100413 FÍSICA GENERAL INFORME LABORATORIO No.2 ESTUDIANTES: LYDA YANETH VARGAS ROA GRUPO 100413_46 COD. 52.437.427 TUTOR: GUSTAVO ANTONIO MEJIA CLEIDY JOHANA ACUÑA GUERRERO GRUPO 100413_ 149 COD. 1.093.907.079 TUTORA: CLAUDIA PATRICIA CASTRO SILVIA NATALIA RAMIREZ CELY GRUPO 100413_390 COD. 1.057.582.399 TUTOR: MARCO BARRERA. MONICA ANDREA TORRES GRUPO 100413_237 COD. 33.646.678 TUTOR: ADRIANA GRANADOS CESAR TORRES GRUPO 100413_169 COD. 92.030.176.920 TUTORA: CLAUDIA PATRICIA CASTRO INGRID TATIANA OLMOS ROJAS GRUPO 100413_ COD. 1.057.918.970 TUTOR: JUAN ALEJANDRO CHICA GARCIA PAULA XIMENA ROA MARTINEZ GRUPO: 100413_218 COD: 1020726234 TUTORA: ADRIANA GRANADOS COMBA TUTOR LABORATORIO: EDWIN RUA RAMIREZ [email protected] UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS E INGENIERÍA CEAD YOPAL ABRIL 2013 para nuestra vida cotidiana y nuestra vida profesional. Se determinan también los diferentes tipos de energía y sus transformaciones. energía Potencial gravitacional y energía cinética. En el LABORATORIO de FÍSICA GENERAL se realizó cada uno de los ejercicios con gran interés y motivación para analizar y comprender cada componente de la práctica. Ya que son temas de vital importancia. . En forma gráfica se pueden observar los resultados de los registros tomados para comprobar la teoría planteada para cada actividad.INTRODUCCIÓN Con el siguiente informe daremos a conocer las diferentes formas de comprobar las leyes del movimiento armónico simple. el tiempo y la longitud. mediante experimentos con resortes y péndulos dependiendo de las variables como son el peso. oscilatorio y vibratorio. El más sencillo de los movimientos periódicos es el que realizan los cuerpos elásticos. - Movimiento Armónico Simple: El movimiento armónico simple es un movimiento periódico.Sistema en Equilibrio: Por su interés especial. la estática centra algunos de sus estudios más interesantes en sistemas singulares. como son el plano inclinado. Sin tener en cuenta los efectos del rozamiento. Entender el movimiento armónico simple es el primer paso para comprender el resto de los tipos de vibraciones complejas. las poleas simple y compuesta y la palanca. Una clase muy especial de movimiento ocurre cuando la fuerza sobre un cuerpo es . dinámico y energético. y se alcanzará la situación de reposo cuando la tensión de la cuerda iguale ambos pesos. . sobre un diámetro de una partícula que se mueve con movimiento circular uniforme (bidimensional). Este esquema puede complicarse cuando se emplean poleas engranadas entre varios pesos suspendidos. Otro sistema interesante desde el punto de vista de la estática es la polea simple. El movimiento armónico simple se puede estudiar desde diferentes puntos de vista: cinemático. existe movimiento en el sentido del cuerpo de mayor peso. en cuyo caso en el cálculo del movimiento final del conjunto influyen tanto la magnitud de los pesos como los radios de las poleas utilizadas.MARCO TEORICO. Para deducir y establecer las ecuaciones que rigen el movimiento armónico simple (unidimensional) es necesario analizar el movimiento de la proyección. un sencillo conjunto formado por dos cuerpos materiales suspendidos de los dos extremos de una cuerda que pasa por el contorno de una rueda sostenida por un eje. Un objeto que se mantiene a cierta altura h sobre el suelo no tiene energía cinética. Si una parte del universo gana energía en alguna forma. No se ha encontrado ninguna violación a este principio. Si el objeto se suelta. podemos decir que la energía total del universo es constante. otra parte debe perder una cantidad igual de energía.proporcional al desplazamiento del cuerpo desde alguna posición de equilibrio. pero la energía total de un sistema aislado siempre es constante. podemos escribir. E=K + U Por consiguiente. siempre que se tomen en cuenta todas las formas de energía. o . y conforme cae su velocidad y en consecuencia