Ensayo Laboratorio 3 Fisica Usach

Experimento Nº3: aplicación de procesamiento de Datos.

Universidad de Santiago de Chile. Departamento de Física. Laboratorio de Física I para Facultad de Ingeniería. Sección L-28. Grupo 0. Profesor: Francisco Martínez Catalán.

Carolina Espinoza, Francisco Carrasco, Nicolás Osorio, Nicolás Sánchez

carospinoza@hotmail.cl , francisco.carrasco.m@usach.cl , nikosorio.93@gmail.com , nico.sanchez.95@live.com .

Resumen: En el siguiente se estudiara a un péndulo simple y los factores que influyen en el periodo de este, por medio de la manipulación de diferentes longitudes, cuyo objetivo es calcular el periodo de cada oscilación, para conocer, cómo afecta la longitud del péndulo simple con relación al periodo.

Introducción:

La física como ya sabemos al describir e interpretar hechos de la naturaleza, utiliza muchos términos matemáticos, por ejemplo al analizar el movimiento es necesario conocer los intervalos de tiempo en el que este ocurre ya que si sus intervalos son iguales su movimiento es periódico es por eso que se analizara de que mas depende el periodo y en un péndulo simple se puede observar claramente este suceso. Un péndulo simple está formado por una pequeña masa, m, colgada del extremo de un hilo, que se supone de masa despreciable e inextensible, unido por el otro extremo a un soporte fijo. De este modo, cuando se da un pequeño impulso a la masa, oscila alrededor de la posición vertical de equilibrio.

Por lo que el péndulo describe un movimiento armónico simple en torno a su posición de equilibrio, y su periodo de oscilación alrededor de dicha posición, está dado por la siguiente ecuación:

T = 2

Donde L representa la longitud medida desde el punto de suspensión hasta la masa puntual y g es la aceleración de la gravedad en el lugar donde se ha instalado el péndulo. Esta es la ecuación fundamental del péndulo simple, válido solamente para pequeños ángulos de oscilación. ( )

Elevando al cuadrado la expresión y despejando la anterior, obtenemos:

Luego si representamos en un sistema de ejes cartesianos las longitudes L del péndulo en abscisas y los cuadrados de los períodos correspondientes, obtendríamos una recta cuya pendiente nos permitiría hallar el valor de g.

Método experimental:

Materiales a utilizar: -Regla o huincha

-Péndulo

-Foto puerta

-Base magnética y barras

-Programa Data Studio

*Fundamento teórico de experiencia Nº 2

Procedimiento:

Al tener los materiales ya reunidos colgar de una cuerda una masa y variar en forma sucesiva la longitud (L) de la cuerda. Para cada longitud medir el tiempo de una oscilación completa (período T), utilizando una foto puerta en modo péndulo y así obtener los valores de la tabla 1 de n oscilaciones para diferentes longitudes del péndulo.

Al medir hay que tener en cuenta y cuidado con los errores instrumentales y personales

Al ya haber obtenido y realizado la tabla con el programa Data Studio graficamos los datos de esta lo que después nos permitirá rectificar, ajustar y determinar constantes de la recta y para esto ultimo utilizaremos el método de promedios.

Finalmente por medio de todos los datos obtenidos encontraremos la magnitud de la aceleración de gravedad principalmente a partir de la relación funcional encontrada.

Desarrollo experimental

• Materiales y montaje experimental

-Base magnética

-Soporte metálico

-Dos nueces de soporte

-Una vara de metal

-Hilo

-Peso

-Fotopuerta, marca Pasco. Sensibilidad y error instrumental= 0,0001 [s]

-Balanza. Sensibilidad y error instrumental

• Desarrollo experimental

En el siguiente experimento formaremos un péndulo con un hilo y un peso atado a éste. En primer lugar se dispone de una base magnética en la cual se atornilla una barra de metal que será el soporte el péndulo. Se sujeta la cuerda y al extremo inferior se le agrega el peso, formando el péndulo. Debajo de este se posiciona una fotopuerta, la cual no indicará el periodo de oscilación del péndulo con un largo determinado, el cual irá variando en el transcurso del experimento para determinar cómo se ve afectado la variable periodo. No obstante, es necesario evidenciar que debido a la falta de implementos, no existe una medición rigurosa del ángulo que describió el péndulo. Sin embargo, intentamos siempre iniciar la oscilación desde el mismo punto, ubicada a cinco centímetro del punto medio de la fotopuerta. El sistema de referencia que tomamos es el siguiente. El eje de las ordenadas corresponde al hilo del cual pende el peso, mientras que el eje de las abscisas es el soporte superior al cual está amarrado el hilo, siendo el origen el punto mismo de

amarre del hilo.

Se hace oscilar al péndulo, pasando por la fotopuerta, y obteniendo en el programa DataStudio los resultados del período de oscilación del sistema, con estos datos se procederá a hacer un análisis posterior para obtener la aceleración de gravedad del lugar en donde se realizó el experimento.

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