movimiento oscilatorio armónico

Introducción

El oscilador armónico es un ejemplo de excepcional importancia del movimiento periódico porque sirve de modelo exacto o aproximado para muchos problemas en física clásica y cuántica. Los sistemas clásicos que son casos reales de un oscilador armónico incluyen cualquier sistema estable que se desplaza ligeramente de su posición de equilibrio, como por ejemplo: 1)Un péndulo simple, en el límite correspondiente de ángulos de oscilación pequeños 2) Una masa sujeta a un resorte, también en el límite de amplitudes de oscilación pequeñas.

Con este trabajo práctico se pretende que descubran las propiedades más importantes del oscilador armónico.

Objetivos generales

§ Discutir y sugerir métodos para optimizar la medidas de longitud y tiempo

§ Verificar las leyes que sustentan el comportamiento de un péndulo elástico y un péndulo simple

§ Diseñar algún procedimiento para medir la energía mecánica del sistema

§ Comparar métodos de medición.

1º parte: Determinación de la constante elástica de un resorte por método estático

§ Tomen un resorte y sujétenlo por uno de sus extremos al soporte. Midan la longitud del mismo sin carga. (recuerden estimar la incerteza)

§ Suspendan una masa de valor conocido, midan la nueva longitud y determinen el estiramiento del resorte. Repitan el procediendo seis veces más aumentando en cada caso la carga.

§ Vuelquen todos los datos a una tabla

F (g)	eF (g)	l (cm)	el (cm)	Dl (cm)	eDl (cm)

§ Representen gráficamente F (Dl)

§ Analicen el gráfico. ¿Se cumple la ley de Hooke? ¿Puede calcularse la constante elástica del resorte? Elaboren conclusiones.

2° parte: Dependencia del periodo con la amplitud

§ Discutan entre ustedes la forma en que realizaran las mediciones del periodo con el objetivo de disminuir la incerteza.

§ Midan el periodo del péndulo elástico para distintas amplitudes.

§ Elaboren conclusiones. (Tengan en cuenta las incertezas al realizar comparaciones entre valores obtenidos)

3° parte: Dependencia del período con la masa del oscilador

§ Midan el período para distintos valores de masa (no menos de seis). Anoten los valores en una tabla

§ Para analizar la dependencia, representen gráficamente T = f(m) y T² = f(m) ¿se puede hallar la constante elástica del resorte de este último gráfico?.

4° parte: Dependencia del período con la constante del resorte

§ Cambien de resorte

§ Midan el período con los mismos valores de masa utilizados en la parte 3

§ Representen gráficamente T² = f(m), comparen con el gráfico anterior

§ Elaboren conclusiones

6°parte: Medición de la aceleración de la gravedad

§ Armen un péndulo simple

§ Midan la longitud

§ Midan el período de oscilación

§ Calculen el valor de g

§ Busquen el valor de g en Buenos Aires y compárenlo con el obtenido por ustedes

Guía para la elaboración de conclusiones

¿Qué pueden decir acerca de la dependencia de la fuerza elástica con el estiramiento en un resorte? ¿Cómo arribaron a esa conclusión? Esa ley hallada ¿tiene validez universal?

¿Cómo es la dependencia del período con la amplitud?¿ Tiene sentido con las ecuaciones estudiadas?

Analizar la dependencia con la masa y la constante del resorte ¿se verifica la relación normalmente aceptada entre T, m y k?

¿Podrían calcular la velocidad del péndulo elástico al pasar por la posición de equilibrio?

¿Hay diferencias entre el valor hallado de g con el teórico? Si las hay , ¿a que creen que se debe?