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TECSUP P.F.R. Laboratorio de Ondas y Calor

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Laboratorio de Ondas y Calor TECSUP P.F.R.

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CURSO: ONDAS Y CALORCODIGOPG1!1"LABORTORIO N6

Velocidad del sonido enel aire

Alumnos :

Nota

Quicao Huanca Dany

P#$a%allai %'#iri$ay (Sa$#el

Ticona Flores Jakeline

Profesor: Juan carls Grande Ccalla

Programa: C-4 Grupo: B

Feca deentrega:

!" ## $!#"%esa detra&a'o: (

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PRCTICA DE LABORATORIO N !"PRCTICA DE LABORATORIO N !"

INTRODUCCION

El movimiento armnico simple sirve para idealizar lo que en nuestro

alrededor son los movimientos repetitivos, ya sea el de un reloj, un pndulo

o un resorte!

En este modelo ideal que plantea la "#sica $ay ausencia de rozamiento, por

lo tanto no $ay prdida de ener%#a, en realidad si $ay rozamiento, pero al

ser m#nimo, por eso este se desprecia!

En este e&perimento lo que queremos con un modelo masa'resorte es

mostrar y discutir con datos y %r("icas el movimiento oscilatorio cuando

una masa sostenida por un resorte es desplazada de su posicin deequili)rio!

Esta e&periencia a)arc dos "ases principales*

+a primera donde de)imos tomar tres resortes di"erentes, y

determinar su constante de elasticidad mediante la interpretacin

%r("ica!

+a se%unda "ase se de)#a -ju%ar- con las varia)les que se

involucran en el .!/!0! y esta)lecer conclusiones con los datos y

%r("icas o)tenidas!

3"

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#$ INDICACIONES DE SE%URIDAD

I&'le&en(os de se)*ridad de *so o+li)a(orio

An,lisis de Tra+a-o Se)*ro .ATS/

N TAREAS RIES%OS

IDENTI0ICADOS

1EDIDAS DE CONTROL DEL

RIES%O# Rece'ci2n e

ins'ecci2n de&a(eriales$

Ca3da 4 da5osr*'(*ra de e7*i'osdel 'iso 4 delesiones al 'ie$

Ase)*rar los e7*i'os a la+ase si)*iendo elcorrec(o 'rocedi&ien(oe8i(ando el da5o del&is&o 4 del *s*ario$

9 Conei2n de laco&'*(adora 4sensores$

Reci+ir *nadescar)a el;c(ricaal &o&en(o deconec(ar la

co&'*(adora a laar el la+ora(orio as3co&o reali>ar de a$

Ca3das 4(ro'e>ones$

Tener la &is&a ac(i(*d'ara c*l&inar ella+ora(orio$

3)

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1OVI1IENTO AR1NICO$

#$ OBETIVOS1* +eri,%ar las e%#a%iones %orres-ondientes al $oi$iento ar$/ni%o

si$-le.2* Deter$inar e0-eri$ental$ente el -eriodo y la re%#en%ia de

os%ila%i/n del siste$a.3* +eri,%ar las e%#a%iones din$i%as y %ine$ti%as '#e rien el

$oi$iento ar$/ni%o -ara el siste$a $asaresorte."* Ser %a-a4 de %on,#rar e i$-le$entar e'#i-os -ara to$a de datos

e0-eri$entales y reali4ar #n anlisis r,%o #tili4ando %o$o&erra$ienta el sot5are PASCO Ca's(oneT1.

)* Utili4ar el sot5are PASCO Ca's(oneT1 -ara eri,%a%i/n de

-ar$etros estad6sti%os res-e%to a la inor$a%i/n reistrada.

