)

0.0655 s2 0.077 kg

0.0974s2 0.115 kg

0.1076s2 0.1265 kg

0.1267s2 0.1490 kg

0.1384s2 0.1627 kg

0.2134s2 0.2509 kg

4) Determine la frecuencia angular natural de oscilación.

Mediante la formula w=2πT

hallaremos la frecuencia angular de cada periodo.

5) ¿Por qué el esfuerzo a la tracción es positivo y el esfuerzo a la compresión es negativo?

VI. Observaciones, conclusiones y recomendaciones

Observaciones

- En aquel experimento que hemos llevado acabo, hemos logrado observar que siempre los resultados van a variar y aquellos errores siempre serán tan mínimos, en cual podemos apreciar en la tabla y en el resultado.

Conclusiones

T w

0.256 s24.5437

rads

0.312 s19.5616

rads

0.328 s19.1561

rads

0.356 s17.6494

rads

0.372 s16.8903

rads

0.462 s13.6000

rads

En este trabajo mostramos una forma fácil de realizar distintos problemas de péndulo simple y masa resorte, brindado así un a aprendizaje rápido. Graficando cada ejercicio para un mejor entendimiento, ayudando así a que la persona conozca como se debe plantear cada problema y cual es su solución

Recomendaciones

- Hacer uso de instrumentos que posea menores errores sistemáticos, para que así podamos identificar que a aquel instrumento posee un menor error a diferencia de los instrumentos que usamos nosotros.

VII. BIBLIOGRAFÍA

http://www.ugr.es/~jnieves/web_labdocencia/index_archivos/Apendice%20II%20de%20Teoria%20de%20errores_rev02Feb.pdf

http://www.eumed.net/libros-gratis/2007a/239/5a.htm

http://ocw.unican.es/ensenanzas-tecnicas/fisica-i/practicas-1/Teoria%20de%20errores.pdf