M19S3 Actividad Integradora: Experimenta con el “Movimiento armónico simple" (MAS)

Actividad Integradora: Experimenta con el “Movimiento armónico simple" (MAS)
Alumno: Elber González López
Facilitador:Jorge Padilla Lomas
Modulo 19 Semana 3
Grupo: M19C4G6-66

¿Qué hacer?

1. Reúne los requerimientos para realizar el experimento que describe el movimiento armónico simple.

Reporte de experimento

Requerimientos:

– Un listón de 30 cm que pueda soportar el peso del siguiente objeto.

– Un objeto con un peso aproximado de 50 gramos y un área de 3 cm2 (puede ser una tuerca, tornillo,  una goma de borrar, un frasco pequeño, etc.).

– Un cronómetro (puede ser de la aplicación de un celular).

– Localiza en tu casa un espacio para que el objeto cuelgue y quede suspendido en el aire para que pueda oscilar libremente, sin que obstaculice el movimiento (puede ser el marco de una puerta, una ventana, un barandal, etc.).

2. Lee con atención el procedimiento, las veces que creas necesarias, y procede a realizarlo.

Procedimiento para el cálculo de periodo de forma experimental:

a. Amarra un extremo del listón de 30 cm al objeto de 50 gramos, y el otro extremo fíjalo al espacio, estructura o artefacto que localizaste previamente, con el propósito de que quede colgando.

b. Separa el péndulo de la posición vertical un ángulo pequeño (menor de 10º) y dejarlo oscilar libremente.

c. Verifica que la oscilación se produzca en un plano vertical.

d. Cuando estés seguro de que las oscilaciones son regulares (después de 2 ó 3 oscilaciones), pon en marcha el cronómetro y cuenta el número de oscilaciones completas a partir de la máxima separación del equilibrio.

Nota: se aconseja tomar N = 10, en el entendido de que una oscilación completa dura el tiempo de ida y vuelta hasta la posición donde se tomó el origen de tiempos.

e. El periodo del péndulo es igual al tiempo medido dividido por N.

f. Se repite la medida anterior un total de cinco veces con el mismo péndulo. Para poder sacar un promedio entre ellas y obtener un resultado más exacto.

Desarrollo

Para la realización de este experimento, primeramente me hice de los materiales que nos requería la actividad como lo son:

1.     Cinta de un zapato (tenis) en lugar del listón.

2.     Cronometro del celular.

3.     Pluma y cuaderno para las anotaciones.

4.     Colguije de plata de 50 gramos y un área de 3 cm2 (aprox.)

5.     Barandal para usarlo de base para las oscilaciones.

Procedimiento

En lo que es la segunda planta de nuestra casa, tenemos un barandal (pasamanos) que fue el que utilicé como marco para poder realizar las oscilaciones de nuestro péndulo; para esto primeramente amarre un extremo de la cinta utilizada a la que previamente le puse el colguije y medí para cerciorarme que la distancia fuera la correcta (30 cm); procedí a tenerlo fijo y después a hacer el movimiento que me indicara que oscilaba de manera normal y sin interrupciones; al ver que hacia sus movimientos de manera correcta opte por tenerlo a un ángulo de inicio de 10° (grados) y dejarlo oscilar libremente.

Posteriormente inicie el conteo del cronometro para tomar el tiempo de la primer serie, al terminar detuve el cronometro y anote los resultados de mi evidencia.

Así de esta manera realicé la toma de los demás periodos para poder obtener un promedio general, por lo que a continuación anexo mi tabla de resultados.

3. Registra las mediciones en la siguiente tabla:

Medición	Tiempo registrado en el cronometro para 10 oscilaciones	Periodo = tiempo/ número de oscilaciones.
Primera	12.12 Seg	T=12.12÷10=1.212 Seg/ciclos
Segunda	11.85 Seg	T=11.85÷10=1.185 Seg/ciclos
Tercera	11.75 Seg	T=11.75÷10=1.175 Seg/ciclos
Cuarta	11.71 Seg	T=11.71÷10=1.171 Seg/ciclos
Quinta	11.59 Seg	T=11.59÷10=1.159 Seg/ciclos

4. Resuelve lo siguiente:

– Saca el promedio (es la suma de los periodos calculados).

