LABORATORIO 2 FISICA 2


Introducción
Cuando se perturba un sistema y éste pierde su posición de equilibrio estable, se producen oscilaciones. Hay muchos ejemplos familiares: los barcos se balancean arriba y abajo, los péndulos de reloj oscilan de un lado a otro lado, y las cuerdas y otros instrumentos musicales vibran al producir sonidos. Otros ejemplos menos familiares son las oscilaciones de las moléculas de aire enlas ondas sonoras y las oscilaciones de las corrientes eléctricas en los aparatos de radio y televisión.

En este informe nos ocuparemos del movimiento armónico simple, la forma más básica del movimiento oscilatorio, claro ejemplo del cual en algunos casos de la vida real se da a conocer, como el movimiento de las olas en el mar. Los botes en el oleaje del mar ofrecen un ejemplo de movimientooscilatorio y en una sección hecha a esta se puede idealizar el movimiento armónico simple.











OBJETIVOS DEL EXPERIMENTO

Determinar la constante de fuerza de un resorte
Determinar experimentalmente el periodo y la frecuencia de oscilación del sistema.
Verificar las ecuaciones correspondientes al movimiento armónico simple.
Verificar las leyes del movimiento Armónico simple
Analizar einterpretar el comportamiento del movimiento armónico simple por medio de la experiencia.




INSTRUMENTOS
UN RESORTE UNA REGLA MÉTRICA







MASAS DIFERENTES UN SOPORTE UNIVERSAL




CRONOMETRO





Fundamento teórico
El movimiento armónico simple es un movimiento vibratorio con aceleración variable, producido por una fuerza que se origina cuando el cuerpo se separa de su posición deequilibrio. Un resorte cuando lo separamos de su posición de equilibrio, estirándolo o comprimiéndolo, adquiere un movimiento vibratorio armónico simple, pues la fuerza recuperadora de ese resorte es la que genera una aceleración, la cual le confiere ese movimiento de vaivén.
Observando el movimiento del resorte, vemos que se desplaza entre dos puntos, desde la máxima compresión hasta la máximaelongación, pasando por un punto medio, de equilibrio. La distancia desde el punto medio a cualquiera de los extremos la llamamos AMPLITUD y la representamos por A.
La posición que ocupa la bola roja en cada momento con respecto al punto central la conocemos como ELONGACIÓN, x.
El tiempo en realizar una oscilación completa es el PERÍODO, representado por T y medido en segundos.
La FRECUENCIA es el número deoscilaciones por segundo que realiza y la representamos por n.
Para definir el movimiento tenemos que calcular su ecuación, donde veremos la relación entre las magnitudes que intervienen e influyen sobre él. Como cualquier movimiento, debemos encontrar una ecuación que nos relacione la posición (x) con el tiempo, es decir, encontrar la expresión de la posición en función del tiempo. Para ellovamos a partir de dos leyes muy conocidas en Física:
- Ley de Hooke: que determina que la fuerza recuperadora del resorte es proporcional a la posición y de signo contrario. La expresión de la ley es:
F = - Kx
- La 2ª ley de Newton: que nos viene a decir que toda aceleración tiene su origen en una fuerza. Esto lo expresamos con la conocida:
F = ma
Es obvio que la fuerza recuperadora del resorte es laque origina la aceleración del movimiento, lo que supone que ambas fuerzas, expresadas arriba, son iguales. Luego:

Donde hemos expresado la aceleración como la segunda derivada de la posición con respecto al tiempo. A partir de esta ecuación encontramos dos soluciones para el valor de la posición en función del tiempo:
Y  
Siendo x la elongación, A la amplitud, w la pulsación ofrecuencia angular y q el desfase, que nos indica la discrepancia entre el origen de espacios (pinto donde empezamos a medir el espacio) y el origen de tiempos.
El valor de la frecuencia angular está relacionado con la constante recuperadora por la ecuación que viene a continuación:

Fig.1 bloque unido al resorte apunto de efectuar el M.A.S.
VELOCIDAD Y ACELERACIÓN EN EL MAS
A partir de la...