Oscilador armónico de masa variable

J FLORES; G SOLOVEY; S GIL

Rosario, Argentina

Congreso; 86ª Reunión de la Asociación Física Argentina; 2001

Los sistemas de masas variables constituyen un desafío tanto experimental como teórico en física básica. Si bien existe una extensa literatura dedicada al tratamiento teórico del tema, son escasos los experimentos propuestos. En este trabajo presentamos un sistema masa-resorte conectado a un sensor de fuerzas que permite estudiar detalladamente el comportamiento dinámico en tiempo real y estudiar con todo detalle la dinámica del mismo. La masa usada en este experimento consiste en de un recipiente de plástico que contiene arena, con un orificio por el que fluye la misma a una tasa constante. Este sistema posee características físicas muy interesantes como la disminución del período de oscilación con el tiempo y la una envolvente de las amplitud de las oscilaciones con el tiempo cualitativamente diferente a la de un oscilador amortiguado de masa constante. Realizamos un estudio experimental con distintos regímenes de flujo y desarrollamos un modelo simple, basado en consideraciones energéticas, que permite describir los aspectos más salientes del problema. Dado que  la ecuación de movimiento para este sistema no tiene una solución analítica, comparamos los resultados experimentales con una resolución numérica. En todos los casos logramos una excelente descripción de los resultados experimentales.