ACTIVIDAD N°10 TRABAJO COLABORATIVO

FISICA GENERAL

PRESENTADO POR:

MONICA LIZETH CASTIBLANCO

c.c. 1.016.024.361

LUISA FERNANDA CARDENAS

c.c. 1.056.779.123

LADYS LOAIZA

c.c 1.020.444.191

PRESENTADO A

TUTOR PRESENCIAL:

ALCI BLANCO GARZON

TUTOR VIRTUAL:

MARCO JOSE BARRERA

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA-UNAD ESCUELA DE

CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA

PTO BOYACA

2013

INTRODUCCION

En el presente material mostraremos la diferentes practicas llevadas a cabo en

el laboratorio número 2 de física general, las cuales cada una dejan un aporte

muy importante para el aprendizaje de los futuros ingenieros que se están

formando.

Temas como el movimiento armónico simple y la conservación de la energía

integran este ejercicio teórico práctico.

Físicamente, el péndulo simple es un mecanismo casi imposible de realizar,

debido a que las condiciones en las que este debe funcionar, son en extremo

muy difíciles de satisfacer, aunque hace ya algún tiempo se logró experimentar

con este tipo de mecanismo y se pudieron obtener resultados bastantes

acordes con la realidad.

El péndulo simple es un sistema de sencilla funcionalidad y que consta de una

masa colgada a un extremo de un hilo muy fino, el cual está sujeto a una

superficie inmóvil. La fundamentación de este aparato radica principalmente en

la capacidad de relacionar sus componentes físicos con los factores de

interacción externa, como lo es la gravedad.

Este tipo de mecanismo es de mucha aplicabilidad en la vida del ser humano,

entre ellos es importante destacar: un reloj de péndulo, una grúa de demolición,

un pendiente, etc. Aunque su estructura y condiciones de ejecución no son

exactamente iguales a las de un péndulo simple, son tal vez los ejemplos más

ilustrados de este fundamento físico.

En estos ejercicios se tomaron diferentes datos, que se tabularon y graficaron

respectivamente para una mayor explicación de dicha experiencia. Además se

realizaron montajes de cada uno de los temas donde cada uno de los

integrantes del grupo participo activamente, también hubo espacio para

compartir ideas y aclarar dudas referente a cada una de las practicas.

El movimiento armónico simple es un movimiento vibratorio bajo la acción de

una fuerza recuperadora elástica, proporcional al desplazamiento y en

ausencia de todo rozamiento.

PRACTICA No. 3 MOVIMIENTOS ARMÓNICO Y PENDULAR

OBJETIVOS

General

Analizar que es un péndulo simple y como es su funcionamiento

Específicos

Comprobar cómo actúa un péndulo según las características del

movimiento que represente

Determinar los factores que condicionan el accionar de un péndulo

simple y de un sistema masa resorte

Estudiar las diferencias entre estos dos sistemas pendulares (péndulo

simple y el sistema masa resorte)

PRIMERA PARTE:

Movimiento armónico simple El Péndulo Simple

MARCO TEORICO

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:

Donde l es la longitud del péndulo y g es la gravedad de la tierra. Esta

expresión solamente es válida para oscilaciones con pequeñas amplitudes, es

decir cuando el ángulo entre la cuerda y la vertical es muy pequeño, se puede

considerar menor de 15°.

MATERIALES

Un soporte universal

Una cuerda

Una pesita o una esfera con argolla

Un cronómetro

El Péndulo Simple

OBJETIVO: Comprobar la leyes del movimiento armónico simple MAS

Desarrollo

L(m) 1.50 1.40 1.30 1.20 1.10 1.00 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50

T(s) medido

2.46 2.37 2.29 2.20 2.11 2.01 1.92 1.79 1.69 1.54 1.40

T(s) calc. 2.46 2.37 2.29 2.20 2.11 2.01 1.90 1.80 1.68 1.55 1.42

Proporción. 1.64 1.69 1.76 1.83 1.92 2.01 2.13 2.24 2.41 2.57 2.80

Se realizó el procedimiento recomendado por la guía de laboratorio sin embargo no se hizo entre 100 cm y 10 cm debido a la imprecisión de las medidas por debajo de 50 cm, por lo tanto se decidió hacerlo entre 150 y 50 cm, podemos ver que las oscilaciones medidas y las calculadas son muy similares, por lo cual podemos concluir que tanto la expresión matemática como las mediciones, fueron bien desarrolladas, con una amplitud de más o menos 10 grados que está dentro de las condiciones que exige la aplicación de la ecuación que modela el fenómeno físico, la relación entre el periodo y la longitud es lineal y a falta de una constante de proporcionalidad, se proporciona una ecuación lineal que las relaciona

Ecuación que al parecer modela muy bien el fenómeno de oscilación de del péndulo utilizado en la práctica.