9$ 1ATERIALES

' Co$-#tadora -ersonal %on -rora$a PASCO Ca's(oneT1

instalado' !2 Interase US7 Lin8' !1 Sensor de $oi$iento' !1 Sensor de #er4a' !3 Resortes'

!9 Pesas %on -orta -esas' !1 Rela $etli%a' !1 7alan4a. :-or a$biente*

?$ 0UNDA1ENTO TERICO

;ay $#%&os %asos en los %#ales el traba

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?$#$ Sis(e&a &asaresor(e$

Considere$os #n %#er-o de $asa $ s#s-endido de #n resorteerti%al de $asa des-re%iable( ,

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1

1

12

d xx

dt+ = .6/

La sol#%i/n de :)* es #na #n%i/n sin#soidal %ono%ida y se es%ribe dela si#iente $anera

G A cos .( H /./

donde ( es la a$-lit#d de os%ila%i/n.

La a$-lit#d re-resenta el des-la4a$iento $0i$o $edido a-artir de la -osi%i/n de e'#ilibrio( siendo las -osi%iones y losli$ites del des-la4a$iento de la $asa. :t* es el n#lo de ase yre-resenta el ar#$ento de la #n%i/n ar$/ni%a. La ariable es lare%#en%ia an#lar y nos -ro-or%iona la ra-ide4 %on '#e el n#lo dease %a$bia en la #nidad de tie$-o. La %antidad se deno$ina

%onstante de ase o ase ini%ial del $oi$iento( este alor sedeter$ina #sando las %ondi%iones ini%iales del $oi$iento( es de%ir eldes-la4a$iento y la elo%idad ini%ial( sele%%ionando el -#nto del %i%loa -artir del %#al se ini%ia la %#enta destie$-o :t J !*. Ta$bin -#edeeal#arse %#ando se %ono4%a otra inor$a%i/n e'#ialente.

Co$o el $oi$iento se re-ite a interalos i#ales( se lla$a-eri/di%o debido a esto se -#ede de,nir al#nas %antidades deinters '#e a%ilitaran la des%ri-%i/n del en/$eno.

0rec*encia:*( es el n=$ero de os%ila%iones %o$-letas o %i%los de$oi$iento '#e se -rod#%en en la #nidad de tie$-o( estarela%ionado %on la re%#en%ia an#lar -or $edio de la rela%i/n

9 f .J/

Periodo :T*( es el tie$-o '#e e$-lea el siste$a -ara reali4ar #naos%ila%i/n o #n %i%lo %o$-leto( esta rela%ionado %on y ( -or $ediode la rela%i/n

13==

fT .K/

Las e0-resiones -ara la elo%idad y a%elera%i/n de #n %#er-o'#e se $#ee %on $oi$iento ar$/ni%o si$-le( -#eden serded#%idas a -artir de la e%#a%i/n :9* #sando las rela%iones%ine$ti%as de la se#nda Ley de e5ton.

Velocidad de la 'ar(3c*la :*( %o$o sabe$os -or de,ni%i/n '#edx

dtv = ( -ode$os #sar la e%#a%i/n :9*( -ara obtener lo si#iente

V A sen . ( H / .#!/

3@

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Aceleraci2n de la 'ar(3c*la:a*( %o$o sabe$os -or de,ni%i/n '#edv

dta = ( -ode$os #sar la e%#a%i/n :1!* -ara obtener lo si#iente

A 9A cos .( H / .##/

La e%#a%i/n :11* nos indi%a '#e en el HS( las a%elera%i/n es sie$-re-ro-or%ional y o-#esta al des-la4a$iento.

Res-e%to al -eriodo de os%ila%i/n( es -osible sealar alo adi%ional>s# rela%i/n %on la $asa y la %onstante elsti%a del resorte( la %#al-#ede obtenerse #sando la e%#a%i/n :K* y la de,ni%i/n de ( '#e see$-le/ -ara llear a la e%#a%i/n :9*.

Di%&a rela%i/n se es%ribe de la si#iente or$a

k

m

T 1= .#9/

Trans

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No es(ire &*co el resor(e '*es '*ede 8encerlo 4 7*edar'er&anen(e&en(e es(irado no de-e el e7*i'o s*s'endido delresor(e$

0i)*ra$ "$#$Pri$er $onta

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De(er&inaci2n del 'eriodo 4 la

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7orre los datos err/neos( no a%#$#le inor$a%i/n inne%esaria.

