MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE

INTRODUCCINEn lanaturalezahay muchos movimientos que se repiten a intervalos iguales detiempo, estos son llamados movimientos peridicos. EnFsicase ha idealizado un tipo demovimientooscilatorio, en el que se considera que sobre elsistemano existe laaccinde las fuerzas de rozamiento, es decir, no existe disipacin de energa y el movimiento se mantiene invariable, sin necesidad de comunicarle energa exterior a este. Este movimiento se llamaMOVIMIENTO ARMNICO SIMPLE (MAS)El movimiento Armnico Simple, un movimiento que se explica en el movimiento armnico de una partcula tiene como aplicaciones a los pndulos, es as que podemos estudiar el movimiento de este tipo desistemastan especiales, adems de estudiar las expresiones de la Energa dentro del Movimiento Armnico Simple.Este trabajo lo realizamos con la finalidad de calcular experimentalmente el periodo y frecuencia de un movimiento armnico simple, y reconocer las caractersticas de movimiento armonio simple de un resorte comparado con las de un pndulo.El propsito principal es dar una visin unificada de los conceptos de fsica vistos en clase. Se deber hacer esto entrando a analizar, los principios bsicos, sus implicaciones y sus limitaciones, para que as nosotros como estudiantes aprendamos y apliquemos los conceptos e ideas que creamos fundamentales en nuestro aprendizaje.

OBJETIVOSDeterminar la constante de fuerza de un resorte.Verificar las leyes del movimiento armnico simple.Analizar e interpretar en prctica el movimiento oscilatorio identificando las caractersticas principales del mismo.Estudiar la relacin entre fuerzas recuperadoras y movimiento oscilatorio.Comprobacin de las leyes fsicas en las cuales se basan las experiencias propuestas.Lograr la familiarizacin y la correcta aplicacin del mtodo cientfico de la experimentacin.Adiestramiento en el manejo de aparatos y equipos requeridos para la ejecucin de las experiencias propuestas, como la toma de datos, su anlisis e interpretacin.Debemos alcanzar una visin clara de las ideas y desarrollar habilidad para manejarlas.Obtener mejor rendimiento por parte de nosotros los estudiantes observando la experiencia, comprendiendo y comprobando la teora vista en clase.Reconocer las caractersticas del movimiento peridico y del movimiento armnico simple.Reconocer las caractersticas del movimiento peridico y del movimiento armnico simple.

EQUIPOUn resorteUna base y soporte universalUna tira de papel milimetradoUn cronometroCuatro masa de aproximadamente 150, 200, 250,750 gr.Un clip (como indicador de la posicin de ``m`)

FUNDAMENTO TEORICO DEFINICION.Elmovimiento armnico simplees unmovimiento peridico, y vibratorio en ausencia de friccin, producido por la accin de una fuerza recuperadora que es directamente proporcional a la posicin. Y que queda descrito en funcin deltiempopor una funcin senoidal (senoo coseno). Si la descripcin de un movimiento requiriese ms de una funcin armnica, en general sera un movimiento armnico, pero no un M.A.S.En el caso de que latrayectoriasea rectilnea, la partcula que realiza un M.A.S. oscila alejndose y acercndose de un punto, situado en el centro de su trayectoria, de tal manera que suposicinen funcin del tiempocon respecto a ese punto es unasinusoide. En este movimiento, la fuerza que acta sobre la partcula es proporcional a su desplazamiento respecto a dicho punto y dirigida hacia ste.

El movimiento armnico simple de una masa ``m`` es establecido cuando sobre dicha masa acta una fuerza.F=-KX .En nuestro caso F es la fuerza recuperadora del resorte, X es la deformacin del resorte a partir de la posicin de equilibrio y K es la constante de fuerza del resorte.El signo menos indica que F acta en sentido contrario de la deformacin.La ecuacin F=-KX en trminos de la aceleracin da lugar a: + =0 ..Cuya solucin general es: X= Acos(t +) ............................................ Donde:= Denominada frecuencia angular =2f Combinando las ecuaciones , y, se obtiene:f= Teniendo en cuenta que F/x es constante deducimos que la frecuencia depende de la masa ``m``.Para dos masas suspendidas del mismo resorte se obtiene: = En el trabajo de laboratorio se hace una correccin a esta ecuacin incrementando el valor de cada masa, un tercio de la masa del resorte.1. Ley de HookePropiedad de un material que le hace recuperar su tamao y forma original despus de ser comprimido o estirado por una fuerza externa. Cuando una fuerza externa acta sobre un material causa un esfuerzo o tensin en el interior del material que provoca la deformacin del mismo. En muchos materiales, entre ellos los metales y los minerales, la deformacin es directamente proporcional al esfuerzo. Esta relacin se conoce como ley de Hooke, as llamada en honor del fsico britnico Robert Hooke, que fue el primero en expresarla. No obstante, si la fuerza externa supera un determinado valor, el material puede quedar deformado permanentemente, y la ley de Hooke ya no es vlida. El mximo esfuerzo que un material puede soportar antes de quedar permanentemente deformado se denomina lmite de elasticidad.1. Movimiento OscilatorioCuando se producen series de intervalos iguales del movimiento en intervalos de tiempo iguales se le llama peridico al movimiento (periodicidad), si adems se cambia de sentido lo podemos llamar oscilatorio. Ej: el pndulo simple1. MasaSiempre desde que empezamos a estudiar sabemos que la masa es una propiedad esencial de la materia y su medida est dada en kilogramos, podramos decir que es la agrupacin de todas las partculas que conforman un cuerpo.1. PesoEs una fuerza resultante de la accin de que hace la tierra de atraer los cuerpos hacia su centro y es directamente proporcional a la masa de los cuerpos. La cantidad es vectorial y la podemos describir como el producto de la masa del cuerpo por la gravedad del lugar donde se encuentra, W = m*g.1. PeriodicidadPodemos sealar est caracterstica como la repeticin de eventos del mismo tipo durante unos intervalos de tiempo, casi exactamente iguales.1. Frecuencia:Cuando hablamos de frecuencia, en realidad estamos hablando de la cantidad de eventos de un mismoTipo que se repiten durante una cantidad de tiempo determinada.