SEGUNDA PARTE MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE - SISTEMA MASA RESORTE TEORIA 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: Donde 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: MATERIALES

Un soporte universal

Un resorte

Un juego de pesitas

Un cronómetro SISTEMA MASA RESORTE

OBJETIVO: Comprobar la leyes del movimiento armónico simple MAS y aplicarlas para resolver un problema concreto

Desarrollo.

m(Kg) 10.00 8.00 5.00 2.00 1.00

T(s) 4.44 3.92 3.10 2.02 1.38

K (N/m) 20.03 20.55 20.54 19.35 20.73

Promedio K 20.24 (N/m)

Se llevó a cabo la práctica con unos pesos mayores de los de un juego de

pesas convencional debido a la naturaleza del resorte que se tenía con el

propósito de la obtención de mejores resultados; se puede observar en la

gráfica que conforme a lo que se sabía de las expresiones matemáticas, la

masa es proporcional al periodo. Al momento de calcular la constante se

promediaron las constantes halladas en cada una de las pruebas, para hallar

las unidades se sabe que

La constante de proporcionalidad anteriormente hallada (20.24 N/m) y la

constante de cualquier resorte dependen de la naturaleza del resorte y con esto

nos referimos a la composición del resorte, por lo cual cierto tipo de aleaciones

pueden ser mas rígidas que otras, cambiando de esta manera la K.

CUARTA PARTE

INFORME. Conservación de la energía. MATERIALES

Soporte Universal

Nuez para colgar un péndulo.

Nuez para instalar un vástago o varilla corta y delgada.

Hilo y cuerpo (péndulo).

Regla

OBJETIVO: A partir de un experimento sencillo observar que hay diferentes

tipos de energía y que se conserva la energía total.

Desarrollo.

H (cm)

63 55 47 39 28

R (cm)

26 22 18 15 11

En esta práctica podemos evidenciar según los resultados obtenidos que la relación entre la altura mínima del cuerpo del péndulo y el radio de la trayectoria circular que describe este cuerpo es de tipo lineal, donde a mayor altura mayor es el radio susodicho. La energía potencial que tiene el cuerpo antes de soltarse es la energía total

que alberga el cuerpo, puesto que en este momento está en reposo , al

soltarse, esa energía potencial traducida como el producto de la altura, la

gravedad y la masa del cuerpo, se convierte en energía cinética que se va

equilibrando con la potencial a medida que avanza, podemos decir entonces

que entre mayor sea el radio, la energía potencial inicial y por tal, la energía del

sistema a través del proceso, es mayor.

CONCLUSIONES

Con este trabajo se logró el propósito enunciado logrando representar diferentes situaciones para sistemas El Movimiento Armónico Simple es un movimiento periódico en el que la posición varía según una ecuación de tipo Senoidal o cosenoidal. La velocidad del cuerpo cambia continuamente, siendo máxima en el centro de la trayectoria y nula en los extremos, donde el cuerpo cambia el sentido del movimiento. El M.A.S. es un movimiento acelerado no uniformemente. Su aceleración es proporcional al desplazamiento y de signo opuesto a este. Toma su valor máximo en los extremos de la trayectoria, mientras que es mínimo en el centro. Podemos imaginar un M.A.S. como una proyección de un Movimiento Circular Uniforme. El desfase nos indica la posición del cuerpo en el instante inicial. Luego de realizada esta experiencia, podemos mostrar que los sistemas pendulares son mecanismos que permiten la Interacción de muchos factores como la gravedad, la masa, la longitud y demás unidades de medidas. Podemos decir que:

1. El periodo de un péndulo simple no depende de la amplitud del mismo, esto solo en casos en el que el ángulo con que se suelta el sistema es demasiado pequeño.

2. La masa es un factor que no determina ninguna influencia al momento de calcular el periodo pendular, por tanto, la masa y la naturaleza del objeto son independientes del funcionamiento del sistema. 20.

3. La gravedad y la longitud en el péndulo simple, representan los factores de apoyo al sistema, con los cuales se puede determinar el lugar, según la fuerza con que actúa la naturaleza sobre el sistema y las dimensiones lineales del mismo.

4. En un sistema masa-resorte, el periodo depende del coeficiente de elasticidad del resorte, y de la masa del peso adjunto al mismo, además ambos factores son directamente proporcionales al periodo del mismo.

5. Cuando se trabaja con un sistema de masa-resorte, generalmente se desprecia la masa del resorte, debido a que sus proporciones no son tan preponderantes para el sistema, en el caso de que si lo sea, es necesario adecuar las fórmulas del movimiento. Se lograron deducciones con respecto a los datos empleados, denotándose en

que se ve afectado el sistema al hacer un cambio de cualquier variable y lo que

este mismo hace para mantener su equilibrio.