INFORME LABORATORIO Nº1: OSCILACIONES “ESTUDIO DEL PÉNDULO”

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INFORME LABORATORIO Nº1: OSCILACIONES

“ESTUDIO DEL PÉNDULO”

Alex Canales C.

Mª Catalina Hernández L.

Nicolás Nichi G.

Carolina Pereira L.

Raisa Recabal M.

Jairo Salcedo R.

Francisca Sanhueza C.

Docente, Guillermo Rey.

Biofísica

02 de Junio de 2016

• INTRODUCCION:

En el presente trabajo se expondrán las metodologías experimentales realizadas para la obtención de los diferentes datos necesarios y posteriores resultados obtenidos durante el desarrollo del laboratorio de péndulo simple.

Como objetivo principal para el desarrollo de este informe se tendrá en cuenta estudiar la dependencia del periodo de un péndulo con diferentes variables físicas y explorar los límites de validez del modelo.

Como modo de introducción al tema planteado a estudiar diremos que un péndulo simple se define como una partícula de masa m suspendida del punto O por un hilo inextensible de longitud l y de masa despreciable. Si la partícula se desplaza a una posición o0 (ángulo que hace el hilo con la vertical) y luego se suelta, el péndulo comienza a oscilar.

Este sistema consta de una masa supuesta puntual suspendida de una cuerda supuesta inextensible y con masa despreciable. Si en la figura la masa m es apartada de su situación de equilibrio un ángulo θ, los efectos combinados de la fuerza de la gravedad W y la tensión en la cuerda T, actuando ambas fuerzas sobre la masa, provocarán el movimiento de la misma. Éste se realiza en un plano vertical    y viene descrito, para la variable  angular  θ(t),  que  denota  el  ángulo de desplazamiento de la cuerda respecto a la vertical, por una ecuación similar a la de un m.a.s., siempre que el ángulo θ sea pequeño.

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                                              θ = θ0  sen (ωt + α)

• Cuyo periodo de oscilación será:

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• PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

1. Dependencia del periodo de oscilación con la longitud de la cuerda.

Situaremos la cuerda que sujeta la bola de acero sobre la barrita soporte y dándole un ángulo inicial de 10º, mediante el cronómetro, mediremos cinco veces el tiempo que tarda el sistema en realizar cinco oscilaciones y, a partir del valor medio, obtendremos el valor del periodo para cinco longitudes diferentes de la cuerda, desde 10 cm hasta 45 cm.

Considerando que la gravedad del laboratorio es 9.8 m/s2, comparad los resultados teóricos con los experimentales. Explicar la causa de las posibles diferencias entre valores. ¿Cuál es la longitud que produce menor error? ¿Por qué?

Periodos con procedimiento experimental

     10 cm → 2,72 ÷ 5 → T = 0,544

     45 cm → 6,63 ÷ 5 → T = 1,326

Periodos según formula[pic 5]

     T (10) = 0,634 (s)

     T (45) = 1,346 (s)

Comparación

    0,634 - 0,544 = 0,09 ІsІ

    1,346 – 1,326 = 0,02 ІsІ

• ¿Cuál es la longitud que produce menos error?

  “A mayor longitud menos error, se compararon los resultados experimentales con los teóricos, dando menor grado de diferencia en péndulos con mayor longitud. La longitud es directamente proporcional al periodo, es decir, si aumento mi longitud aumentara el periodo que es el tiempo que demora una oscilación en el péndulo, por lo tanto a mayor longitud, mayor lentitud y es más fácil calcular a través del proceso experimental”

2.- Estudio de la dependencia del periodo de oscilación con el ángulo inicial

Con idéntico montaje que en el caso anterior, para una longitud de la cuerda de 20 cm aproximadamente y un ángulo inicial de 10°, procederemos a medir cinco veces, mediante el cronómetro, el tiempo que tarda el sistema en realizar cinco oscilaciones. A partir de su media obtendremos el periodo de oscilación, que compararemos con el valor teórico y daremos el error relativo que obtengamos. Este proceso lo realizaremos  para 5 desplazamientos iniciales comprendidos entre 10° y 50°. Emplea para la aceleración de la gravedad el utilizado en el primer apartado. ¿Cuál es el Angulo que produce menor error? ¿Por qué?

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