Oscilador (página 2)

El periodo del movimiento oscilatorio, cuando no es
amortiguado, solo depende de la constante k y de la masa del
móvil:

Pero cuando se trata de un movimiento armónico
amortiguado, entonces la constante de fricción afecta al
movimiento, dando como resultado la ecuación que se
menciono anteriormente donde la b es la constante de
fricción.

Todo movimiento armónico simple consta de las
siguientes características:

a) Cuanto mayor sea la masa del cuerpo mayor será
su periodo de oscilación.

b) Cuanto mayor sea la constante del resorte menor
será su periodo de oscilación

c) El periodo no depende de la amplitud.

Material:

• Soporte Universal
• Resorte
• Plastilina
• Computadora
• Cronómetro
• Pesas (50g)
• Balanza electrónica

Desarrollo
experimental:

En la primer actividad, montamos un sistema de resorte
masa, esto lo hicimos al poner un resorte en un soporte universal
y posteriormente le pusimos una masa inicial de 10g,
posteriormente fuimos aumentando la masa hasta llegar a una masa
de 90g, midiendo el tiempo de diez oscilaciones para cada
masa.

En la segunda actividad nosotros pasamos con el profesor
Héctor Covarrubias para que nos explicara como se
realizaba el simulador de osciladores en el programa Excel. Una vez
aprendido este método
fuimos encargados junto con otro equipo a transmitir nuestros
conocimientos adquiridos a los demás equipos del laboratorio de
Física.

Resultados:

Periodo – masa

Periodo al cuadrado-masa

m=10g

m=20g

m=30g

m=40g

m=90g

Análisis de
resultados:

Como se ilustra en las diferentes gráficas, cuando se grafica la masa contra
el periodo al cuadro obtenemos una proporcionalidad lineal,
mientras que si el periodo no está elevado al cuadrado, se
puede ver una gráfica que asemeja una
parábola.

Como se puede ver, a partir de la fórmula del
periodo este,
depende tanto de la masa como de la constante del resorte, de tal
modo que para poder sacar la
constante del resorte, hay que despejarla de esa fórmula
para que nos de,
en base a esta fórmula, nosotros podemos graficar todos
los resultados obtenidos mediante la obtención de la
división –k/m y la distancia inicial a la que se
encontraba la masa antes de oscilar, en la única
gráfica, el valor de la
posición inicial es relativo

A partir de la tercer gráfica (extra a la
práctica), es una simulación
del movimiento respecto al movimiento en donde la masa es menor,
el periodo va aumentando conforme la masa va aumentando, lo cual
comprueba la fórmula del periodo, los datos que se
tomaron para sacar las gráficas es x=6, y la –k/m de cada
uno de los movimientos, el movimiento se parece mas a un
movimiento armónico simple no amortiguado, ya que en el
caso del experimento, la fricción que ofrece el medio, es
relativamente pequeña como para considerarla, sin embargo
el Robert nos explico que la constante del resorte es la que hace
que se frene después de un tiempo determinado.

La forma en como se hizo la graficación de la
simulación del movimiento fue la
siguiente:

A=-(k/m)x

V= Vo+A∆t

X=Xo+V∆t

De aquí con la x obtenida nos regresamos a la
primera ecuación.

Conclusiones:

El movimiento que presentan los objetos que
oscilan mientras que no hay una fuerza externa que influya en el
sistema, se llama movimiento periódico o bien movimiento
armónico no amortiguado, en el que el periodo depende
tanto de la masa como de la constante del resorte, la constante
del resorte depende de factores físicos del mismo, para
obtener su valor, solo basta con despejar de la fórmula
del periodo.

Cuanto mayor sea la masa del cuerpo mayor será su
periodo de oscilación.

Cuanto mayor sea la constante del resorte menor
será su periodo de oscilación

El periodo no depende de la amplitud.

Bibliografía:

WEBER R. L., Física,
Reverté S.A., Barcelona, 1970 pp. 202-212.

RESNICK R. Física, Continental,
México, 1983 pp. 334-338.

SEARS F. W., Física
Universitaria, Addison Wesley, EEUU, 1982,
263-277.

PM LUIS VILLARREAL