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Laboratorio N°5
Laboratorio N°5
Laboratorio N°5
Presentado a:
ING. Genaro Penagos Cruz
Introducción
Muelle y Péndulo Amortiguado nos ayuda a determinar la resistencia de los resortes y los ángulos de los
péndulos cuando tiene una energía contante, la resistencia que tiene un resorte nos ayuda a calculas la
regresión igualmente en el péndulo se puede calcular la amplitud utilizando los ángulos y la longitud de la
cuerda para determinar la regresión. El sistema de los muelles es utilizado en la maquinaria pesada para
activar las prensas o las palas mecánicas.
En el laboratorio se realizaron dos tipos uno para el muelle y otro para determinar el péndulo
amortiguado, se utilizaron implementos como (muelle, cuerda, flexómetro, cronometro,
trasportador, gramera, objetos para peso). utilizando estos implementos de armaron lo laboratorio
y en cada uno se tomaron diferentes datos para determinar la curva de regresión ajustada
utilizando la herramienta de Excel que nos ayuda a determinar el coeficiente de correlación que
tiene que dar 100% o parecido para que los datos que se tomaron no tengan.
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Objetivos
Objetivo general
Objetivos específicos
I. Determinar las ecuaciones necesario para calcular necesarias para determinar las
variables que tiene el muelle y el péndulo
II. Analizar los cambios que tiene el muelle y el péndulo utilizando herramientaes de Excel.
III. Comprender los coeficientes de correlación de el muelle y del péndulo para determinar si
los valores están bien tomados
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Marco Teórico
Muelles
Para entender los muelles y para que se utilizan hay que primero conocer un poco de su historia:
La historia del muelle contempla la evolución humana desde la prehistoria hasta
nuestros días siendo junto con la palanca y la rueda uno de los elementos mecánicos más
antiguos. La idea de acumular energía mediante la compresión y extensión de
determinados materiales vegetales se remonta al hombre primitivo quien observó la
elasticidad presente en la naturaleza y al reparar en la flexión que la fuerza del viento
ocasionaba a los árboles y la energía de recuperación en éstos cuando cesa, le llevó a
pensar que, sustituyendo el viento por el brazo, y cortando adecuadamente una varilla,
tendría un elemento para impulsar y mejorar su sistema de caza. La aparición del arco y la
flecha constituye un primitivo generador de energía, cuyo primer componente el arco es
por definición un sistema de resorte que con los tiempos nos traerá la ballesta como
elemento de suspensión, que en definitiva actúa como un muelle cerrado. (steel, 2012)
Los muelles nos ayudan a realizar diferentes maquinas, dependiendo de la resistencia que
tiene, como los muelles de compresión:
Los muelles de platillo son componentes de tipo arandela de forma cónica, diseñados
para ser cargados axialmente. Su singularidad reside en que en base a los cálculos
estándares de la norma DIN EN 16984 (anteriormente DIN 2092), se puede predecir la
deflexión que se obtendrá bajo una carga determinada, así como el ciclo de vida mínimo.
Los muelles de platillo se pueden cargar estáticamente, tanto de forma continua como
intermitente y también dinámicamente, bajo cargas de ciclo continuo. Se pueden utilizar
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Péndulo
Los péndulos son mecanismos que en algunas ocasiones nos ayuda dan a determinar el tiempo
o mecanismos que nos ayudan a calmar la ansiedad.
Un péndulo consiste en una cadena o cordón y un peso en un extremo. Casi cualquier
combinación nos puede valer: una llave colgada en un pelo funciona bien como péndulo.
El interés de un péndulo es tener a mano una herramienta capaz de amplificar los micro
movimientos de la mano. Permitir que “algo” que no existe en el plano físico se
comunique en este plano, a través de micro vibraciones. El movimiento del péndulo
forma parte del campo de la radiestesia, que es la capacidad de la persona de detectar la
radiación electromagnética gracias al desarrollo de su sensibilidad. El péndulo se utiliza
para hacer visible el mensaje de los planos más sutiles. Las otras herramientas de mi
radiestesia son, entre otras, las varillas (Rad-máster) el detector de líneas Hartmann, la
antena de Lecher... (Julien, 2021)
Elaboración
Laboratorio N°5
Para realizar el laboratorio se utilizó la cubeta de ondas e implementos del laboratorio de física
como se muestra a continuación:
Péndulo
Imagen 6 elaboración de sistema para determinar la amplitud de un péndulo
LONGITUD
DATOS AMPLITUD ANGULO RADIANES TIEMPOS
(m)
LOMGITUD DE LA
1.38
CUERDA (m)
Con los datos de la tabla se pueden calcular la grafica para determinar la forma que tiene los
datos tomados y determinar el Coeficiente de correlación múltiple
Gráfico 1 amplitud
Ya teniendo el grafico se analizan los datos en el Excel para determinar la regresión que tiene
y arrojo las siguientes tablas y gráficos:
Estadísticas de la regresión
Coeficiente de correlación
múltiple 0.99
Coeficiente de determinación 0.98
R^2 ajustado 0.98
Error típico 0.22
Observaciones 25.00
12
Como se admira en la tabla anterior el coeficiente que nos arrojo fue de el 0.99 %, ere quiere
decir que los datos que tenemos son confiables y que están bien tomados.
