Informe de laboratorio péndulo simple

PÉNDULO SIMPLE

ESTUDIO DE LA RELACIÓN ENTRE EL PERIODO Y LA LONGITUD, MASA Y AMPLITUD

1Guerra Puertas Stefany Carolina, 1Sarmiento Villarreal Emmanuel

1Estudiantes de III Semestre, Ingeniería Química

Asignatura de Física II, Laboratorio de Física

Profesor: Jose Reslen Eugenio.

Facultad de Ingeniería, Universidad del Atlántico

Marzo 25-2014

RESUMEN

En éste informe de laboratorio se presenta la evidencia e información obtenidas a partir de la experiencia de laboratorio número uno, en la cual se pretendía estudiar la dependencia del periodo de un péndulo con respecto a la longitud, la masa y la amplitud del mismo. Para ello, se realizaron varios experimentos buscando analizar el comportamiento de las demás variables cuando una de éstas permanecía constante. Luego se hicieron los cálculos que conllevaron a la determinación del periodo del péndulo en cada experimento llevado a cabo y se construyeron gráficos que permitieron visualizar mejor los datos obtenidos. Finalmente se concluyó que el período de un péndulo depende su longitud, más no de su masao su amplitud. Palabras clave: amplitud, longitud, período, oscilación.

ABSTRACT

This laboratory report presents the evidence and information obtained from laboratory experience number one, which was intended to study the dependence of the period of a pendulum with respect to it’s length, mass and extent. To this end, several experiments aimed to analyze the behavior of other variables when one of them remained constant, were performed. Then the calculations that led to the determination of the period of the pendulum in each experiment were made and graphs were constructed and allowed a better visualization of the data. Finally it was concluded that a pendulum’s period depends on it’s length, but not it’s mass or breadth. Keywords: width, length, period, oscillation.

INTRODUCCIÓN

Cuando un objeto realiza un movimiento y después de un intervalo de tiempo fijo regresa a una posición conocida, decimos que ha realizado un movimiento periódico u oscilación. En la vida cotidiana están presentes muchos movimientos periódicos. Los latidos del corazón, un columpio, y las aspas de un ventilador, son algunos ejemplos.

MARCO TEÓRICO

Un movimiento periódico se caracteriza por tener una posición de equilibrio estable y una fuerza restauradora que lo lleva a su posición de equilibrio nuevamente cuando se aleja de ésta. Sin embargo, cuando alcanza dicha posición, ha adquirido cierta energía cinética que le hace dirigirse continuar el movimiento hasta una distancia máxima, donde volverá a ser impulsado a la posición de equilibrio.

[pic 1]

Fig. 1. Fuerzas que actúan sobre el péndulo.

El péndulo es un sistema mecánico que presenta un movimiento periódico. Este sistema consta de una masa m, suspendida en una cuerda ligera con una longitud L fija en el extremo superior. El movimiento se da en el plano vertical y es impulsado por la fuerza gravitacional. Las fuerzas que actúan sobre la masa son la tensión T que ejerce la cuerda, y la fuerza gravitacional.

De acuerdo a la figura 1, aplicando la segunda ley de Newton del movimiento tenemos:

[pic 2]

Donde x es la posición medida a lo largo del arco y el signo negativo indica que la fuerza actua hacia la posición de equilibrio.

La frecuencia angular  es:[pic 3]

[pic 4]

El periodo del movimiento es:

[pic 5]

Ecuación 1. Período de un péndulo.

De acuerdo a estas ecuaciones el periodo de un péndulo simple sólo depende de la longitud de la cuerda y de la aceleración gravitacional.

MÉTODO EXPERIMENTAL

Para esta experiencia se preparó el montaje de un sistema que consistía en una masa esférica suspendida de una cuerda con el extremo superior atado a un soporte fijo y de tal manera que formara un triángulo con la base hacia arriba. La variación de la masa se obtuvo agregando plastilina al cuerpo esférico.

DATOS

Tabla 1. Medida del período con amplitud y masa constantes.

Tabla 2. Medida del período con longitud y masa constantes.

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