UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y ADISTANCIA PRACTICA DE LABORATORIO DE FÍSICA GENERAL SESION 1 Claudia Paol aola Vanegas Montenegro egro Código: 52731855 Tel.: 3134932263 E ail: !ao"1182#$ot !ao"11 82#$otail.%o ail.%o Eli&a'et$ P(e& )óe& Código: 1*13596*77 Tel.: Tel.: 3112199485 E ail: e!ae&7#isena.edu.%o +iego ,%ero Código: 3123655744 Tel: Tel: 3*13*99336 E-ail: diegoandi*511#$otail.%o /antiago ,ngarita Código: 1*22332492 Tel: Tel: 3193*82287 E-ail: santiago*48#$otail.%o Es la amplitud amplitud del del movimiento
Resumen
(elongación máxima).
0e 0e +e ooe ooe ta'i ta'in n llaada llaada le de elasti% elasti%idad idad de ooe ue orulada !or o'ert ooe si%o 'rit(ni%o la %ual %ual es a!li% a!li%ada ada en la ingeni ingenier eraa la %ons %onstru tru%% %%ió ión n esta'le%e la rela%ión rela%ión entre el alargaiento o estiraiento longitudinal la uer&a a!li%ada. -; < donde es la uer&a a!li%ada -; la %onstante el(sti%a del resorte < es la elonga%ión del resorte. es la uer&a a!li%ada ; la %onstante el(sti%a del resorte < es la elonga%ión del resorte. +es!e=aos +es!e=aos !ara $allar $ allar la ; del esorte 1 esorte 2.
Es la frecuencia angular Es el tiempo tiempo..
Es la fase inicial e indica el estado de oscilación o vibración (o fase) en el instante t = = de la part!cula que oscila.
/isteas en e>uili'rio: %uando dos uer&as o!uestas a%t?an so'r so'ree el is iso o %uer %uer!o !o %on %on una @elo @elo%i %ida dad d %ons %onstan tante te !rodu%en un e>uili'rio el %ual se uestra !or >ue el %uer!o no se ue@e !resentando un re!oso a!arente.
Mo@i Mo@iie iento nto ,ron roni%o i%o /i! /i!le: le: una una !arti% !arti%ul ulaa des%r des%ri' i'ee un o@i o@i iento iento ,rón róni% i%o o /i! /i!le le AM.,./.B %uando se ue@e a lo largo del e=e < estando su !osi%ión " dada en un%ión del tie!o t !or la e%ua%ión
FUER'A /AB CD/T,TE PDPDCFD,0F+,+ A;B
Donde: Es la elongación o desplazamiento respecto al punto de equilibrio.
"endulo bal!stico: ,l desarrollar la !riera sesión de la'oratorio de si%a )enera )eneral l se a!li%ara a!li%aran n los %on%e!to %on%e!toss a!rendid a!rendidos os en el ódu ódulo lo so'r so'ree Pro! Pro!or or%i %iona onalid lidad ad +ire +ire%ta %ta tenien teniendo do en %untala rela%ión de *66 1 7 7 394 !ro!or%ionalidad entre d i e r e n t e s a g n i t udes 455 8 9 5 164 utili ili&an &ando el %ali' li'rador or torni to rnillo llo i%r i %ro otr tri% i%o o %oo %o o 689 5 * 5 416 instruentos instruentos de edi%ión edi%ión Por edio de la !r(%ti%a se dete deter rina ina le lees de la %ine %ine( (ti% ti%a a el o@i o@ii ient ento o un inore @ariado a%elerado ident ii%ando los %on%e!tos de %ada li're en el o@iiento o@iiento uniore uniore %o!letando %o!letando el !ro%eso de la'oratorio resol@iendo %on%e!tos de o@iiento en dos diensiones.
PRACTICA 6: LEY DE HOOKE TITULO: LEY DE HOOKE Da!s "e #a$!%a!%&!
