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Estudio de un movimiento armónico simple


En este experimento se estudia el movimiento armónico simple de una masa colgando de un resorte.
A partir de los datos experimentales se obtienen los parámetros de la función que describe el movimiento y varios de los valores característicos del mismo.
Este experimento se puede enlazar con el de la balanza dinámica ya que se utiliza el mismo montaje experimental.



Enlace al guión de laboratorio.

Material

- Un soporte - Dos nueces y dos pinzas
- Una regla
- Resortes
- Pesas y portapesas
- Cronómetro

.


El resorte no debe ser muy rígido para disponer de una frecuencia baja que facilite las mediciones.
Como cronometro se puede usar el del teléfono de los alumnos.

Comentarios a la preparación del montaje

El montaje se hace asomando por el borde de la mesa si el resorte es muy laxo y hay una gran amplitud. El punto cero de la oscilación (posición en reposo al colgar la masa) se puede hacer coincidir con el cero de la regla, pero entonces la mitad de la oscilación queda fuera de escala. Es mejor elegir un punto en la mitad de la regla.


Aspectos didácticos


Este trabajo pretende:

- Estudiar experimentalmente un movimiento armónico simple.
- Determinar los parámetros y la función de posición de un movimiento armónico simple.
- Observar el efecto de la masa sobre la oscilación de un resorte.

Es frecuente que los alumnos propongan comprobar si cambia la frecuencia al aumentar la amplitud, pronosticando que la frecuencia disminuirá.
Las matemáticas asociadas al modelo no son fáciles, debido a las funciones trigonométricas, los ángulos en radianes y las velocidades angulares en rad/s.
Es interesante asociar la disminución de la frecuencia al aumentar la masa a los aparatos oscilatorios de los parques infantiles y comentar su aplicación a la medida de masas en ingravidez.
Es interesante enlazar este experimento con el de la balanza dinámica ya que se utiliza el mismo montaje experimental.



Montaje inicial

Montaje con regla
Oscilación del resorte
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