EXPERIMENTO # 1 CONSTANTE DE FUERZA DE UN RESORTE

OBJETIVO: Encontrar cul es la constante de un resorte. Encontrar cual es el alargamiento que generan las masas de diferentes pesos.

MATERIALES: Resorte Masas de diferentes pesos Regla Soporte Balanzas

PROCEDIMIENTO 1. Cuelga el resorte y determina la posicin de equilibrio. 2. Cuelga una masa de peso conocido en el resorte y mide el alargamiento con respecto a la posicin de equilibrio. Registra los datos en una tabla como la siguiente:

Fuerza F(N) 0.49 N 0.98 N 2.45N

Alargamiento X(m) 0.05 m 0.1 m 0.25 m

3. Cuelga del resorte otras masas de diferente peso y mide en cada caso el alargamiento con respecto a la posicin de equilibrio. Registra los datos en la tabla. 4. Represente los datos de la tabla en un plano cartesiano. Asigna el eje horizontal a los valores del alargamiento y el eje vertical a laos valores de la fuerza aplicada.

5. La grafica debe ser una lnea recta pues la fuerza es directamente proporcional al alargamiento. Si no todos los puntos se ubican sobre una recta, traza una de tal manera que la distancia de los puntos a ella sea la menor posible. Determina la pendiente de la recta.

ANALISIS1. Justifica porque la fuerza aplicada sobre el resorte es igual al peso del cuerpo suspendido.

R/ Porque la fuerza que se aplica al resorte es producida por la masa que cuelga y esafuerza es equivalente al peso del cuerpo. 2. La recta debe pasar por el origen del plano cartesiano? Justifica tu respuesta. R/ Si porque cuando no se cuelga ningn cuerpo no hay alargamiento.

3. Cules son las unidades de la pendiente?

R/4. Qu significado tiene la pendiente? R/ La constante del resorte 5. Cul es la ecuacin que relaciona las variables de la grafica?

R/ Usamos la ecuacin pendientey - y1 = m (x - x1) f f1 = m (x x1) f 2.45 = 9.8 (x 0.25) f 2.45 = 9.8x 2.45 f 9.8x 2.45 + 2.45 f 9.8x f = -kx k= 9.8 N/m

6. Puedes calcular el alargamiento que producira en el resorte otro peso distinto de los que has utilizado? Describa el mtodo y plantea un ejemplo.

R/ De la ecuacin de la recta f = 9.8x; x =

.

El estiramiento que produce una masa lo podemos encontrar con la ecuacin de la recta. m = 500g = 0.5g f = m. g = 0.5 * 9.8 = 4.9 N x= = = 0.5m

EXPERIMENTO # 2 CONSTANTE DE FUERZA DE UN RESORTEOBJETIVO: Encontrar cul es la constante de un resorte. Encontrar cual es el alargamiento que generan las masas de diferentes pesos.

MATERIALES: Regla Cronometro Soporte Resorte Masas de diferente peso

PROCEDIMIENTO 1. Suspende una masa del resorte, hasta que se equilibre. Aljala de la posicin de equilibrio una distancia de 10 cm y sultala para que oscile. La distancia que se alej la masa de la posicin de equilibrio es la amplitud del movimiento. 2. Mide el tiempo que tarda el objeto en realizar 10 oscilaciones y a partir de este dato determina el periodo de oscilacin. Registra los valores de la masa y del periodo en una tabla como la siguiente: Periodo Masa m (Kg) 0.08 0.3 0.238 T (s) 4.37 6.21 9.58 T2 (s2) 19.09 38.56 91.77

3. Repite el paso anterior para varias masas, teniendo en cuenta que la distancia que se aleja la masa de la posicin de equilibrio siempre sea la misma. 4. Calcula el cuadrado del periodo en cada caso y regstralo en la tabla. 5. Representa los datos del periodo, T, y de la masa, m en un plano cartesiano. Asigna el eje horizontal a la masa medida en kilogramos y en el eje vertical al periodo medido en segundos.

6. Representa los datos del periodo al cuadrado, T2, en funcin de la masa m, en un plano cartesiano. Asigna el eje horizontal a la masa medida en kilogramos y el eje vertical a T2. La grafica obtenida debe ser una recta.