1( En)uen%e #a )!nsane "e *%!*!%)&!na#&"a" "e )a"a %es!%e e &n"&+ue sus un&"a"es(
resorteB. K $aga %li% en %ontin?e Anótese >ue las edidas %oen&aran terinaran de ora anual %oo se i=ó en los !ar(etros anterioresB. , %ontinua%ión des!a%io %ontinuaente ue@a la 'ase !or la regla a lo largo de 1* %.
0a !ro!or%ionalidad es una rela%ión entre agnitudes edi'les la %onstante de !ro!or%ionalidad entre la uer&a la deora%ión se le llaa uer&a de e%u!era%ión es esorte 1 esorte 2 si'oli&ada %on la letra ;. /us unidades son G en el 177 257 uer&a AB -**1 **6 *3* *** /istea M;/.
de la %onser@a%ión es !osi'le estudiar !rede%ir la e@olu%ión en el tie!o de u%$os sisteas son de gran i!ortan%ia los !rin%i!ios de %onser@a%ión de energa %onser@a%ión del oentu lineal %onser@a%ión del oentu angular. El !ndulo 'alsti%o es un dis!ositi@o %l(si%o >ue !erite edir la re!ide& de dis!aro de un !roe%til(
INFORME
1. Encuentre la constante de proporcionalidad de cada resorte e indique sus unidades.
C!#&s&!nes e#-s&)as : se denoina %olisiones o %$o>ue el(sti%a a una %olision entre dos o (s %uer!os los %uales no sures deora%iones !eranentes durante el i!a%to donde se %onser@an tanto el oento lineal %oo la energa %inti%a del sistea. Cuando los %uer!os se se!aran des!us del %$o>ue no $a inter%a'io de asa entre ellos
INTRODUCCION
Ta'la 2. Constante de !ro!or%ionalidad
.( Rea#&)e #as /%-0&)as "e 0ue%a en 0un)&2n "e# "es*#aam&en! *a%a )a"a un! "e #!s %es!%es 3 e4*#&+ue e# s&/n&0&)a"! +ue &ene #a *en"&ene "e #a %e)a !$en&"a(
)ra%ias al !resente inore !odeos dar a %ono%er los %on%e!tos e"!erien%ias ensaos >ue $eos reali&ado durante el la'oratorio !resen%ial del %urso si%a )eneral esto nos $a !eritido !lantear %ono%er %óo !odeos a!li%arlos en la @ida %otidiana !roesional adi%ionalente %ono%ios e"!erientaos %on los instruentos utili&ados !ara as ailiari&arnos %on ellos.
LEY DE HOOKE TFTH0D: 0e de ooe D'=eti@o Co!ro'ar la @alide& de la le de ooe usando @arios resortes $eli%oidales.
)rai%a1. esorte 1
1- Materiales: •
esorte
•
/ensor de neIton
•
/otIare easure
•
Jase
2- Cuelgue el resorte en el sensor AeIton /ensorB. Cone%te el otro e"treo del resorte =elo a la 'ase desli&ante a tra@s del sensor de o@iiento- eali%e las %one"iones el%tri%as Fni%ie el sotIare Measure i=e los !ar(etros de edida. Colo>ue la 'ase desli&ante en la !osi%ión ini%ial Atenga es!e%ial %uidado de no estar e=er%iendo uer&a so're el
)rai%a 2. esorte 2
5( Dee%m&ne e# a#!% "e #a ene%/,a *!en)&a# e#-s&)a en )a"a un! "e #!s )as!s( Para $allar la Energa Poten%ial El(sti%a utili&aos la siguiente e%ua%ión: E!e O.;.< re!la&aos la e%ua%ión !or los @alores A@er ta'la 1B luego en%ontraos el resultado en la ta'la 4.
