Gravedad Experimento pendular

Informe de Laboratorio 2: Péndulo Simple

Juan C. Álvarez Idarraga (jucalvarezid@unal.edu.co), Santiago Arbeláez Garzón (sarbelaezg@unal.edu.co), Karen J. Ortega Tenjo (kjortegat@unal.edu.co), Juan D. Uribe Duarte (jduribed@unal.edu.co)

Resumen  

Este documento muestra la elaboración de una práctica de laboratorio cuya finalidad es determinar la relación que hay entre la oscilación de un péndulo, su periodo y la gravedad.  Mostrando desde las bases teóricas que soportan estas relaciones, el desarrollo de la práctica y los cálculos pertinentes, junto con las dificultades que impiden la demostración certera de la teoría a continuación tratada.

Palabras clave:

Péndulo, Física, Ciencia, Incertidumbre, Práctica de Laboratorio, Gravedad, Periodo, Longitud.

Introducción:

En la naturaleza es común encontrarse con ciertos fenómenos, y la física como ciencia, usando la matemática como herramienta esencial, formula una interpretación veraz y fiable de los mismos. El siguiente informe pretende demostrar y describir de manera Física el movimiento de un péndulo.

Marco Teórico: 

El péndulo simple es un sistema mecánico que muestra movimiento periódico. Consiste en una partícula de masa m suspendida del punto O por un hilo inextensible de longitud l y de masa despreciable. El movimiento se presenta en el plano vertical y es impulsado por la fuerza gravitacional. Cuando la masa se deja en libertad desde cierto ángulo inicial con la vertical, comienza a oscilar a un lado y otro periódicamente. Cuando el ángulo de desviación máximo respecto de la vertical es pequeño el péndulo oscila con movimiento armónico simple alrededor del punto de equilibrio y está dado por la siguiente ecuación:

[pic 1]

Siendo:

T: periodo de oscilación.

g: aceleración de la gravedad.

L: longitud.

Al despejar g se obtiene:

[pic 2]

Descripción de la Práctica:

Para el desarrollo de la práctica fueron necesarios los siguientes implementos:

• Péndulo simple
• Cronometro digital
• Regla

Procedimiento:

Primero, se ajusta la cuerda del péndulo asegurando que la distancia entre la varilla de soporte y el centro de la pesa sea de 35 cm, se procura graduar la cuerda del péndulo a un ángulo con respecto al eje vertical, este ángulo será constante durante la práctica. Una vez se han ajustado las anteriores variables se libera el péndulo e inicia la medición con el cronómetro del tiempo durante el cual el péndulo realiza 10 oscilaciones, es importante garantizar que el hilo del péndulo no sufra ningún tipo de rozamiento. Se registra el dato obtenido y la incertidumbre asociada al instrumento de medición,  se repite este procedimiento 4 veces más con el fin de obtener 5 datos asociados a la misma longitud. Luego, se ajusta la longitud de la cuerda del péndulo de tal manera que en esta ocasión la longitud será de 30 cm y se mide el tiempo en el cual el péndulo realiza 10 oscilaciones. Se repiten los pasos anteriores disminuyendo 5 cm la longitud de la cuerda hasta llegar a 10 cm o 5 cm, en caso de que los instrumentos lo permitan. Una vez que los datos han sido registrados, se obtiene el período de oscilación para cada longitud y el periodo promedio.

Ahora, con base en los datos tomados anteriormente se realiza un gráfica del tiempo en función de la longitud, resultando una gráfica no lineal. Para el posterior análisis de los datos, es necesario linealizar los datos, se graficaron los valores de T2 en función de L, se trazará una línea recta aproximada en esta gráfica y se determinará el valor de g.

Para analizar la incertidumbre de g se calculará la pendiente de la gráfica anterior para puntos consecutivos, luego se considerará la pendiente promedio y  finalmente se obtendrá la incertidumbre, estos resultados deberán registrarse en una tabla.

Resultados:

Tabla 1: Mediciones tomadas según Longitud

• Cálculo del periodo promedio:

[pic 3]

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Gráfica 1

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