RESORTE # F NM1

TABLA "$9Gra,%a -osi%i/n s tie$-o.Hasas#s-endida :8*

1 2 3 Pro$edio total

$-lit#d :$*!.!2$ !.!2$ !.!2$ !!.!2$

Periodo :s*!.93s !.92s !.9s !.9!9s

Periodo te/ri%o :s*!.92) EN 3.!"N

0:t*:t*J!.!2 %os:9.!9*

TABLA "$?Gra,%a elo%idad s tie$-oHasa

s#s-endida :8*

1 2 3 Pro$edio total

$-lit#d :$Qs*!.2$Qs !.2$Qs !.2$Qs !.2$Qs

Periodo :s*!.9s !.9s !.9s !.9s

$-lit#d te/ri%a:$Qs* !.1K?$Qs EN 1.)2N

:t*

TABLA "$"Gra,%a a%elera%i/n s tie$-oHasa

s#s-endida :8* 1 2 3 Pro$edio total

$-lit#d :$Qs2* 2.13$Qs2

2.13$Qs2

2.1"$Qs2

2.13$Qs2

Periodo :s*!.9 !.92s !.9s !.9!9s

$-lit#d te/ri%a:$Qs2* 2.2"$Qs2 EN

".K1N

a:t*

"2

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RESORTE 9 F JNM1TABLA "$Gra,%a -osi%i/n s tie$-o.

Hasas#s-endid

a :8*!.!?! 1 2 3 Pro$edio total

$-lit#d :$*!.!1$ !.!1$ !.!1$ !.!1$

Periodo :s*!.9s !.92s !.9s !.9!9s

Periodo te/ri%o :s*!.)@s EN

"."@N

0:t* +:t*J!.!1%os:9."? *

TABLA "$6Gra,%a elo%idad s tie$-oHasa

s#s-endida :8*

!.!? 1 2 3 Pro$edio total

$-lit#d :$Qs* !.1!)$Qs

!.11$Qs

!.1!)$Qs

!.19$Qs

Periodo :s*!.)@s !.92s !.9s !.9s

$-lit#d te/ri%a:$Qs* !.112$Qs EN

).3)

:t*+:t*J1.1Ksen::9.3@ *

TABLA "$ Gra,%a a%elera%i/n s tie$-oHasa

s#s-endida :8*

!.!? 2 3 Pro$edio total

$-lit#d :$Qs2* 1.!?$Qs2

1.!?$Qs2

1.!@$Qs2

1.!?$Qs2

Periodo :s*!.99s !.92s !.92s !.913s

$-lit#dte/ri%a :$Qs2* 1.!K$Qs2 EN

1.@3N

a:t*:t*122.2%os:?! *

"3

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RESORTE ? F !nM&TABLA "$JGra,%a -osi%i/n s tie$-o.

Hasas#s-endid

a :8*!.")13 1 2 3 Pro$edio total

$-lit#d :$*!.!1)$

!.!1)$ !.!1)$ !.!1)$

Periodo :s*!.9s

!.9s !.9s !.9s

Periodo te/ri%o :s*!.)?s

EN).29N

:t*:t*J!.!1)%os:?."? *

TABLA "$KGra,%a elo%idad s tie$-oHasa

s#s-endida :8*

!.")13 1 2 3 Pro$edio total

$-lit#d :$Qs* !.1?$Qs

!.1)$Qs

!.1"$Qs

!.1)$Qs

Periodo :s*!.9s

!.9s !.9s !.9s

$-lit#d te/ri%a:$Qs* !.12@$Qs

EN2.2N

+:t*+:t*J1)Ksen:?."? *

TABLA "$#! Gra,%a a%elera%i/n s tie$-oHasa

s#s-endida :8*

!.")13

2 3 Pro$edio total

$-lit#d :$Qs2* 1.91$Q

s21.)?$Q

s21.)9$Q

s2 1.)@$QsPeriodo :s*

!.9s !.9s !.9s !.9s

$-lit#d te/ri%a:$Qs2* EN

19.2N

a:t*:t*2)1%os:K3.!9 *

""

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$ CUESTIONARIO

).1 ;alle la re%#en%ia nat#ral te/ri%a del resorte. Con la ay#da de laTransor$ada r-ida de Fo#rier &alle la re%#en%ia e0-eri$ental:reali%e #n ra,%o -ara %ada resorte*. Cal%#le el error -or%ent#al.

