Informe de Lab. de Física I: Ley de Hooke y Péndulo Simple.Péndulo simple y ley de Hooke
Enviado por klimbo3445 • 5 de Agosto de 2018 • 2.771 Palabras (12 Páginas) • 727 Visitas
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Cuando el ángulo de barrido es pequeño, se puede decir que es aproximadamente igual al seno del mismo, siendo este el caso en el que el péndulo describe movimientos armónicos y pueden ser expresados en esta fórmula: (Sen)[pic 7][pic 8]
Sabiendo que la frecuencia angular es igual a: [pic 9]
Y el periodo es igual a: [pic 10]
La aceleración de la gravedad en un punto “P” situado a una distancia “r” del centro de un cuerpo de masa “m”, es la fuerza sobre la unidad de masa (g = F/m), colocada en dicho punto: [pic 11]
La ley fundamental que estableció la relación entre la fuerza aplicada y la deformación producida fue desarrollada por Robert Hooke. Para deformaciones no muy grandes, es decir, que no superen el límite elástico se cumple que:, en donde K es la constante de elasticidad y X es la deformación relativa.[pic 12]
Es evidente que los materiales son elásticos hasta cierto punto, más allá de un cierto valor de la fuerza deformadora, la estructura molecular del material queda muy deteriorada y le es imposible recuperarse, pues esta se encuentra quebrantada.
Hooke instauró lo que se conoce hoy como el método elástico y establece que: “Cuando un cuerpo es deformado dentro de su rango elástico, la deformación es proporcional a la fuerza que la produce”. Es decir, cuando se cuelga una masa en un resorte este se alarga y esta deformación está relacionada con la fuerza aplicada, la condición de equilibrio es:
[pic 13]
K = = [pic 14][pic 15]
Donde “K” es la constante de elasticidad del resorte y cuya unidad de medida en el sistema MKS es Newton/metro (Nw/m). La constante de elasticidad de los resortes es diferente para los distintos materiales con que se fabriquen, por ejemplo es alta para el acero y baja para la goma; pero no solamente depende del material sino también de la sección transversal del cuerpo; en el caso de un resorte dependerá del material, del diámetro del alambre, del diámetro de la sección del resorte y del número de espiras.
Para lo conocido como el método dinámico se tiene un resorte con una masa determinada en su otro extremo, utilizamos la mano para realizar un desplazamiento muy pequeño para luego soltarlo, de esta manera podemos medir el tiempo que tarda el sistema masa-resorte en realizar un determinado número de oscilaciones, pudiendo calcular:
K=, donde K es constante de elasticidad, m es masa y w es la velocidad angular.[pic 16]
, donde T es periodo.[pic 17]
T=, donde t es el tiempo y n, el número de oscilaciones.[pic 18]
La propiedad de cambiar de forma durante la aplicación de una fuerza y luego volver a la forma original cuando esta cesa, es denominada elasticidad. Los materiales no deformables se denominan inelásticos y pueden ser como: Arcilla, masa de repostería, plastilina, puede son fácilmente manipulables, el plomo es también un material inelástico, pues, pierde su forma con bastante rapidez.
Cuando un objeto se comprime o estira más allá de una cierta cantidad, ya no regresa a su estado original y permanece deformado, esto es lo que se conoce como límite elástico.
A pesar de ser elásticos, todos estos objetos tienen un máximo, llamado: límite elástico, que vendría siendo la tensión máxima a la que puede ser sometido un cuerpo, sin sufrir deformaciones permanentes, por esto si se retira la carga o cesa la fuerza deformadora este no volverá a su forma original. Si tomamos en cuenta la ley de Hooke, describe que si un objeto es sometido a tensiones menores a su límite de elasticidad, será deformado sólo de manera temporal, para luego recuperar su forma.
Procedimiento experimental y registro de datos:
- Péndulo simple:
Se medirá el tiempo de oscilación del objeto, tomando cinco distintas longitudes de la cuerda, utilizando el mismo ángulo de barrido y con dos masas distintas.
Procedimiento nº 1: Metra:
Longitud de la cuerda (cm):
Tiempo (s):
50 [pic 19]
45 0,1[pic 20]
40 0,1[pic 21]
35 0,1[pic 22]
30 0,1[pic 23]
25 0,1[pic 24]
[pic 25]
21,92
20,65
20,89
19,18
18,22
16,93
[pic 26]
22,15
21,61
19,66
19,21
18,25
16,39
[pic 27]
22,09
20,70
19,86
18,99
18,09
16,99
[pic 28]
21,73
20,38
20,89
19,20
18,02
17,01
[pic 29]
22,87
21,65
19,63
19,15
18,15
17,30
[pic 30]
22,150,01[pic 31]
20,990,01[pic 32]
20,190,01[pic 33]
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