PROCEDIMIENTO

1. Disponga el equipo como se indica. Marque con el indicador y sobre la hoja de papel milimetrado, la posicin de la masa de equilibrio de la masa ``m``.2. Mida la deformacin del resorte al suspender de l y una por una de las masas de 150 g ,200 g, 250 g ,500 g, mas combinaciones por 350 g y 450 g .Para medir la elongacin x del resorte deje oscilar la M.A.S. hasta EL REPOSO.(En cada caso coloque el indicador).Poner los datos en la tabla 1.3. Suspenda del resorte de masa de 100g y a partir de la posicin de equilibrio de un desplazamiento y suelte la masa para que oscile y cuando se estabilicen las oscilaciones determine el nmero de oscilaciones en 60 o 90 segundos.3. Repita tres veces esta prueba para diferentes amplitudes. Llene los datos en la tabla 4. Repita el paso 3 para los otras tres marcas restantes.ANLISIS DE INFORMACINPARTE A:CON RESORTESVimos que cuando el resorte estaba solo sin ningn cuerpo, se estiraba hacia atrs con una fuerza proporcional a su alargamiento, pero cuando unimos en cuerpo (pesa) al resorte estirado y luego lo soltamos comenz a oscilar.Recordemos que este tiene una fuerza de recuperacin que tira el sistema hacia atrs, a su posicin de equilibrio.Siempre estas fuerzas de recuperacin lineal conducen a movimientos similares de vaivn llamadas de movimiento armnico simple.PARTE B:MOVIMIENTO PERIODICOEl periodo depende nicamente de la la constante del resorte y Si la masa el mayor, responde ms lentamente a la fuerza, de modo que el periodo es mayor cuanto es ms grande sea la masa.

CONCLUSIONESLa caracterstica principal de todo Movimiento Armnico Simple es presentar una fuerza que pretende regresar el sistema a su posicin de equilibrio, determinadafuerza restauradora.Despus del estudio de fenmenos ocurridos en nuestra cotidianita observamos, en el campo de oscilaciones q una oscilacin depende de la amplitud del cuerpo y es directamente proporcional al tiempoLas oscilaciones son directamente proporcional a rango del periodo que genera decir entre ms oscile los objetos su periodo se torna mayor.

El Movimiento Armnico Simple es un movimientoperidico en el que la posicin vara segn una ecuacin de tipo senoidal o cosenoidal.La velocidad del cuerpo cambia continuamente, siendo mxima 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 movimientoacelerado no uniformemente. Suaceleracin es proporcional al desplazamientoy de signo opuesto a este. Toma su valor mximo en los extremos de la trayectoria, mientras que es mnimo en el centro.Podemos imaginar un M.A.S. como una proyeccin de un Movimiento Circular Uniforme. El desfase nos indica la posicin del cuerpo en el instante inicial.En el clculo del perodo de un pndulo simple es indispensable la magnitud de la longitud del pndulo como factor determinante de la magnitud del tiempo por oscilacin.La elongacin del resorte dividido entre el peso de la masa suspendida de un sistema masa - resorte es nos da como resultado la constante de restitucin del resorte utilizado para el movimiento.El periodo no depende de la amplitud R del movimiento.Un pndulo simple no es ms que un cuerpo de masa M colocado en un extremo de una cuerda de longitud L.Un movimiento peridico es el desplazamiento de una partcula de tal manera que a intervalos de tiempo iguales se repita con las mismas caractersticas.BIBLIOGRAFIA-HUGO MEDINA EDITORIAL CATOLICA.

-SEARS SEMASKY -ALONSO FINN -HUMBERTO LEYVA (EDITORIAL MOSHERA)