su energía cinética aumenta. La energía puede transformarse de una forma en otra. permanece constante en el tiempo. - Conservación de la Energía: Este es sólo un ejemplo de cómo podemos analizar un sistema aislado y encontrar siempre que su energía total no cambia. cae hacia el piso. Puesto que la energía mecánica total E se define como la suma de las energías cinética y potencial. en tanto que la energía potencial disminuye. Este es un ejemplo de la conservación de la energía. este principio nos dice que cualquier aumento (o disminución) en la energía potencial se acompaña por una disminución (o aumento) igual en la energía cinética. En el caso de un objeto en caída libre. hay una energía potencial gravitacional asociada igual a mgh relativa al suelo si el campo gravitacional está incluido como parte del sistema. es posible aplicar la conservación de la energía en la forma Ei =Ef. Si se ignoran los factores como la resistencia del aire. las suma de las energías cinéticas y potencial. Esto significa que. Si esta fuerza se dirige hacia la posición de equilibrio hay un movimiento repetitivo hacia delante y hacia atrás alrededor de esta posición. conocida como energía mecánica E. la energía nunca pude crearse ni destruirse. En otras palabras. pero. Desde un punto de vista universal. toda la energía potencial que el objeto pierde cuando cae aparece como energía cinética. Ki + Ui = Kf +Uf . OBJETIVOS. - . Comprobar la leyes del movimiento pendular y del armónico simple MAS y las relaciones de conservación de la Energía con la Dinámica. A partir de un experimento sencillo observar que hay diferentes tipos de energía y que se conserva la energía total. OBJETIVO GENERAL. OBJETIVOS ESPECIFICOS. Comprenderá las características necesarias del sistema masa-resorte y del péndulo. Tome M3 2.PRÁCTICA SISTEMAS EN EQUILIBRIO1 TITULO: Equilibrio de Fuerzas. OBJETIVO: Aplicar los conceptos de descomposición de un vector y sumatoria de fuerzas. masas varias pesitas y asígneles el valor se indica en el encuentre dos M1 y M2 que equilibren el sistema. además de entender la descomposición de un vector en sus componentes. Como dibujo. El equilibrio del sistema está determinado por los ángulos de las 1 Modulo Física General UNAD . MATERIALES Dos soportes universales Dos poleas Juego de pesitas Dos cuerdas Un transportador PROCEDIMIENTO Monte los soportes y las poleas como se indica 1. PROBLEMA En ciertas ocasiones necesitamos encontrar las condiciones de equilibrio para encontrar valores para determinados problemas. M2 y M3 M1 (gr) 60 50 50 FIGURA 1 M2 (gr) 83.4 40 60 M3 (gr) 30 60 40 PRACTICA 1 2 3 60 30 83. Repita los pasos 2 y 3 con diferentes valores para M1. Tome tres posiciones diferentes para la misma masa M3 y dibuje los diagramas de fuerzas sobre papel milimetrado. . 3.cuerdas con la horizontal y la vertical.4 FIGURA 2 50 60 40 FIGURA 3. ¿Por qué. 2) Enuncie y explique las dos condiciones necesarias para que un sistema físico se encuentre en equilibrio mecánico. en esta práctica. • . el cambio de movimiento que se produce es proporcional a la fuerza. • • Si su posición en el espacio de configuración es un punto en el que el gradiente de energía potencial es cero En esta práctica solo se utiliza la primera porque solo se empleo las fuerzas con las que al lograr un equilibrio formaba los ángulos según el peso de las masas. sobre cada partícula del sistema es cero.50 40 60 1) Realice las conclusiones respectivas sobre la practica Vemos en las figuras que al aplicar una fuerza. solo es necesaria una sola de estas condiciones? • Cuando la suma de fuerzas y momentos. • El valor de cada masa forma Ángulos diferentes cuando logra el equilibrio de cargas. • Los vectores iníciales de la figura son interrumpidos por la fuerza ocasionada por la masa de un cuerpo. entonces el periodo (tiempo de una oscilación) será el tiempo de 10 oscilaciones dividido por 10. cada vez y en cada caso hallamos el periodo de oscilación. Variamos la longitud del péndulo gradualmente disminuyendo 10 cm. Repetimos varias veces. El periodo de cada oscilación está dada por: T = 2π l g Donde l es la longitud del péndulo y g es la gravedad de la tierra. Para una longitud de la cuerda de 100 cm medimos el periodo de la oscilación de la siguiente manera: Pusimos a oscilar el péndulo teniendo cuidado que el ángulo máximo de la oscilación no sobrepasara de 15°. 