Informe Física II

MARCO TEÓRICO

Péndulo físico

Un cuerpo rígido que puede oscilar alrededor de un eje cualquiera, paralelo al eje que pasa por el centro de masa del sólido, recibe el nombre de péndulo físico.

        [pic 1]

Si el cuerpo está separado de la posición de equilibrio un ángulo , aparece un momento respecto al eje O, debido al peso, aplicado en el centro de gravedad. Por lo tanto:[pic 2]

[pic 3]

donde  es el momento de inercia del sólido respecto al eje que pasa por O,  es la masa del sólido y  es la distancia del centro de gravedad del cuerpo(G) al eje que pasa por O.[pic 4][pic 5][pic 6]

Para los ángulos pequeños :[pic 7]

[pic 9][pic 8]

                                [pic 10]

[pic 11]

Por lo tanto se trata de un movimiento vibratorio de armónico de periodo:

[pic 12]

Cuando las oscilaciones del cuerpo son de pequeña amplitud angular.

Teorema de Steiner

        Este teorema nos permitirá calcular el momento de inercia de un cuerpo rígido a partir de su momento de inercia respecto a los ejes paralelos que pasan por su centro de masa.

[pic 13][pic 14]

[pic 15]

[pic 16]

[pic 17]

[pic 18]

[pic 19]

A partir de la definición de centro de masa de un sistema de partículas, se deduce que:

[pic 20]

Al reemplazar en (1), simplificar y ordenar, se obtiene:

[pic 21]

Finalmente:

[pic 22]

        Análogamente se puede determinar los momentos de inercia con respecto de los ejes x e y. Así entonces:

[pic 23]

[pic 24]

MATERIALES USADOS

• Una barra metálica de longitud L con agujeros circulares.

• Un soporte de madera con cuchilla

• Una mordaza simple

• Un cronómetro digital

• Una regla milimetrada

OBJETIVOS

• Determinar experimentalmente los periodos de oscilación de un péndulo físico.

• Determinar con los datos recopilados del péndulo físico, el momento de inercia.

• Comparar los momentos de inercia experimentales con los momentos de inercia hallados teóricamente.

• Graficar y analizar   vs .  [pic 25][pic 26]

DATOS OBTENIDOS EN EL LABORATORIO

• Masa de la barra: 1880 gr

• Longitud(L): 110.15 cm

• Ancho(A): 3.7 cm

• Grosor: 0.5 cm

• Diámetro de los agujeros: 1.5 cm (21 agujeros)

• Distancia entre círculos(bordes): 3.5 cm

• Masa de cada agujero: gr[pic 27]

• [pic 28]

• [pic 29]

CALCULOS Y RESULTADOS

Con los datos obtenidos en el laboratorio armamos el siguiente cuadro:

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Comprobando teóricamente

Con los resultados ya obtenidos experimentalmente, procedemos a verificarlos usando los métodos teóricos:

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