laboratorio del mas

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ING. DIEGO PROAÑO MOLINA Msc.

UNIVERSIDAD DE LAS FUERZAS ARMADAS ESPE EXTENSIÓN LATACUNGA

LABORATORIO DEL MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE

CALIFICACIÓN:

Docente:

Ing. Diego Proaño Molina

Nombre:

Jefferson Paul Pichucho C.

Materia:

Física II para Mecatrónica

TEMA:

MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE (SISTEMA MASA-RESORTE)

Fecha de realización de la práctica:

2015-Abril-20

Fecha de entrega de la práctica: 2015-Abril-20

LATACUNGA – ECUADO

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Tema: Movimiento armónico Simple (Sistema masa-resorte) Objetivos Objetivo General

Conocer e identificar las características del movimiento armónico simple sistema masa-resorte

Objetivos Específicos

Determinar e tiempo en el que nosotros podemos observer y analizar el movimiento

Armonivo Simple

Realizar calculos y graficas a partir de la obtencion de datos en la practica que desarrollamos aplicando formulas impartidas en la parte teorica

Identificar el MAS como un movimiento periódico, oscilatorio y vibratorio.

Visualizar un cuerpo que describe un MAS.

Marco Teórico

Movimiento Armónico Simple

El movimiento armónico simple, está tipificado por el movimiento de una masa que cuelga de un

muelle, cuando está sometida a la fuerza de recuperación de su elasticidad lineal, dada por la ley de

Hooke. El movimiento es sinusoidal en el tiempo y presenta una frecuencia de resonancia simple.

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/permot2.html#c2



http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/shm2.html#c2

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Ecuaciones del Movimiento Armónico Simple

La ecuación del movimiento para un movimiento armónico simple contiene una descripción

completa del movimiento y a partir de él, se pueden calcular otros parámetros del movimiento.

La velocidad y la aceleración están dadas por

La energía total para un oscilador sin amortiguar, es constante, e igual a la

suma de su energía cinética y su energía potencial.

Cálculo del Movimiento Armónico Simple

Las ecuaciones del movimiento para un movimiento armónico simple nos permiten calcular

cualquier parámetro del movimiento si son conocidos los otros.

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/shm.html#c1

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/ke.html#ke

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/pespr.html#pe2



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Materiales y equipos

Diagrama del sistema

Procedimiento

Procedimiento de armado 1) Ensamblar la base tipo V con la varilla de 60cm 2) Poner la varilla de 10cm en la parte superior de la varilla de 60cm 3) Sujetar la varilla con una abrazadera tipo nuez 4) Colocar el sensor de fuerza en la parte superior 5) El resorte que cuelgue verticalmente sobre la varilla y en el final sujetar la masa.

6) Poner el sensor de movimiento justo debajo de la masa que va a oscilar en el sistema armónico simple

7) Conectar los dos sensores en la parte superior del Datalogger

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8) Encender el Datalogger

Procedimiento de uso 1) Tomar la masa y la desplazamos una distancia determinada 2) Soltar la masa 3) Dejar oscilar libremente durante 75 seg 4) Detener la masa

5) Verificar si se han tomado las gráficas correctamente en el Datalogger caso

contrario se deberá repetir el paso 1, 2, 3 y 4. 6) Observar las gráficas y comparar con las gráficas estudiadas en el aula.

7) Repetir el procedimiento para los sistemas de constantes elásticas en en serie-

paralelo

Procedimiento de desarmado

1) Apagar el Datalogger previamente debíamos haber guardado las gráficas en una flash memory.