POSICION
ANLO ANGULO
DATO B
INICIAL FINAL
1 0.17 0.17 0.00
2 0.17 0.16 0.23
3 0.17 0.16 0.15
4 0.17 0.15 0.18
5 0.17 0.15 0.14
6 0.17 0.14 0.10
7 0.17 0.14 0.09
8 0.17 0.13 0.11
9 0.17 0.13 0.10
10 0.17 0.11 0.11
11 0.17 0.11 0.10
12 0.17 0.10 0.12
13 0.17 0.10 0.11
14 0.17 0.10 0.12
15 0.17 0.10 0.10
16 0.17 0.08 0.12
17 0.17 0.08 0.13
18 0.17 0.07 0.14
19 0.17 0.06 0.15
20 0.17 0.06 0.15
21 0.17 0.05 0.16
22 0.17 0.05 0.16
23 0.17 0.03 0.19
24 0.17 0.02 0.24
25 0.17 0.02 0.23
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COEFICIENTE DE AMORTIGUAMIENTO
W^2
COEFICIENTE MASA W2
0.00 0.26 0.00
0.46 0.26 1.80
0.30 0.26 1.18
0.35 0.26 1.36
0.28 0.26 1.08
0.20 0.26 0.79
0.18 0.26 0.71
0.21 0.26 0.83
0.19 0.26 0.76
0.22 0.26 0.84
0.20 0.26 0.80
0.23 0.26 0.89
0.22 0.26 0.85
0.24 0.26 0.94
0.20 0.26 0.78
0.24 0.26 0.92
0.25 0.26 0.99
0.27 0.26 1.07
0.29 0.26 1.15
0.28 0.26 1.12
0.31 0.26 1.21
0.32 0.26 1.24
0.37 0.26 1.44
0.46 0.26 1.82
0.46 0.26 1.80
14
W2 B W
0.00 0.00 0.00
1.80 0.23 0.31
1.18 0.15 0.17
1.36 0.18 0.21
1.08 0.14 0.15
0.79 0.10 0.09
0.71 0.09 0.08
0.83 0.11 0.10
0.76 0.10 0.09
0.84 0.11 0.10
0.80 0.10 0.09
0.89 0.12 0.11
0.85 0.11 0.10
0.94 0.12 0.12
0.78 0.10 0.09
0.92 0.12 0.12
0.99 0.13 0.13
1.07 0.14 0.14
1.15 0.15 0.16
1.12 0.15 0.15
1.21 0.16 0.17
1.24 0.16 0.18
1.44 0.19 0.23
1.82 0.24 0.32
1.80 0.23 0.31
Tabla 8 frecuencia
FRECUENCIA
W PI F
0.00 3.14 0.00
0.31 3.14 0.05
0.17 3.14 0.03
0.21 3.14 0.03
0.15 3.14 0.02
0.09 3.14 0.01
0.08 3.14 0.01
0.10 3.14 0.02
0.09 3.14 0.01
0.10 3.14 0.02
0.09 3.14 0.01
0.11 3.14 0.02
0.10 3.14 0.02
0.12 3.14 0.02
0.09 3.14 0.01
0.12 3.14 0.02
0.13 3.14 0.02
0.14 3.14 0.02
0.16 3.14 0.03
0.15 3.14 0.02
0.17 3.14 0.03
0.18 3.14 0.03
0.23 3.14 0.04
0.32 3.14 0.05
0.31 3.14 0.05
15
Ya teniendo completado el sistema del péndulo con sus respectivos cálculos pasamos al
segundo laboratorio que es el de el muelle donde determinamos el peso del objeto las distancia
en la que se desplaza el muelle cuando se le ejerce una energía y el desplazamiento cuando esta
en reposos como se muestra a continuación:
MASA
gr kg
100.75 0.10075
MUELLE
X1
cm m
15 0.15
X
cm m
31.5 0.315
F (kg/(m/s^2)) 0.988358
k 3.137643
Ya teniendo los batos anteriores se determina cada 5 oscilaciones un desplazamiento y el
tiempo para determinar la amplitud:
DISTANCIA TIEMPO
DATOS
(m) (Sg)
1 0.305 0.14
2 0.305 0.19
3 0.285 0.24
4 0.28 0.28
5 0.275 0.33
6 0.273 0.38
7 0.269 0.42
8 0.266 0.47
9 0.262 0.52
10 0.259 0.57
11 0.253 1.01
12 0.249 1.06
13 0.247 1.11
14 0.243 1.16
15 0.24 1.22
16 0.238 1.27
17 0.234 1.32
18 0.23 1.37
19 0.225 1.47
20 0.205 1.56
21 0.175 2.11
22 0.145 2.7
23 0.115 3.23
24 0.075 4.21
25 0.045 5.28
26 0.025 6.21
27 0.015 7.25
28 0 8.28
Ya teniendo el grafico se analizan los datos en el Excel para determinar la regresión que tiene
y arrojo las siguientes tablas y gráficos:
Estadísticas de la regresión
Coeficiente de correlación múltiple 0.977
Coeficiente de determinación R^2 0.954
R^2 ajustado 0.953
Error típico 0.020
Observaciones 28.000
17
Como se admira en la tabla anterior el coeficiente que nos arrojo fue del 0.97 %, ere quiere
decir que los datos que tenemos son confiables y que están bien tomados.