")

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).2 Utili4ando la %al%#ladora &alle la ariable elongacin desde la-osi%i/n de e'#ilibrio( Reali%e #n diara$a de ase :ra,%a elo%idaders#s elongacin* -ara %ada #no de los resortes e inter-rete %ada#no de los r,%os y s#s dieren%ias debido a la %onstante de losresortes.

).3 Reali%e el a

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S# $anit#d '#e %ara%teri4a el tie$-o es el tie$-o ya '#e el -#ede$edir #na os%ila%i/n %o$-leta

).9 Co$-are el sentido de la a%elera%i/n %on la elo%idad y -osi%i/n -ara#n $oi$iento ar$/ni%o si$-le. Tiene el $is$o sentido o sentidoso-#estos E0-li'#e.

+a aceleracin y la velocidad del movimiento tienen la misma direccin, pero no

coinciden en el valor numrico en sus di"erentes posiciones!

).? Reali%e #n anlisis te/ri%o las %ondi%iones ne%esarias -ara '#e el-nd#lo sea #n -nd#lo si$-le y s# se$e

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6 PROBLE1AS9.1 $ass m J 2." 8 is atta%&ed to t5o s-rins( and t&e s-rins are

astened to t5o 5alls as s&o5n inFi#re. T&e s-rins bot& &ae k J"!! Q$ and are bot& in t&eirrela0ed states :#nstret%&ed and

#n%o$-ressed* 5&en t&e $ass is%entered bet5een t&e t5o 5alls.V&at is t&e re'#en%y o t&issi$-le &ar$oni% os%illator:Consider only t&e &ori4ontal$otion and inore t&e eWe%t o raity.*

9.2 Un t#bo de idrio en or$a de U %on #n rea dese%%i/n transersal( ( est -ar%ial$ente lleno%on #n l6'#ido de densidad . Una -resi/nin%re$entada se a-li%a a #no de los bra4os( lo%#al res#lta en #na dieren%ia en la elea%i/n deL entre los dos bra4os del t#bo( %o$o se $#estraen la ,#ra. Enton%es( se retira el in%re$ento de-resi/n y el X#ido os%ila en el t#bo. Deter$ine el

-eriodo de la os%ila%i/n de la %ol#$na de X#ido.

"@

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:Usted tiene '#e deter$inar %#les son las %antidadesdes%ono%idas.*

OBSERVACIONES

/l incrementar la amplitud, nuestro movimiento adquiere mayor

periodo!

/l incrementar la constante el(stica disminuye el periodo!

/l aumentar la masa tam)in incrementa el periodo del movimiento!

J CONCLUSIONES

La elo%idad del %#er-o %a$bia %ontin#a$ente( siendo $0i$aen el %entro de la traye%toria y n#la en los e0tre$os( donde el%#er-o %a$bia el sentido del $oi$iento.

El H..S. es #n $oi$iento a%elerado no #nior$e$ente.S# a%elera%i/n es -ro-or%ional al des-la4a$iento y de sinoo-#esto a este. To$a s# alor $0i$o en los e0tre$os de latraye%toria( $ientras '#e es $6ni$o en el %entro.

Los instr#$entos de $edi%i/n %o$o los sensores sonindis-ensables -ara este ti-o de traba

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El Hoi$iento r$/ni%o Si$-le es #n $oi$iento -eri/di%o enel '#e la -osi%i/n ar6a se=n #na e%#a%i/n de ti-o sin#soidal o%osenoidal.

La elo%idad del %#er-o %a$bia %ontin#a$ente( siendo $0i$a

en el %entro de la traye%toria y n#la en los e0tre$os( donde el%#er-o %a$bia el sentido del $oi$iento.

El H..S. es #n $oi$iento a%elerado no #nior$e$ente. S#a%elera%i/n es -ro-or%ional al des-la4a$iento y de sinoo-#estO

K BIBLIO%RA0IA .se)n

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