Práctica 4: Comprobación de la ley de Hooke
4.2. Objetivos
Los objetivos de la presente práctica son:
- Medida de la constante elástica de un muelle mediante un
procedimiento estático.
- Medida de la constante elástica del mismo muelle por medio de
un análisis dinámico del resorte. Comprobar que el movimiento
resultante de apartar de la posición de equilibrio y soltar un
peso colgado del muelle es un movimiento armónico simple.
- Comparación de las constantes elásticas y sus correspondientes incertidumbres
obtenidas de las dos formas citadas anteriormente.
4.3. Materiales empleados
Juego de pesas
Regla milimetrada
Cronómetro
Estructura de soporte completa
4.4. Realización
- Cuelgue sucesivamente pesas del extremo libre del resorte y anote
las elongaciones correspondientes respecto a la posición de
equilibrio. Esto habrá de repetirse hasta tener un mínimo de siete puntos experimentales, procurando que estos cubran un rango
relevante de valores del desplazamiento x.
- Represéntese gráficamente el peso frente a las
correspondientes elongaciones. Obténgase mediante un ajuste de
mínimos cuadrados el valor de la constante elástica del muelle
y añadase la recta de mejor ajuste a la gráfica con los puntos
experimentales.
- Cuelgue una pesa del extremo inferior del resorte. La masa de
esta pesa ha de ser lo suficientemente grande para que el
desplazamiento que sufra el muelle permita que este oscile alrededor
de la posición de equilibrio alcanzada. A continuación tire
suavemente de la pesa hacia abajo, procurando que el resorte no oscile
hacia los lados, y suéltela después. Deje que el sistema oscile
varias veces hasta que se estabilice el movimiento y, con ayuda del
cronómetro y el contador de la célula fotoeléctrica, tome el
tiempo que transcurre para un n\'umero de oscilaciones determinadas,
por ejemplo, unas veinte o veinticinco, teniendo en cuenta que cada
oscilación implica dos impulsos en el contador utilizado. Repita el
proceso tres para una misma masa.
- Repita la operación utilizando masas iniciales diferentes
hasta obtener de nuevo siete puntos experimentales m - T.
- Tras hallar el valor medio del periodo para cada masa,
represente en una gráfica T2 frente a x. Obténgase a partir
de la recta de mejor ajuste a los datos experimentales el valor de
k y de m' y represéntese la recta de mejor ajuste junto a los
datos experimentales.