LABORATORIO VISCOSIDAD DE UN FLUIDO

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Frecuencia (f): Se trata del número de veces que se repite una oscilación en un segundo. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el hertzio (Hz)

El periodo y la frecuencia son magnitudes inversas:

[pic 11]

Características del movimiento armónico simple:

Vibratorio: El cuerpo oscila en torno a una posición de equilibrio siempre en el mismo plano

Periódico: El movimiento se repite cada cierto tiempo denominado periodo (T). Es decir, el cuerpo vuelve a tener las mismas magnitudes cinemáticas y dinámicas cada T segundos

Se describe mediante una función sinusoidal (seno o coseno indistintamente)

x=A·cosω·t+φ0

x=A·sinω·t+φ0

MAGNITUDES DEL MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE

Elongación, x: Representa la posición de la partícula que oscila en función del tiempo y es la separación del cuerpo de la posición de equilibrio. Su unidad de medidas en el Sistema Internacional es el metro (m)

Amplitud, A: Elongación máxima. Su unidad de medidas en el Sistema Internacional es el metro (m).

Frecuencia. f: El número de oscilaciones o vibraciones que se producen en un segundo. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el Hertzio (Hz). 1 Hz = 1 oscilación / segundo = 1 s-1.

Periodo, T: El tiempo que tarda en cumplirse una oscilación completa. Es la inversa de la frecuencia T = 1/f . Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el segundo (s).

Fase, φ: La fase del movimiento en cualquier instante. Corresponde con el valor φ=ω·t+φ0. Se trata del ángulo que representa el estado de vibración del cuerpo en un instante determinado. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el radián (rad). Cuando se produce una oscilación completa, la fase aumenta en 2·π radianes y el cuerpo vuelve a su posición (elongación) x inicial. Esto es debido a que cosφ=cosφ+2·π

Fase inicial, φ0: Se trata del ángulo que representa el estado inicial de vibración, es decir, la elongación x del cuerpo en el instante t = 0. Su unidad de medida en el Sistema Internacional es el radián (rad)

Frecuencia angular, velocidad angular o pulsación, ω: Representa la velocidad de cambio de la fase del movimiento. Se trata del número de periodos comprendidos en 2·π segundos. Su unidad de medida en el sistema internacional es el radián por segundo ( rad/s ). Su relación con el período y la frecuencia es ω=2·πT=2·π·f

https://www.fisicalab.com/apartado/concepto-oscilador-armonico#contenidos

[pic 12]

Grafica 2. Magnitudes M.A.S.

METODOLOGIA

RESULTADOS

A continuación se relacionan los resultados obtenidos y los datos medidos para obtener la constante de elasticidad (K) y el periodo de oscilación del resorte (T) de forma práctica y teórica.

Primero se mostrara las mediciones y los cálculos hechos al sistema masa resorte parte A, y a continuación los datos para el sistema de péndulo físico, parte B.

Parte A

Resultados medidos y calculados: En la tabla 1 se muestran los datos iniciales para el cálculo del ejercicio.

Longitud del resorte de extremo a extremo.

0,120 m

Longitud del resorte Sin extremos. (Lo)

0,066 m

Masa del resorte.

0,02324 Kg

Deformación masa del resorte.

0,073 m

Tabla 1. Datos iniciales

Partiendo de que para todo movimiento armónico simple debe cumplirse que:

[pic 13]

(Donde Fr es la fuerza del resorte, K una constante y lo deformación del resorte.) Y expresando F como , (donde m es la masa del resorte, F es la fuerza que actúa sobre el sistema y g es una aceleración de la gravedad 9.8 m/s2.) Obtenemos la siguiente ecuación para el cálculo de la constante K.[pic 14][pic 15]

[pic 16]

Donde m1 es la masa suspendida al resorte, m2 es la masa de resorte y (Lf representan la deformación final, y Li el resorte sin deformar)[pic 17]

Luego se procede a calcular la constante K del resorte para las masas establecidas en la metodología con los datos iniciales. (Tabla 2).

Ejemplo para una masa de 0,010 Kg

m1= 0,010 Kg

m2= 0,02324 Kg

g=9,8 m/s2

Lf=0,078 m

Li=0,066 m

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[pic 19]

[pic 20]

Tabla2. Calculo de la deformación del resorte y la constante K.

Seguidamente se procede a medir el tiempo 12 veces al dejar oscilar 10 veces la masa suspendida en el resorte (Tabla 3), para hallar un T promedio. (Tabla 4)

[pic 21]Tabla 3.

[pic 22]

Tabla 4.

ρ = [pic 23]

Donde ρ (rho) es la densidad, m es la masa y V es el volumen

Para el caso de la glicerina es de:

[pic 24]

[pic 25]

De esta manera se hizo con los balines y con el otro fluido.

Calculo de la velocidad terminal promedio de cada balín: Posterior a las mediciones hechas y haber tomado los registros de 30 mediciones se debe hacer uso de la ecuación