deterinado !or los (ngulos de las %uerdas %on la $ori&ontal L N Toe dos !osi%iones dierentes !ara la isa asa M3 di'u=e los diagraas de uer&as es%ri'a los datos o'tenidos en la ta'la 2 sistea 1. 3. e!ita los !asos 1 2 %on dierentes @alores !ara M1 M2 M3 %o!lete la ta'la 2 sisteas 2 3. Tenga en %uenta >ue en E0 sistea 3 el @alor de L es dierente al de N
INFOR
Ta$#a 5( Ene%/&a *!en)&a# e#as&)a
1
2
7( AN8LISIS Y RESULTADOS( L 45
A ma3!% 0ue%a ma3!% e#!n/a)&2n La )!nsane 9 es ne/a&a "e$&"! a +ue a !*uesa a #a 0ue%a "e /%ae"a" La 0ue%a es "&%e)amene *%!*!%)&!na# a# "es*#am&en!(
N 45
3
( CONCLUSIONES( 0as órulas utili&adas !ara el desarrollo del inore son: !ara $allar la %onstante de !ro!or%ionalidad es: - "G !ara $allar la energa de !oten%ia el(sti%a es: E!eO.;.< Para $alar la uer&a es --" estas órulas !eritieron dar res!uestas a las !reguntas !ro!uestas en la gua.
1
2
M1 M2 N 45 6*ggg L 45 6* g
PR8CTICA ;: SISTE
M31******* g
TITULO: E>uili'rio de uer&as DJQETFVD: ,!li%ar los %on%e!tos de des%o!osi%ión de un @e%tor suatoria de uer&as
3 S&sema .
M,TEF,0E/ • • • • •
+os so!ortes uni@ersales +os !oleas Quego de !esas Hna %uerda. Hn trans!ortador
1
PROCEDIue e>uili'ren el sistea. El e>uili'rio del sistea est(
M1 7* g
2
L 37 N 22M2 M3 8* g
3
14* g
2
1
R * 1Ssen45 2Ssen45 - 3 donde 3 Sg R * 1Ssen45 2Ssen45 - ASgB
L 43
N 46
1Ssen45 2Ssen45 Sg
E)ua)&2n 1
R" * -1S%os45 2S%os45
3
E)ua)&2n .
1S%os45 2S%os45 enton%es 1 2
S&sema 5
/ustituendo 1 de 2 en 1 2Ssen45 2Ssen45 Sg 22Ssen45 Sg 2 SgG2Ssen45 2 A*.*65 ;g S 9.8 GsBGA2S*.71B *.637 G1.42 *.44859
1 M1 8* g
2
L 62 N 55M2 M3 7* g
Coo 1 2 enton%es 1 *.44859
12*g
Resu#a"!
3
1 *.44859
1
2
L 55
N 52
2 *.44859 3 *.637
a( S&sema .(
3
.( Rea#&)e e# an-#&s&s maem-&)! 3 en)uen%e e# a#!% "e F1> F. 3 F5( ?Ve% ane4! 7> ses&2n "e #a$!%a!%&! 1@
An-#&s&s maem-&)! 3 )-#)u#! "e F1> F. 3 F5(
R * 1Ssen37 2Ssen22 - 3 donde 3 Sg R * 1Ssen37 2Ssen22 - ASgB
F1sen5; F.sen.. m/
E%ua%ión 1
R" * -1S%os37 2S%os22
F1)!s5; F.)!s..
E%ua%ión 2
1( An-#&s&s maem-&)! 3 )-#)u#! "e F1> F. 3 F5( +es!e=ando 1 en e%ua%ión 2
F1 F.)!s..)!s5;
a( S&sema 1( An-#&s&s maem-&)! 3 )-#)u#! "e F1> F. 3 F5(
/ustituendo 1 en E%ua%ión 1
E%ua%ión 3
/ustituendo 1 en e%ua%ión 1 1Ssen37 2Ssen22 Sg
1Ssen62 2Ssen55 3
A2S%os22G%os37B Ssen37 2Ssen22 *.*5* ;g S 9.8Gs
A2S%os55G%os62BSsen62 *.1*5;gS9.8Gs
A2S*.92718G*.79863BS*.6*181 2S*.3746* *.49
1.*78712 *.819152 1.*29
2S1.16*96S*.6*181 2S*.3746* *.19
1.897862 1.*29
*.698672 *.3746*2 *.19
2 1.*29G1.89786
1.*73272 *.19
2 *.54218
2Ssen55
2 *.19G1.*7327
F. (1;;.N
ee!la&ando 2 en e%ua%ión 3 1 A2S%os55BG%os62
ee!la&ando 2 en e%ua%ión 3
1 A*.54218S*.57357BG*.46947 1 *.66238
1 2S%os22G%os37 1 *.177*2S%os22G%os37
esultado
1 *.177*2 S 1.16*95
1 *.66238
F1 (.1N
2 *.54218 3 1.*29
Resu#a"!