7. Calcula la pendiente de la grafica T2 en funcin de m.

R/

=

=

=

=460

8. Para determinar si el perodo de oscilacin depende de la masa que oscila, utiliza una de las masas, mide el tiempo que emplea en hacer 10 oscilaciones y determina el perodo de oscilacin para una amplitud de 10 cm. Repite el mismo procedimiento otras dos veces y registra los datos en una tabla como la siguiente. Amplitud 10 cm a 1 medida 9.61 2a medida 9.63 a 3 medida 9.84 Periodo Promedio 9.69

9. Deja la misma masa, cambia la amplitud a 15 cm y determina el perodo de oscilacin. Repite el mismo procedimiento otras dos veces y registra los datos Amplitud 15 cm 1a medida 9.53 a 2 medida 9.66 a 3 medida 9.55 Periodo Promedio 9.58

10. Deja la misma masa, cambia la amplitud a 20 cm y determina el perodo de oscilacin. Repite el mismo procedimiento otras dos veces y registra los datos.

Amplitud 20 cm 1 medida 9.44 a 2 medida 9.66 3a medida 9.72 Periodo Promedio 9.60a

11. Registra los valores promedio del perodo en una tabla como la siguiente. Amplitud (cm)10 cm 15 cm 20 cm

Periodo (s)9.69 9.58 9.60

ANALISIS

1. Puesto que T = 2 Se cumple que T2 = *m

A partir de la pendiente de la grafica de T2 en funcin de m determina el valor de la constante del resorte.

R/

T2 = K= K=

*m *m * 0.08

K = 8.66 N/m 2. Qu sucede con el periodo de oscilacin cuando se ponen a oscilar objetos de diferente masa? R/Cuando se colocan mayores masas el periodo aumenta. 3. Qu sucede con el periodo de oscilacin cuando se vara la amplitud y el cuerpo sujeto al resorte es el mismo? R/ La oscilacin es la misma del periodo.

EXPERIMENTO # 3 EL MOVIMIENTO DEL PENDULOOBJETIVO: Percibir los distintos modelos del movimiento pendular con mayor claridad Investigar el porqu de los diversos casos que presenta este movimiento. Comprender que es el movimiento de un pndulo. MATERIALES: Soporte Hilo Masa Regla Cronometro Transportador

PROCEDIMIENTO 1. Para estudiar cmo influye la amplitud de las oscilaciones en el periodo de un pndulo. En este experimento, mantendremos constante la longitud del hilo y la masa de la pesa. 2. Aparta la masa del pndulo de la posicin del equilibrio, de tal manera que el ngulo formado por el hilo y la vertical (amplitud angular) mida 50, mide el tiempo que tarda el pndulo en realizar 10 oscilaciones. Determina el periodo de oscilacin. Repetimos el procedimiento otras dos veces y registramos los datos en una tabla como la siguiente: Amplitud Angular 50 1a medida 27.31 a 2 medida 27.06 a 3 medida 27.42 Periodo Promedio 27.26

3. Aleja ahora la pesa del pndulo de la posicin de equilibrio, de tal manera que la amplitud angular sea de 7o. Determina el periodo. Repite el procedimiento otras dos veces y registramos los datos en una tabla como la siguiente: Amplitud Angular 70 1a medida 27.35 2a medida 27.29 a 3 medida 27.21 Periodo Promedio 27.28 4. Vara la amplitud angular a 100, y determina el periodo de oscilacin. Realiza la misma medida otras dos veces y registra los datos en una tabla como la siguiente. Amplitud Angular 100 1a medida 27.58 a 2 medida 27.37 a 3 medida 27.42 Periodo Promedio 27.45 5. Registramos los valores promedio del periodo en una tabla como la siguiente. Amplitud Angular50 70 100

Periodo (s)27.26 27.28 27.45

ANALISIS 1. Que puede concluir acerca de la dependencia del periodo con respecto a la amplitud angular cuando esta menor que 100? R/ A la conclusin que podemos llegar es que por miles de segundos el periodo es menor. 2. Sera posible medir el tiempo de ocurrencia de un evento con un pndulo aun cuando sus oscilaciones son cada vez ms cortas? Explica tu respuesta.

R/ Entre ms corta sea la longitud del periodo las oscilaciones se hacen ms rpidas, y pueden haber errores al contar las oscilaciones y el periodo tienden a disminuir. 3. Como vara el periodo de oscilacin si la amplitud aumenta y sus valores son mayores de 100? R/ No vara, ya que el periodo as sea mayor que las oscilaciones siempre van a tener espacios cortos y largos.

