EXPERIMENTO DEL PENDULO FISICA: MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE

EXPERIMENTO DEL PENDULO FISICA: MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE

INTRODUCION:

Los constructores de  los primeros puentes con largos tramos fueron por mas de una ves visto derrumbarse pero por que esto sucedía con la obra terminada. No se explicaban el fenómeno puesto que habían utilizado materiales excelentes y que habían calculado los planos hasta el menor detalle.

Pero  no contaron con algunos detalles que era la la aceleración del viento y las vibraciones que se generan al momento de que  los objetos pasan sobre de el o el impacto de la lluvia  de hay el estudio de las vibraciones tanto para la física como para la ingeniería.

De hay el movimiento armónico simple por que además de ser el mas simple de expresar matemáticamente constituye una aproximación mas cercana de muchas oscilaciones encontradas en la naturaleza que por su complejidad no se podrían estudiar o analizar fácilmente

Aquí estudiaremos los casos mas simples del movimiento armónico simple de por que un péndulo se inclina hacia un lado y luego regresa sin detenerse y perdiendo muy poca fuerza creándose un siclo aquí veremos los casos mas comunes del movimiento armónico simple para determinar experimentalmente el valor de dos constantes físicas importantes

EL PENDULO SIMPLE:

El péndulo simple está formado por una masa “m”, suspendida de un punto fijo “O” por medio de un hilo inextensible de masa despreciable y longitud “l”, que oscila alrededor de otro punto fijo en la misma vertical que “O”. Se trata de un sistema que transforma la energía potencial (relativa a su altura vertical) en energía cinética (relativa a su velocidad) y viceversa, debido a la acción de la fuerza gravitatoria “mg” que ejerce la Tierra sobre la masa m (más concretamente, a la componente de esta fuerza perpendicular al hilo, también llamada “restauradora” porque se dirige hacia la posición de equilibrio del péndulo; la otra componente, en la dirección del hilo, tiene igual módulo pero con sentido opuesto a la tensión que el hilo produce sobre la masa, por lo que no interviene en el movimiento del péndulo).

los siguientes parámetros: Oscilación completa o ciclo: es el desplazamiento de la esfera desde uno de sus extremos más alejados de la posición de equilibrio hasta su punto simétrico (pasando por la posición de equilibrio) y desde este punto de nuevo hasta la posición inicial, es decir, dos oscilaciones sencillas. Periodo: es el tiempo empleado por la esfera en realizar un ciclo u oscilación completa. Frecuencia: es el número de ciclos realizados en la unidad de tiempo. Amplitud: es el máximo valor de la elongación o distancia hasta el punto de equilibrio, que depende del ángulo α entre la vertical y el hilo. Para pequeñas amplitudes (senα ≅ α), el movimiento oscilatorio del péndulo es armónico simple, y el periodo de oscilación T viene dado por la fórmula: g l T = 2π [5-1] Es decir, el tiempo de oscilación no depende ni de la masa “m” ni (para amplitudes pequeñas) de la amplitud inicial, por lo que puede calcularse g a partir de medidas de tiempos (“T” ) y longitudes (“l” ): 2 2 4 T l g = π [5-2] El valor de g disminuye con la profundidad (hacia el interior de la Tierra) y con la altura (hacia el espacio exterior) tomando su valor máximo para un radio igual al terrestre. En la superficie terrestre, g varía con la latitud (la tierra no es esférica sino que posee una forma más irregular denominada geoide): el valor de g es menor en el ecuador que en los polos (ge = 9.78049 m/s2 ; gp = 9.83221 m/s2 ). También g varía con la on la altitud respecto al nivel del mar y con las anomalías de densidad de la corteza terrestre.

Algunas definiciones que nos pueden ser útiles;

oscilador armónico  cuando se deja en libertad fuera de su posición de equilibrio, vuelve hacia ella describiendo oscilaciones sinusoidales, o sinusoidales amortiguadas en torno a dicha posición estable.

NUESTRO PROCESO DE EXPERIMENDACION:

Se mide la longitud l del péndulo, esto es, desde el extremo fijo O al centro de masa de la esfera. Observa las irregularidades de tu esfera y traslada el centro de masa estimado de la esfera a la escala vertical milimetrada. Procura observar la esfera perpendicularmente al plano de la escala milimetrada para evitar efectos de paralaje, y comprueba si existe algún error de cero en el punto fijo del péndulo. Se separa el péndulo de su posición de equilibrio y se deja oscilar libremente, procurando que el movimiento se produzca en un plano. Cuando la oscilación sea de amplitud pequeña, se cronometra la duración t de 20 oscilaciones completas (ida y vuelta). El periodo experimental T vendrá dado por: T = t / 20

SOBRE la precisión del tiempo observando el péndulo nos dimos cuenta de hay factores de que hagan que este varié y no sea exacto como lo es el lanzamiento del péndulo, fricción del aire, precisión al momento de cronometrarla gravedad variante

Realizaremos 5 medidas de diferentes medidas del largo de la cuerda para calcular los tiempos de las 20 oscilaciones del péndulo unas se realizaran a 1.00,0.80,0.60,0.40,0.20

OBJETIVO:

Determinar experimentalmente el momento de inercia del péndulo respecto a su centro de gravedad a partir del estudio del movimiento armónico simple de un péndulo simple

PROCEDIMIENTO:

1.- Hacer oscilar el péndulo separándolo en un Angulo pequeño de la vertical y medir el tiempo que se tarde en hacer 20 oscilaciones completas

2.-Calcular el periodo T de las oscilaciones que resultara de utilizar la formula antes mencionada en nuestro proceso de experimentación

3.-Repetir al menos este proceso 5 veces en diferentes medidas de longitud de la cuerda para rellenar la tabla que mostraremos a continuación

Medida del tiempo de 20 oscilaciones en el péndulo

Formula usada:2π √L/G

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