1( Demues%e +ue e# s&sema es- en e+u&#&$%&!(
1 *.2*551 2 *.177*2
.( Dem!s%a)&2n "e# s&sema en e+u&#&$%&!
3 *.49 R 1Ssen45 2Ssen45 - 3
a( S&sema 5(
R *.44859Ssen45 *.44859Ssen45 - *.637
An-#&s&s maem-&)! 3 )-#)u#! "e F1> F. 3 F5
R *.31849 *.31849 U *.637 R *
R * 1Ssen62 2Ssen55 - 3 donde 3 Sg 1Ssen62 2Ssen55 3
e%ua%ión 1
R" -*.44859S%os45 *.44859 S%os45 R" *
Dem!s%a)&2n "e# s&sema en e+u&#&$%&!
R" * -1S%os62 2S%os55 1S%os62 2S%os55
e%ua%ión 2 R 1Ssen37 2Ssen22 - 3 R *.2*551 Ssen37 *.177*2 Ssen22 - *.49
+es!e=ando 1 en e%ua%ión 2 1 A2S%os55BG%os62
e%ua%ión 3
R *.12367 *.*6631 U *.19 R *
R" -1S%os37 2S%os22 R" -*.2*551S%os37 *.177* 2S%os22 R" -*.16412 *.16412 R" *
Dem!s%a)&2n "e# s&sema en e+u&#&$%&!
R 1Ssen62 2Ssen55 - 3 R *.66238S*.88294 *.54218S*.81915 U 1.*29
Para %onstruir un diagraa de %uer!o li're se de'en identii%ar las %ondi%iones del !ro'lea asegurando en %olo%ar todas las uer&as >ue a%t?an so're el %uer!o de an(lisis las %uales de'en tener las dire%%iones A(ngulosB sentidos% Corre%tos. Cuando dos uer&as o!uestas a%t?an so're un iso %uer!o !rodu%en un e>uili'rio. En todo sistea se llaan %o!onentes las distintas uer&as >ue a%t?an so're el %uer!o resultante la uer&a >ue e>ui@ale a las anteriores. 0as uer&as se re!resentan %oo @e%tores %on su origen situado al %entro de un sistea de %oordenadas re%tangulares A!lano %artesianoB. 0a a!li%a%ión (s i!ortante de la !riera le de eIton es en%ontrar el @alor de uer&as >ue a%t?an so're una !art%ula a !artir de la %ondi%ión de equilibrio . En la !riera le se !lantea >ue si una !art%ula est( en e>uili'rio se %u!le >ue: R *. Coo la uer&a es una %antidad @e%torial !odeos !lantear >ue R" * R * ACo!onentes re%tangulares de las uer&asB.
R *.58484 *.44412 U 1.*29 R *
PRACTICA Nº 8: MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE (M.A.S) R" -1S%os62 2S%os55 R" -*.66238S*.46947 *.54218 S*.57357 R" - *.31*96 *.31*96
TITULO: El Péndulo Simple OBJETIVO :
Comprobar la leyes movimiento armónico simple (M.A.S
del
R" *
MATERIALES
.( Enun)&e 3 e4*#&+ue #as "!s )!n"&)&!nes ne)esa%&as *a%a +ue un s&sema 0,s&)! se en)uen%e en e+u&#&$%&! me)-n&)!( P!% +u en sa *%-)&)a> s!#! es ne)esa%&a una "e esas )!n"&)&!nes El e>uili'rio e%(ni%o es un estado esta%ionario en el >ue se %u!le alguna de estas dos %ondi%iones: 1.
