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