POSICION
MUELLE MUELLE
DATO B
INICIAL FINAL
1 0.315 0.010 4.966
2 0.315 0.010 3.659
3 0.315 0.030 1.974
4 0.315 0.035 1.581
5 0.315 0.040 1.260
6 0.315 0.042 1.068
7 0.315 0.046 0.923
8 0.315 0.049 0.798
9 0.315 0.053 0.691
10 0.315 0.056 0.611
11 0.315 0.062 0.324
12 0.315 0.066 0.297
13 0.315 0.068 0.278
14 0.315 0.072 0.256
15 0.315 0.075 0.237
16 0.315 0.077 0.224
17 0.315 0.081 0.207
18 0.315 0.085 0.193
19 0.315 0.090 0.172
20 0.315 0.110 0.136
21 0.315 0.140 0.077
22 0.315 0.170 0.046
23 0.315 0.200 0.028
24 0.315 0.240 0.013
25 0.315 0.270 0.006
26 0.315 0.290 0.003
27 0.315 0.300 0.001
28 0.315 0.315 0.000
18
W2 B W
31.14 4.966 27.710
31.14 3.659 20.418
31.14 1.974 11.017
31.14 1.581 8.824
31.14 1.260 7.032
31.14 1.068 5.962
31.14 0.923 5.151
31.14 0.798 4.452
31.14 0.691 3.854
31.14 0.611 3.407
31.14 0.324 1.810
31.14 0.297 1.658
31.14 0.278 1.553
31.14 0.256 1.431
31.14 0.237 1.323
31.14 0.224 1.247
31.14 0.207 1.157
31.14 0.193 1.075
31.14 0.172 0.958
31.14 0.136 0.758
31.14 0.077 0.432
31.14 0.046 0.257
31.14 0.028 0.158
31.14 0.013 0.073
31.14 0.006 0.033
31.14 0.003 0.015
31.14 0.001 0.008
31.14 0.000 0.000
19
FRECUENCIA
W PI F
27.71 3.14 4.41
20.42 3.14 3.25
11.02 3.14 1.75
8.82 3.14 1.40
7.03 3.14 1.12
5.96 3.14 0.95
5.15 3.14 0.82
4.45 3.14 0.71
3.85 3.14 0.61
3.41 3.14 0.54
1.81 3.14 0.29
1.66 3.14 0.26
1.55 3.14 0.25
1.43 3.14 0.23
1.32 3.14 0.21
1.25 3.14 0.20
1.16 3.14 0.18
1.08 3.14 0.17
0.96 3.14 0.15
0.76 3.14 0.12
0.43 3.14 0.07
0.26 3.14 0.04
0.16 3.14 0.03
0.07 3.14 0.01
0.03 3.14 0.01
0.01 3.14 0.00
0.01 3.14 0.00
0.00 3.14 0.00
20
Referencias
Grigera Paladino, A. (11 de 08 de 2014). Péndulo Simple. Obtenido de
https://users.exa.unicen.edu.ar/catedras/fisexp1/files/2013%20Grigera-Lestani-Vera-
Pendulo%20simple.pdf
José, S. (14 de 12 de 2016). Resortes (muelles) de suspensión. Obtenido de
https://www.itacr.com/Marcas/marca-
moog/Americanos/Resortes%20(muelles)%20de%20suspensi%C3%B3n.pdf
Julien, L. (01 de 02 de 2021). Pequeño manual del péndulo. Obtenido de
https://www.subtil.net/store/medias/pdf/pequeno-manual-del-pendulo.pdf
López, E. M. (16 de 07 de 2016). CÁLCULO DE RESORTES. Obtenido de
https://repositorio.upct.es/bitstream/handle/10317/3379/pfc5169.pdf
Pérez, R. (12 de 09 de 2016). El péndulo: un clásico que no pasa de moda. Obtenido de
http://www.cienciorama.unam.mx/a/pdf/484_cienciorama.pdf
spirol. (26 de 10 de 2020). MUELLES DE PLATILLO. Obtenido de
http://www.interempresas.net/FeriaVirtual/Catalogos_y_documentos/204125/Muelles-de-
platillo-es.pdf
steel. (23 de 05 de 2012). catalogo general 2012. Obtenido de
https://www.muelles.es/catalogo.pdf