Determinación de la constante elástica de un resorte: procedimiento dinámico
Summary
TLDREl video explica la determinación de la constante elástica de un resorte mediante un procedimiento dinámico. Se utiliza un resorte helicoidal y varias masas para observar cómo oscilan al ser estiradas. El tiempo de oscilación de las masas se mide con un cronómetro, y se analiza la relación entre el cuadrado del periodo y las masas. A partir de los datos obtenidos, se puede calcular la constante elástica del resorte. El proceso se repite con distintas masas para mejorar la precisión de los resultados y minimizar errores.
Takeaways
- ⚙️ La experiencia consiste en determinar la constante elástica de un resorte mediante un procedimiento dinámico.
- 🌀 Se utiliza un resorte helicoidal metálico de constante elástica desconocida y un juego de masas de 10 g cada una.
- 📝 El soporte de 10 g se cuelga del extremo libre del resorte, y se mide el tiempo con un cronómetro.
- 📏 Al suspender una masa del resorte, este se estira hasta alcanzar una posición de equilibrio.
- 🔄 Cuando se suelta la masa después de un alargamiento adicional, esta oscila con un movimiento armónico simple.
- ⏳ El periodo del movimiento depende de la masa y de la constante elástica del resorte, pero no de la amplitud.
- 📊 Al graficar los cuadrados de los periodos frente a las masas, se obtiene una recta que permite calcular K.
- 🎯 Para minimizar el error, se mide el tiempo que tarda en realizar N oscilaciones, no solo una.
- 🧪 La operación se repite con diferentes masas, midiendo el tiempo que tardan en realizar un número determinado de oscilaciones.
- 🧮 A partir de los tiempos registrados y el número de oscilaciones, se calcula el periodo para cada masa.
Q & A
¿Cuál es el objetivo principal de la experiencia descrita en el video?
-El objetivo principal es determinar la constante elástica de un resorte utilizando un procedimiento dinámico.
¿Qué materiales se utilizan para realizar el experimento?
-Se utilizan un resorte metálico helicoidal, un juego de masas de 10 g cada una, un soporte de 10 g para las masas, un soporte vertical y un cronómetro.
¿Cómo se comporta el resorte cuando se cuelga una masa en él?
-El resorte se estira debido al peso de la masa hasta alcanzar una posición de equilibrio. Si se aplica una fuerza adicional y se suelta, la masa oscilará con movimiento armónico simple.
¿Qué se mide en el experimento para calcular la constante elástica del resorte?
-Se mide el periodo de oscilación de la masa, que depende de la masa colgada y de la constante elástica del resorte, K.
¿Por qué se eleva al cuadrado la ecuación del periodo?
-Para observar que el cuadrado del periodo es proporcional a la masa colgada del resorte, y la constante de proporcionalidad está relacionada con la constante elástica del resorte.
¿Cómo se minimiza el error en la medición del periodo de oscilación?
-En lugar de medir el tiempo de una sola oscilación, se mide el tiempo total para N oscilaciones y luego se divide por el número de oscilaciones para obtener el periodo.
¿Cómo se representa gráficamente la relación entre las masas y los periodos?
-Se representa el cuadrado de los periodos en función de las masas, lo que resulta en una gráfica lineal. La pendiente de esta recta permite calcular la constante elástica del resorte.
¿Qué se hace para calcular el periodo de oscilación para cada masa?
-Se mide el tiempo que tarda la masa en realizar un número determinado de oscilaciones, por ejemplo, 30, y se calcula el periodo dividiendo el tiempo total entre el número de oscilaciones.
¿Por qué es importante usar varias masas en el experimento?
-Usar varias masas permite obtener diferentes tiempos de oscilación y así calcular con mayor precisión la constante elástica del resorte a partir de la gráfica resultante.
¿Cuál es la función de la fuerza recuperadora en este experimento?
-La fuerza recuperadora es la responsable de que la masa oscile de manera armónica simple cuando se separa de su posición de equilibrio.
Outlines
⚙️ Determinación de la constante elástica del resorte
Este párrafo describe un experimento para determinar la constante elástica de un resorte utilizando un procedimiento dinámico. Se utilizan un resorte helicoidal y diferentes masas de 10 g. El resorte se cuelga verticalmente, y cuando se suspende una masa del extremo libre, esta oscila armónicamente. El periodo de oscilación depende de la masa y la constante del resorte. El párrafo explica cómo al medir el tiempo para varias oscilaciones, se puede determinar la constante elástica mediante un gráfico de los periodos al cuadrado frente a las masas.
📊 Cálculo del periodo de oscilación
Este párrafo explica cómo calcular el periodo de oscilación de la masa usando el tiempo total medido en el cronómetro y el número de oscilaciones. Se describe el proceso de medición, donde se utiliza un cronómetro para registrar el tiempo que tarda la masa en realizar un número determinado de oscilaciones, como 30, y cómo se repite para diferentes masas.
🎬 Comparación del tiempo y oscilaciones
Este breve párrafo hace referencia a la comparación del número de oscilaciones con el tiempo observado en el cronómetro, sin agregar detalles adicionales más allá de la continuidad del experimento mencionado previamente.