CONCLUSIONES El movimiento del pndulo es un movimiento oscilatorio en ciertas caractersticas ya que este al igual que el movimiento oscilatorio presenta un periodo en determinado nmero de oscilacin con respecto a determinados puntos del sistema En el movimiento pendular que se realizo vemos que varan las amplitudes de los ngulos con respecto a otros ngulos, nos demuestra que la variacin del periodo de oscilaciones que presenta es muy poca mantenindose prcticamente constantes al igual que la variacin de las masas no influyen en el periodo

EXPERIMENTO # 4 EL MOVIMIENTO DEL PENDULO

OBJETIVO: Estudiar el movimiento de un pndulo simple como ejemplo del movimiento armnico simple y determinar el valor de la aceleracin de la gravedad. MATERIALES: Soporte Hilo Tres masas de diferente peso Regla Cronometro Transportador PROCEDIMIENTO 1. Construye un pndulo con una de las masas y el hilo. Para determinar cmo influye la masa que oscila en el periodo del pndulo, en este experimento utilizaremos amplitudes angulares de 100 y no variaremos la longitud del hilo. Mide el tiempo que tarda el pndulo en hacer 10 oscilaciones y determina el periodo de oscilacin. Repite la misma medida otras dos veces y registra los datos en una tabla como la siguiente. Masa de la Pesa 4K 1 medida 27.32 2a medida 27.21 a 3 medida 27.29 Periodo Promedio 27.27a

2. Cambia la masa del pndulo y determina el periodo de oscilacin. Repite el procedimiento otras dos veces y registra los datos en una tabla como la del numeral 1. Masa de la Pesa 5K 1 medida 27.26 2a medida 27.17 a 3 medida 27.28 Periodo Promedio 27.23a

3. Coloca la tercera masa y repite las mediciones del paso anterior; Registra los datos en una tabla como la del numeral 1. Masa de la Pesa 6K 1 medida 27.32 a 2 medida 27.23 a 3 medida 27.21 Periodo Promedio 27.25a

4. Registra los valores promedio del periodo en una tabla. Masa de la Pesa4k 5k 6k

Periodo (s) 27.27 27.23 27.25

ANALISIS 1. Compara los resultados obtenidos para las diferentes masas. Encuentra alguna variacin significativa en el periodo al variar la masa del pndulo? R/ Es muy poca la diferencia y variacin de periodos que presenta, al cambiar las masas, el periodo aun se mantienen constante. 2. Que puedes concluir acerca de la dependencia del periodo de un pndulo con respecto a la masa R/ La masa no afecta el periodo de las oscilaciones del pndulo

CONCLUSIONES Podemos concluir que el periodo de la oscilacin del pndulo no vara dependiendo de la amplitud dada, adems el tiempo tampoco afecta las oscilaciones es decir, no varan mucho, ya que el tiempo cambia solo por algunas milsimas.

Concluimos que la masa no afecta el periodo de las oscilaciones del pndulo, por lo contrario ya el periodo aumenta cuando aumentamos la longitud del pndulo as que estos dos son directamente proporcional.

EXPERIMENTO # 5 EL MOVIMIENTO DEL PENDULO

OBJETIVO: Hallar la dependencia entre el periodo de oscilacin de un pndulo simple con el valor de la amplitud angular. MATERIALES: Soporte Hilo Masa Regla Cronometro Transportador

PROCEDIMIENTO 1. Utiliza la masa y el hilo para construir un pndulo de 50 cm de longitud. Para una amplitud angular pequea, que no variaremos durante el experimento, determina el tiempo que emplea el pndulo en realizar 10 oscilaciones. Calcula el periodo del pndulo. Registra los datos en una tabla como la siguiente.

Periodo Longitud L(m) 0.7 0.8 0.9 1 T (s) 16.96 18.29 19.15 19.84 T2 (s2) 287.64 334.52 336.72 393.62

2. Vara sucesivamente la longitud del hilo desde 60 cm hasta 100 cm, de 10 cm en 10cm, y mide en cada caso cunto tarda el pndulo en completar 10 oscilaciones. Calcula el periodo de oscilacin. Registra los valores.

Periodo Longitud L(m) 60cm 70cm 80cm 90cm 100cm T (s) 1.548 1.658 1.729 1.805 1.902 T2 (s2) 2.396 2.748 2.989 3.258 3.617

3. Calcula en cada caso el cuadrado del periodo de oscilacin T2. 4. Construye la grafica del periodo en funcin de la longitud del pndulo.

5. Construye la grafica del periodo al cuadrado en funcin de la longitud del pndulo.

ANALISIS 1. A partir de la grafica de T en funcin de L concluye como varia el periodo al aumentar la longitud del pndulo. R/ La grafica de periodo en funcin del tiempo revela una grafica de una funcin aumentado cada vez que aumenta la longitud. 2. A partir de la expresin matemtica para el periodo el pndulo verifica que T2 = *L

0,7 0,8 0.9

=2.81 3.22

1 m= 4.62

3. Calcula la pendiente de la grafica T2 en funcin de l. De acuerdo con el valor obtenido, determina el valor de la aceleracin de la gravedad.

m= m= m=

m= 0.030525 cm/s2