Promedio

Periodos: (1.212+1.185+1.175+1.171+1.159)=5.902÷5=1.1804

– Obtén el periodo.

El resultado que obtenemos para este apartado es de: 1.1804 Seg/ciclos

– Responde con tus propias palabras: ¿Qué es lo que representa el resultado anterior? En nuestro experimento y haciendo las mediciones pertinentes observamos de manera clara el movimiento armónico simple, ya que podemos observar de manera objetiva el movimiento que proyecta nuestro péndulo, aunque siempre encontraremos ciertas variaciones de pequeñas fracciones que son de alguna manera "naturales"; ya que estas se deben a ligeros cambios casi imperceptibles en cuanto a las condiciones con las que se realizan las mediciones, como lo pueden ser la diferencia entre los grados de los ángulos que generamos inicialmente en el colguije, las centésimas de segundo que nos toma parar el cronometro, quizás el viento en el ambiente, entre otros más. Por eso la importancia de realizar varias repeticiones para de esa manera lograr acercarnos a un resultado mucho más preciso y lograr tener un cálculo fiable.

– A manera de hipótesis, imagina que se tuviera una amplitud de 15 cm, representa los resultados anteriores en la siguiente gráfica.

Tomando en cuenta que el objeto fuera el mismo, pero nuestra amplitud fuera menor, quizás el resultado sería un periodo mucho más breve de tiempo, esto debido a que nuestro colguije estaría mucho más cerca de nuestro punto de equilibrio y regresaría más rápido.

5. Integra el reporte (de preferencia en procesador de textos) con los siguientes elementos:

a. Describe el experimento que realizaste, incorpora la tabla de registros.

Amplitud	Tiempo X	Y
15	0	0
15	1	12.6220648
15	2	13.6394614
15	3	2.11680012
15	4	-11.3520374
15	5	-14.3838641
15	6	-4.19123247
15	7	9.85479898
15	8	14.8403737
15	9	6.18177728
15	10	-8.160316666

b. Expón tus resultados junto con la gráfica.

c. Expresa una breve conclusión clara y pertinente, respecto al uso del péndulo en el movimiento armónico simple.

Al experimentar y analizar en esta unidad el movimiento uniforme armónico, nos damos cuenta de que este, esta por todos lados (desde la naturaleza, hasta en ingeniería mecánica) es una herramienta que el humano ha hecho parte de su cotidianidad, ya que lo observamos desde el columpio del parque, hasta en los mecanismos de precisión de algún reloj de péndulo; además aprendimos que el uso de un péndulo es una de las formas más sencillas de ejemplificar este movimiento oscilatorio, ya que basta con tener elementos como la amplitud, el tiempo y una fuerza recuperadora, para que se pueden llegar a medir los ciclos o revoluciones que se generen en el.

6. Sube tu reporte a la plataforma con el siguiente nombre:

Apellidos_Nombre_M19S3 AI6_experimentaelMAS

Referencias

Varios Autores. (2015-2018). Extenso Unidad 2 Dinámica en la naturaleza: El movimiento circular. En Módulo 19. Funciones seno y coseno (43 páginas). México: Secretaria de Educación Pública (SEP).

Julio Profe. (10 de Agosto del 2016). Teoría del movimiento Circular Uniforme. 2 de Marzo del 2018, de You tube Sitio web: https://www.youtube.com/watch?v=4RPkEJsqlxE

Varios Autores. (2015-2018).Extenso Unidad 2 Péndulo, Periodo, Frecuencia Ecuaciones Lineales,  (43 páginas). México: Secretaria de Educación Pública. (SEP)

Todos los recursos aquí mencionados, fueron retomados entre los días 26 de Enero y 03 de Marzo del 2018