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Balanza dinámica


En este experimento se calibra un resorte midiendo los periodos de oscilación de diferentes masas y se obtiene la curva de calibrado.
Con la curva de calibración se pueden medir masas desconocidas en un sistema que funcionaría en ingravidez.
Este experimento se puede hacer a continuación del estudio de un movimiento armónico simple ya que se utiliza el mismo montaje experimental.



Enlace al guión de laboratorio.

Material

- Un soporte, dos nueces y dos pinzas
- Una regla
- Resorte, pesas y portapesas
- Cronómetro

.


El resorte no debe ser muy rígido para disponer de una frecuencia baja que facilite las mediciones. Un muelle muy rígido vibrará con un periodo muy corto.
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 la relación entre la elasticidad de un resorte y la masa que se le cuelga.
- Preparar una curva de calibración.
- Observar la independencia entre periodo y amplitud.

Es interesante hacer este experimento a continuación del estudio de un movimiento armónico simple ya que se utiliza el mismo montaje experimental.
Es frecuente que los alumnos supongan que el periodo aumentará al aumentar la amplitud, se debe disponer del tiempo necesario para comprobar la independencia de ambas variables.
La curva de calibración se suele aproximar bien a una recta para masas pequeñas pero se suele desviar al aumentarlas y acercarse al límite del modelo.
Si se dispone de un resorte muy largo, se cuelga del techo con la masa adecuada para una frecuencia baja y sirve para que tomen medidas todos los alumnos de un mismo sistema. Este método se adapta a estar escasos de tiempo.



Montaje del experimento

Detalle del cursor sobre la regla

Montaje por el exterior de la mesa

Montaje por el exterior de la mesa

Montaje con resorte largo en el techo y gran masa

Montaje con resorte largo en el techo y gran masa
Oscilación del resorte con 50 g
Oscilación del resorte con 100 g
Oscilación del resorte con 400 g
Oscilación de resorte largo con gran masa
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