Mindmap
Keywords
💡Constante elástica
💡Muelle helicoidal
💡Oscilaciones
💡Movimiento armónico simple
💡Periodo (T)
💡Masa (m)
💡Fuerza restauradora elástica
💡Gráfica del periodo cuadrado frente a la masa
💡Método de los mínimos cuadrados
💡Cronómetro
Highlights
La experiencia busca determinar la constante elástica de un resorte usando un procedimiento dinámico.
Se utiliza un resorte helicoidal metálico con constante elástica desconocida y un juego de masas de 10 g cada una.
El soporte para las masas también pesa 10 g y se cuelga del extremo libre del resorte.
El resorte se coloca en posición vertical y se fija a un soporte para realizar la experiencia.
Cuando se suspende una masa del resorte, este se estira debido al peso de la masa hasta alcanzar una posición de equilibrio.
Al aplicar una fuerza adicional y soltar la masa, aparece una fuerza elástica recuperadora que genera un movimiento armónico simple.
El periodo del movimiento armónico simple depende de la masa y de la constante elástica del resorte.
El periodo es independiente de la amplitud del movimiento, pero está relacionado con la masa y la constante elástica.
Elevando al cuadrado la ecuación del periodo, se observa que el cuadrado del periodo es proporcional a la masa colgada del resorte.
La gráfica resultante al representar el cuadrado del periodo frente a la masa es una recta, permitiendo calcular la constante elástica del resorte.
Para minimizar el error, se mide el tiempo que tarda la masa en realizar varias oscilaciones, dividiendo el tiempo total por el número de oscilaciones.
La experiencia se repite con distintas masas, midiendo el tiempo de 30 oscilaciones para calcular el periodo.
El cronómetro se utiliza para registrar el tiempo que tarda cada masa en realizar un número específico de oscilaciones.
Se compara el tiempo transcurrido en el cronómetro con el número de oscilaciones para obtener el periodo de cada masa.
El método gráfico y el uso de un cronómetro permiten obtener con precisión la constante elástica del resorte.
Transcripts
allah
[Música]
Elo moo de la siguiente experiencia es
la determinación de la constante
elástica de un resorte por el
procedimiento
Dinámico para la realización de la
experiencia disponemos de un resorte o
muelle metálico helicoidal de constante
elástica desconocida un juego de masas
con forma de disco de 10 g cada
una y un soporte también de 10 g
en el que se colocan las distintas
masas este soporte se cuelga del extremo
libre del
[Música]
resorte también disponemos de un soporte
vertical con base para poder fijar el
resorte y Asimismo un cronómetro para
medir el tiempo que tarda la masa en
efectuar un número determinado de
[Música]
oscilaciones El muelle se coloca en
posición vertical fijándolo al soporte
por su parte
[Música]
superior cuando del muelle vertical se
suspende una masa m este se estira por
acción del peso de esta masa hasta que
se alcanza la posición de
[Música]
equilibrio mediante la aplicación de una
fuerza adicional se produce un nuevo
alargamiento y al soltar la masa aparece
una fuerza recuperadora elástica que
hace oscilar a la masa con movimiento
armónico
[Música]
simple al separar la masa de su posición
de equilibrio una cierta distancia
a y soltarla
posteriormente la masa oscilará con
movimiento armónico simple de amplitud
a el periodo t de este movimiento
depende del valor de la masa m y de la
constante elástica del resorte
K siendo independiente de la amplitud
del movimiento elevando al cuadrado la
ecuación del periodo se observa que el
cuadrado del periodo es proporcional a
la masa m colgada del resorte siendo la
constante de proporcionalidad función de
K si se repite la experiencia para
distintas masas y se representan
gráficamente los valores de los
cuadrados de los periodos frente a los
de las masas la Gráfica resultante es
una recta que se puede ajustar por el
método de los mínimos cuadrados a partir
del valor de la pendiente de esta recta
se puede calcular la constante elástica
del
resorte para minimizar El error del
periodo en vez de determinar el tiempo
que tarda la masa en realizar una única
oscilación
completa mediremos El tiempo t que tarda
la masa en efectuar N
oscilaciones el periodo se calculará
dividiendo este tiempo entre el número
total de
oscilaciones I ación de la práctica se
van a considerar distintas masas cuyo
valor se indica se cuelga cada masa del
extremo inferior del muelle y una vez
alcanzado el equilibrio se tira de la
misma suavemente hacia abajo soltándola
después seguidamente con ayuda del
cronómetro se mide el tiempo que tarda
la masa en realizar un número
determinado de oscilaciones por ejemplo
30 la operación se repite para las
diferentes masas
para obtener el valor del tiempo t basta
comparar la reproducción de la película
cuando el número de oscilaciones es n y
ver el tiempo transcurrido en el
cronómetro con los valores del tiempo
total y del número de oscilaciones se
calcula el periodo para cada masa
[Música]
Oh
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[Aplausos]
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bu
[Aplausos]
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