6. Esta expresión solamente es válida para oscilaciones con pequeñas amplitudes. Tomamos el tiempo de 10 oscilaciones completas. 3. Realice una gráfica en papel milimetrado de T = f (L). 2. Atamos un extremo de la cuerda a la esfera y el otro al soporte universal. o sea del periodo en función de la longitud y determine qué tipo de función es. Consigne estos datos en la tabla 3 5. 4. es decir cuando el ángulo entre la cuerda y la vertical es muy pequeño. MATERIALES Un soporte universal Una cuerda Una pesita o una esfera con argolla Un cronómetro PROCEDIMIENTO 1.PRIMERA PARTE. Realice un breve análisis de la práctica y de sus resultados . Comunicando al péndulo la energía adecuada se produce un movimiento de carácter periódico. Calcule la constante de proporcionalidad. 7. MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE TITULO: El Péndulo Simple OBJETIVO: Comprobar la leyes del movimiento armónico simple MAS TEORIA Un péndulo consta de una esfera de masa m sujeta a una cuerda ligera de longitud l. se puede considerar menor de 15°. se repite en intervalos iguales de tiempo. .37 1.29 1.33 1.62 17. la v (velocidad) y la a (aceleración) responden a funciones armónicas del tiempo. Realice el análisis de la práctica y de sus resultados.90 10. Grafique en papel milimetrado el resultado de la tabla 3.76 TABLA 1 Tiempo de oscilación variando longitud del péndulo INFORME 1. periódico donde actúa una fuerza variable y conservativa que siempre es contraria al desplazamiento.92 16. • Es un movimiento periódico.90 L(m) 100 80 70 60 50 40 30 20 10 19. • Es unidimensional • El tiempo de una oscilación completa es el Periodo.63 11.91 T(s) T = 2π l g 1. • Es un sistema Conservativo 2.11 1.43 14. Rta.99 0. • El MAS es un movimiento unidimensional.24 1.06 6.20 1. Rta.41 1.85 18.41 13. En el tanto la x (elongación).20 8.08 0. 30 0.4 0. en general seria un movimiento armónico pero no un movimiento armónico simple.2 0 1.33 1. Rta. Si la descripción de un movimiento requiriese más de una función armónica.20 1.10 1.76 3.11 1.Movimiento Arm onicoS im ple 1.24 1.40 0.50 0.99 0.00 0.20 0.90 0.6 0.60 0.70 0.41 1.8 0. Una función del tiempo por una función armónica (seno o coseno).80 0. Determine el tipo de funciones a la que corresponde.29 1.4 1.2 1 0.6 1. .08 0.37 1. Mida el periodo de oscilación con el mismo método que se utilizó para el péndulo. Despejando k de la expresión del periodo. Realice como mínimo tres mediciones y tome el valor promedio. si se le proporciona la energía adecuada. o Escriba los datos en la tabla 4 y calcule en cada caso k. o Repita el paso 3 para 5 diferentes pesos. MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE TITULO: Sistema masa resorte OBJETIVO: Comprobar la leyes del movimiento armónico simple MAS y aplicarlas para resolver un problema concreto TEORIA Cuando se suspende el extremo superior de un resorte de un punto fijo y del extremo inferior se cuelga una masa m.SEGUNDA PARTE. Como se ve para el resorte el periodo de oscilación en este caso si depende de la masa oscilante m. o Fije el extremo superior del resorte del soporte universal y del extremo inferior cuelgue una pesita. tenemos: 4π 2 m K = T2 MATERIALES Un soporte universal Un resorte Un juego de pesitas Un cronómetro PROCEDIMIENTO o Establezca previamente el valor de la masa de cada una de las cinco pesitas de esta práctica. el resorte se puede inducir a moverse en un