Informe de laboratorio de física II (OSCILACIONES )

UNIVERSIDAD NACIONAL MAY MAYOR DE DE SAN MARCOS (Universidad del Perú, DECANA DE AMÉRICA) FACULT FACULTAD AD DE CIENCIAS C IENCIAS FÍSICAS Laboratorio de Física II – Experiencia 2

OSCILACIONES Profesora Integrantes Estudiante

Código

Bautista Quispe, Eduardo Rolly

 Jiménez Peinado, Peinado, Giancarlo Muñoz Ccorizapra, Pamela Valencia una, ui! "n#el V$!%uez locclla, "l&aro  J'oel C(ndor )uaman*, Cé!ar +al

1517020 3 1517006 5 1407014 6

Ing. Industrial Ing. Industrial Ing. Quíica

!"!#$2!%

Ing. El&ctrica

1517020 0

Ing. Industrial

!'!#$!$' (orario

)i&rcoles $* – !$ +rs.

1

E.A.P

Ing. Electrónica

Ciudad Universitaria, 20 de abril del 2016 

CONTENIDO  

Pagina

-n.roducci(n 3 /e.i&o! 4 -normaci(n

e(rica

5 Mé.odo

perimen.al

 &aluaci(n 13 Conclu!ione! 14 +ecomendacione! 15

2

ilio#ra*a

Introducción  n e!.e cap*.ulo &eremo! el .ema de o!cilacione! %ue

$!icamen.e !e .ra.a de la per.uraci(n o 8uc.uaci(n en el .iempo de un medio o !i!.ema9

 n e!.a eperiencia !e o.endr$n la!

o!cilacione!

peri(dica! %ue a la &ez !er$ un Mo&imien.o :rm(nico ;imple de.erminada! ma!a!9

 Por ul.imo median.e una !erie de c$lculo! !e o.endr$

el P+-/?/ !e calcul( !u ener#*a po.encial a!ociada, %ue e! una par$olaI

5

a ener#*a mec$nica !e con!er&a, por lo %ue para cual%uier &alor de  la !uma de la ener#*a ciné.ica > po.encial dee !er !iempreI

IV. MONTAJE

6

POCEDIMIENTO

Mon.e el e%uipo, como !e mue!.ra el di!eño eperimen.al a %ue m$! adelan.e !e &er$n lo! mé.odo! para el c$lculo de da.o! impor.an.e! en la eperiencia, >a !ea .iempo, periodo, recuencia an#ular > e!.o! da.o! nece!i.an como prerre%ui!i.o la ma!a del re!or.e > la po!ici(n de e%uilirio9 DETEMINACI&N DE! PEIODO DE OSCI!ACI&N

?e la din$mica del !i!.ema ma!aLre!or.e, !e puede demo!.rar %ue el per*odo de o!cilaci(n del !i!.ema u.ilizado, e!.$ dado por la ecuaci(nI

T =2 π 

√

m+

mr 3

k 

6. Colo0ue en un /orta/esas una /esa /e0ue7a. Anote en la Ta1la 8+ los -alores de la ,asa sus/endida 9Pesa ,3s la ,asa de la /orta/esas  la distancia res/ecto a la /osición de e0uili1rio del resorte:

7

;. Des/lace -ertical,ente la ,asa sus/endida una distancia /e0ue7a A < 8.8= ,.'  d5>ela oscilar li1re,ente 9e-ite 0ue se /rodu?can ,o-i,ientos laterales  /ertur1aciones. Descri1a  es0ue,atice el ti/o de ,o-i,iento del siste,a: Cuando !ol.amo! la ma!a é!.a ue en direcci(n 'acia arria deido a la uerza de re!.i.uci(n del re!or.e > una &ez a'* &ol&i( a aar comple.ando una o!cilaci(n, e!.e compor.amien.o !e o!er&( duran.e una can.idad moderada de .iempo, de!pué! del cual !e de.u&o deido a la ricci(n con el aire9 o podemo! e!%uema.izar de la !i#uien.e maneraI

@ Cali1re el cronó,etro a cero. Mida el tie,/o /ara die? oscilaciones  deter,ine el /eriodo de oscilación 9 T =t /10 . Anote sus datos en la Ta1la 8+.  N °

m ( kg )

∆ x ( m)

t ( 10 osc. )

T ( s )

2

2

T  ( s )

1

$.2'$

$.$"

'.,2

$.',2

$."!'

2

$."'$

$.$"

-.2,

$.-2,

$.'2-

3

$.%'$

$.$"

*."'