2.
Hn sistea est( en e>uili'rio e%(ni%o %uando la sua de uer&as oentos so're %ada !art%ula del sistea es %ero. Hn sistea est( en e>uili'rio e%(ni%o si su !osi%ión en el es!a%io de %onigura%ión es un !unto en el >ue el gradiente de energa !oten%ial es %ero.
En nuestra !r(%ti%a solo es ne%esaria la !riera %ondi%ión dado >ue la %ondi%ión 2 es de utilidad en e%(ni%a de edios %ontinuos donde se tiene en %uenta uno de los as!e%tos (s i!ortantes del estado de e>uili'rio la esta'ilidad.
( CONCLUSIONES
1. ". #. $.
!n soporte universal !na cuerda !na masa !n cronómetro
PROCEDIMIENTO
1. Ate un e%tremo de la cuerda a la pesita y el otro al soporte universal. ". Para una lon&itud de la cuerda de 1'' cm. mida el periodo de la oscilación de la si&uiente manera: Pon&a a oscilar el péndulo teniendo cuidado que el n&ulo m%imo de la oscilación no sobrepase de ")*. +ome el tiempo de 1' oscilaciones completas, entonces el periodo (tiempo de una oscilación ser el tiempo de 1' oscilaciones dividido por 1'. -epita varias veces. #. ar/e la lon&itud del péndulo &radualmente disminuyendo 1' cm. cada ve0 y en cada caso alle el periodo de oscilación. $. Consi&ne estos datos en la tabla #
Da!s "e #a$!%a!%&! * 1
9 *
8 *
7 *
6 *
5 *
4 *
3 *
2 *
1 *
3 * 2
4 9 1
5 8 1
5 7 1
6 5 1
2 4 1
5 2 1
2 1 1
* 9 *
* 7 *
L ?m@
?s@ Ta'la 3. Pendulo si!le
G%a0&)a 5( Pe%&!"! "e un *en"u#! s&m*#e(
FDME 1( P!% +u se "e$e *!ne% a !s)&#a% e# *n"u#! en&en"! )u&"a"! +ue e# -n/u#! m-4&m! "e #a !s)&#a)&2n n! s!$%e*ase #!s .J /i el (ngulo ("io so're!asa los 25 grados de=ara de ser o@iiento aróni%o si!le.
.( P!% +u n! es )!nen&ene me"&% "&%e)amene e# &em*! "e una !s)&#a)&2n en e "e me"&% e# &em*! "e 1 !s)&#a)&!nes Por>ue si se ide sólo una os%ila%ión el error de edida ae%tar( la ?ni%a edida >ue se tiene. Pero si se ide 1* se $a%e un !roedio es %oo si agu&ara la edida.
5( Rea#&)e #a /%-0&)a "e# *e%&!"! en 0un)&2n "e #!n/&u" e &n"&+ue +ue &*! "e 0un)&2n se !$&ene( Rea#&)e e# an-#&s&s %es*e)&! "e #a m&sma(
7( Ca#)u#e #a )!nsane "e *%!*!%)&!na#&"a" e &n"&+ue sus un&"a"es(
Ta$#a 7( C!nsane "e *%!*!%)&!na#&"a" Para determinar la constante de proporcionalidad 2, allamos el valor medio de los cocientes de +345, con los datos tabulados as/:
K7(77
Para $allar T A!eriodo del !nduloB utili&aos la siguiente e%ua%ión:
T.
> dónde T !eriodo
31416
#
longitud / la gra@ita%ión de la tierra >ue e>ui@ale a 98Gs enton%es re!la&aos A@er ta'la 1B o'teneos los resultados A@er ta'la 2B.