movimiento armónico simple (MAS). . El periodo de cada oscilación está dada por: T = 2π m k Donde m es la masa suspendida de la parte inferior del resorte y k es la constante de elasticidad del resorte. o Ponga a oscilar el sistema resorte-masa. la misma a la que nos referimos en una práctica anterior. . Determine las unidades de k. Analice los factores de los que depende la constante de elasticidad de un resorte Rta.62 TABLA 2 Datos para determinación de la constante de elasticidad de un resorte INFORME 1.5 30. Rta.35 30gr 6. M T K 10gr 4.o Establezca la k promediando los valores obtenidos.10 30. y resulta nula para x=0.20 30.18 20gr 5. El tiempo es directamente proporcional al peso. El principal factor que influye en la constante de elasticidad de un resorte es el peso y este a su vez afecta el tiempo. La Energía Mecánica permanece constante durante el movimiento.81 60gr 8. De acuerdo a la práctica observamos que a mayor peso mayor elongación.04 24.29 70gr 9.7 31. La energía potencial es máxima en los puntos x= ±A. 2. Realice el análisis de la práctica y de sus resultados. Recuerde que si la altura es un poco menor a la que midió el movimiento deja de ser circular. 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. Los resultados escríbalos en la siguiente tabla.TERCERA PARTE. Regla PROCEDIMIENTO: Realice el montaje mostrado en la figura. CONSERVACION DE LA ENERGIA OBJETIVO: A partir de un experimento sencillo observar que hay diferentes tipos de energía y que se conserva la energía total. Medimos la altura “mínima” H a la que se suelta el cuerpo. Nuez para instalar un vástago o varilla corta y delgada. para que dicho cuerpo pueda realizar la vuelta completa en un movimiento circular de radio R. MATERIALES Soporte Universal Nuez para colgar un péndulo. Hilo y cuerpo (péndulo). lo cual depende de la altura H a la que se suelta el cuerpo. H 42cm 29cm 18cm 9cm 5cm R 50cm 40cm 30cm 20m 10cm . Repetimos tres veces. Cambiamos el valor del radio cinco veces y volvimos a medir dicha altura mínima. 30 0. Conservaciondelaenerg ia 0.20 0. si esta es pequeña. este no tiene movimiento.00 0.25 0.23 0. Datos para graficar la altura y el radio INFORME 1. la velocidad con que el objeto llega al suelo depende de la altura con que se suelta.2 0.22 . Rta. Al sostener un objeto a cierta altura. La energía potencial gravitacional se transforma en energía cinética y nuevamente a energía potencial gravitacional. la caída se debe a la fuerza de atracción de la gravedad.15 0.21 0.10 0. Rta. 2. debido a que hay un rozamiento.05 0. lo que significa que es directamente proporcional. Grafique H contra R.30 0.22 0.14 0. pero si se cae. Realice un análisis de los resultados.26 0.18 0.18 0. pero si es grande la velocidad también lo será. la velocidad también la será.Tabla 3. ANEXOS . En general se afirma que la energía no se crea ni se destruye. para contribuir en nuestro respectivo trabajo. también se observó que al ser un poco más corta la cuerda es menor el tiempo de transformación de la energía. Se comprobó que si se suelta una pieza desde un ángulo específico esta atraída por la fuerza de gravedad genera una energía llamada potencial y que al soltarla para realizar el ejercicio se transforma en energía cinética. • • . La energía no desaparece o se desgasta sino que se transforma en otro tipo de energía. solamente se transforma. con las diferentes practicas de acuerdo a este laboratorio. Realizado los experimentos observamos los diferentes tipos de energía y que se conserva la energía total.CONCLUSIONES • • • Se comprobaron las leyes del movimiento armónico simple MAS. Téllez Acuña. Freddy Reynaldo. Modulo Física General. Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD.REFERENCIA BIBLIOGRAFICA • Torres Galindo. Bogotá JUNIO-2010. Diego Alejandro. . Escuela de ciencias básica Tecnología e Ingeniería.
Report "Informe Laboratorio Fisica General 2. (1)"