$.*"'

$.,#-

4

$.''$

$.$"

#.!,

$.#!,

$.*"#

5

$.,'$

$.$"

#.-"

$.#-"

$.#%,



. e/ita los /asos 9; al 9 utili?ando ,asas de ,aor -alor /ara cada ,edida. Anote los datos en las colu,nas corres/ondientes  co,/lete la Ta1la 8+ ue#o #racamo! T  &er!u! m >

Pe

N

2

T 

&er!u! m9

Pe

2A,1as gr3cas son rectas4 Bo, podemo! &er %ue .ienen .endencia lineal pero no !on eac.amen.e una rec.a

Analice /or 0u5 son as estas cur-asI !.a! cur&a! .ienen e!a orma >a %ue !e#n la (rmula %ue relaciona el periodo > la ma!a

T =2 π 

√

m+

mr 3

!e puede no.ar

k 

claramen.e %ue para la primera #r$ca dee .ener la orma de una par$ola, mien.ra! %ue en el !e#undo ca!o, al ele&ar el periodo al cuadrado, !u relaci(n con la ma!a !e 'ace lineal9

A /artir de la gr3ca T 6 -ersus ,  usando el ,5todo de los ,ni,os cuadrados' deter,inar: a. l &alor de la con!.an.e el$!.ica del re!or.e e el camio de pe!a! en el periodo de o!cilaci(nR ;*, >a %ue el periodo depende la ma!a > !i !e realiza un camio de ma!a !e #enerar*a un camio en el periodo de o!cilaci(n9

V.

EVALUACIÓN

+. Deter,ine el error /orcentual entre el -alor de la ,asa del resorte' ,edida en la 1alan?a  de la ,asa del resorte encontrada en la gr3ca. Ma!a del re!or.e !e#n alanza  09045 O#

13

Ma!a del re!or.e o.enida del #r$co  2 &! m  090476 O# %E =(

0.0476 −0.0450 0.0476

) 100

 E =5.46

6. Deter,ine el error /orcentual en el /eriodo calculado  el /eriodo ,edido. (allando teóricaente cada periodo ediante la ecuación desprendida del &todo de los ínios cuadrados obteneos lo siguiente/ T =√ 1.576 m+ 0.025

m

T ( gráfica )

T ( medido )

%T 

$.2' 0g

$.,%- s

$.',2 s

!".!"*1

$."' 0g

$.-'# s

$.-2, s

%."%*1

$.%' 0g

$.*'- s

$.*"' s

2.',-1

$.'' 0g

$.#%% s

$.#!, s

2.#,,1

$.,' 0g

!.$2% s

$.#-" s

'.#'-1

¿Hay diferencia? Si fuera a!" ¿a #u$ a%ri&uye u%ed e%a diferencia? Los errores porcentuales se atribuen principalente a la falta de precisión al oento de edir los periodos  la asa del resorte. 3tros factores pueden ser la falta de anteniiento de los e4uipos de edición  el estado de conser5ación del resorte.

14

CONCLUSIONES

9  l periodo depender$ de la ma!a %ue !e le a#re#ue al por.ape!a! a medida de %ue !e incremen.e la ma!a en el por.ape!a! el periodo !er$ ma>or9  a recuencia con la %ue &ira un cuerpo %ue de!crie un mo&imien.o arm(nico !imple depende !olo de !u ma!a > de la con!.an.e el$!.ica9  a! o!cilacione! !on direc.amen.e proporcional al

ran#o del periodo %ue #enera, e! decir en.re m$! o!cile !u periodo !e .orna ma>or9  l periodo de o!cilaci(n no depender$ de la ampli.ud9

:un%ue .en#a %ue recorrer el !i!.ema una ma>or di!.ancia para eec.uar una o!cilaci(n, lo 'ar$ con ma>or rapidez, e! por ello %ue el camio de ampli.ud no aec.ar$ en el periodo de o!cilaci(n9

S$)EENCIAS " ECOMENDACIONES

15

 Para poder realizar meor la eperiencia, !e dee

.omar lo! m*nimo! errore! en lo! pe!o! > la! medida!9  ;e dee .raaar mu.uamen.e para realizar lo!

c$lculo! re!pec.i&o! > poder realizar lo! c$lculo! correc.o!9   ra.ar de meorar al#uno! incon&enien.e! o.enido!

en el laora.orio9

BIB!IO)A%*A

 @*!ica -- para e!.udian.e! de ciencia! e in#enier*a!L

ic, :u#urio

16

Sa&ala ruillo9 @*!ica uni&er!i.ariaL ;e#unda edici(n9 ima  '..pIKKHHH9!c9e'u9e!K!HeK!icaTKo!cilacione!Ko!cil

acion9'.ml  '..p!IKKe!9HiOipedia9or#KHiOiK/!cilaciUC3U3n

17