G%a0&)a 7( C!nsane "e *%!*!%)&!na#&"a" * 1
9 *
8 *
7 *
6 *
5 *
4 *
3 *
2 *
1 *
3 * 2
4 9 1
5 8 1
5 7 1
6 5 1
2 4 1
5 2 1
2 1 1
* 9 *
* 7 *
L ?m@
?s@
4 6 *
* 6 *
7 5 *
3 5 *
9 4 *
T ?s@ Ta'la 2. Periodo del !ndulo
5 4 *
* 4 *
5 3 *
8 2 *
* 2 *
( =u se *ue"e )!n)#u&% a)e%)a "e #a "e*en"en)&a "e# *e%&!"! "e# *n"u#! )!n %es*e)! a #a masa +e'ido a >ue el !erodo es inde!endiente de la asa !odeos %on%luir >ue todos los !ndulos si!les de igual longitud en el iso sitio os%ilan %on !erodos iguales.
6( CONCLUSIONES. D'ser@aos >ue la gr(i%a nuero 4 longitud @s tie!o !odeos %on%luir >ue el !eriodo res!e%to a la longitud es
dire%taente !ro!or%ional es de%ir %uando auenta el ). Escriba los datos en la tabla $ y calcule en cada caso ;. !eriodo de os%ila%ión auenta la longitud m ?K/@ *2 *15 *1 **7 **5 @i%e@ersa Da!s "e #a$!%a!%&! T ?s@ *73 *92 *73 *54 *39
K ?Nm@
1477 692 738 937 Para >ue un el o@iiento del !ndulo sea M.,./. el (ngulo ("io de os%ila%ión no de'e !asar los 25 grados. +e'ido a >ue el !erodo es inde!endiente de la asa !odeos de%ir enton%es >ue todos los !ndulos si!les de igual longitud en el iso sitio os%ilan %on !erodos iguales. /e %o!ro'ó >ue el o@iiento del !ndulo es un o@iiento aróni%o si!le el %ual es un o@iiento !eriódi%o de @ai@n en el >ue un %uer!o os%ila a un lado a otro de su !osi%ión de e>uili'rio en una dire%%ión deterinada en inter@alos iguales de tie!o
El !erodo de un !ndulo sólo de!ende de la longitud de la %uerda el @alor de la gra@edad.
1252
Ta$#a ( C!nsane "e *%!*!%)&!na#&"a" "e# %es!%e INFOR
Para o'tener el !roedio de ; se suan los resultados o'tenidos de ; se di@iden !or los 5 datos >ue se toaron en el la'oratorio. A@er ta'la 5B
E# P%!me"&! "e K es: 1>1 Nm PRACTICA Nº 9: SISTEMA MASA RESORTE TITULO: Sistema Masa 6 -esorte OBJETIVO : eri7car la leyes del movimiento
.( Dee%m&ne #as un&"a"es "e K( 0as unidades de ; son: G es de%ir eItonGetro.
5( G%a0&+ue m s T 3 %ea#&)e e# an-#&s&s %es*e)&!(
armónico simple MAS en sistema masa6resorte MATERIALES:
1. !n soporte universal ". !n resorte #. !n 8ue&o de masas $. Cronometro PROCEDIMIENTO
1. Estable0ca previamente el valor e%perimental de la masa de cada una de las cinco pesitas de esta prctica. ". 9i8e el e%tremo superior del resorte al soporte universal y del e%tremo inerior cuel&ue una pesita. #. Pon&a a oscilar el sistema resorte6masa. +ome el tiempo de 1' oscilacio nes completas, entonces el periodo (tiempo de una oscilación ser el tiempo de 1' oscilaciones dividido por 1'. -ealice como m/nimo tres mediciones y tome el valor promedio. $. -epita el paso # para ) dierentes masas.
)rai%a 5. Masa @s Periodo $. Analice el eecto producido al sistema masa6resorte por una uer0a e%terna. E%plique. ). Analice los actores de los que depende la constante de elasticidad de un resorte. <. -ealice el anlisis de la prctica y de sus resultados. =. Conclusiones.