2) Apagar el sensor de movimiento y el sensor de fuerza 3) Desconectar los aparatos del sistema 4) Sacar las varillas de la abrazadera 5) Guardar los materiales e instrumentos del laboratorio de Física

Tabla de datos Sistema Simple

Ensayo 1

Parámetro físico Dimensión Símbolo Valor Unidades

fuerza elástica MLT-2

Fe 1,4 N

posición inicial L xo 0,465 m

velocidad LT-1 v 0 m/s

aceleración LT-2 a 0 m/s2

tiempo T t 0 s

masa M m 0,082 kg

Ensayo 2



Fe 1,6 N


velocidad LT-1 v 0,23 m/s

aceleración LT-2 a -1,9 m/s2

tiempo T t 5 s

Masa M m 0,082 kg

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Ensayo 3



Fe 1,1 N



aceleración LT-2 a 2,2 m/s2

tiempo T t 10 s

Masa M m 0,082 kg

Ensayo 4



Fe 1,3 N

posición inicial L xo 0.465 m



tiempo T t 20 s

Masa M m 0,082 kg

Ensayo 5



Fe 1,6 N



aceleración LT-2 a -1,9 m/s2

tiempo T t 30 s

Masa M m 0,082 kg

Ensayo 6



Fe 1,2 N




tiempo T t 60 s

Masa M m 0,082 kg

Ensayo 7



Fe 1,4 N


velocidad LT-1 v -0,28 m/s


tiempo T t 75 s

Masa M m 0,082 kg

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1. CÁLCULOS

ENSAYO 1

s

ENSAYO 2

√

8


ENSAYO 4

√

ENSAYO 5

√

9


ENSAYO 6

√

0

ENSAYO 7

√

10


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Tabla de variables Ensayo 1


amplitud L A 0 m

constante MLT-2 K 3 N/m

frecuencia angular T-1 W 6,04 Rad/s

periodo T T 1,04 s

frecuencia T-1 f 0,96 Hz

ángulo de desfase Adimensional Ø rad

Ensayo 2


amplitud L A 0,4 m

constante MLT-2 K 3,4 N/m


periodo T T 0,98 s



Ensayo 3


amplitud L A 8,76*10-3

m



periodo T T 1,10 s



Ensayo 4


amplitud L A 0,08 m



periodo T T 1,08 s



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Ensayo 5


amplitud L A 0,3 m

constante de elasticidad MLT-2 K 3,4 N/m


periodo T T 0,98 s



Ensayo 6


amplitud L A 0,01 m



periodo T T 1,10 s



Ensayo 7


amplitud L A 0,04 m



periodo T T 1,04 s



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Análisis de resultados

Fuerza elástica - Tiempo

Posición – Tiempo

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Velocidad – Tiempo

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Aceleración – Tiempo

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Conclusiones

El Movimiento Armónico Simple es un movimiento periódico en el que la posición

varía según una ecuación de tipo senoidal o cosenoidal. Se pudo determiner que el movimiento armonico simple bajo la accion de una fuerza es proporcional al desplazamiento, para ser un Sistema ideal falta mucho oir ende de los cero a los 30 segundos es un M.A.S. Despues de este tiempo es un movimiento amortiguado. Se puede determiner mediante la practica que mientras avanza el tiempo las graficas de aceleracion, velocidad, y posicion van tornandose repetitivas es decir van formando un movimiento periodico. 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. 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. Recomendaciones

Al no tener un Sistema ideal para que el movimiento sea armonico Simple debemos

tener cuidado en la recoleccion de datos en los aspectos:

Tomar los datos con el Datalogger exactamente cuando empiece el movimiento

Tiempo: recordando el intervalo de tiempo en el q es “M.A.S”

Material a utilizarse: Las barillas con la base tripoide y la abrazadera de nuez deben

estar correctamente colocadas para evitar problemas.

Medir la amplitude que se va a dar al movimiento ya que esta debe ser contante o muy

aproximada en todo el movimiento

Bibliografía: Hibbeler, H. (2008). Dinamica. Pearson.

hyperphysics. (21 de Abril de 2015). Obtenido de Olmo, v: http://hyperphysics.phy-

astr.gsu.edu/hbasees/shm.html

Izquierdo, C. (21 de Abril de 2015). Definición del movimiento armónico simple. Obtenido de

https://www.youtube.com/watch?v=UNRLZKE7vKI

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Anexos

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laboratorio del mas

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