LABORATORIO DEL CUERPO RÍGIDO Y OSCILACIONES

[pic 1][pic 2]

 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA

UNIDAD AZCAPOTZALCO

DIVISIÓN DE CIENCIAS BÁSICAS E INGENIERÍA

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS BÁSICAS

ÁREA DE FÍSICA

LABORATORIO DEL CUERPO RÍGIDO Y OSCILACIONES

Profesor titular: Catalina Ester Haro Pérez

Profesor ayudante:  Miguel Lorenzana

Fecha de entrega: 29 de junio del 2017

AUTORES:

Cabrera Castro Alexis Fredy

Verver y Vargas Salas José Alberto

Tellez Dominguez Victor Hugo

Lopez Gomez Rosandra

Rodríguez Lázaro Valentín

Equipo No.: 2                 Práctica No.: 6 “PÉNDULO FÍSICO”

ÍNDICE

Fundamentos teóricos……………………………………1

Descripción del dispositivo experimental………..3

Desarrollo experimental………………………………….4

Resultados obtenidos……………………………………..4

Observaciones………………………………………………..11

Conclusiones………………………………………………….12

Bibliografía…………………………………………………….13

OBJETIVOS

1. Determinar el momento de inercia de una varilla con respecto a su centro de masa.
2. Determinar el valor de la gravedad experimentalmente.

FUNDAMENTOS TEÓRICOS

El péndulo físico o compuesto es cualquier sólido rígido que pueda oscilar, bajo la acción de la gravedad, alrededor de un eje horizontal que no pase por su centro de gravedad. En este caso el sólido es una barra metálica y cilíndrica. Para pequeñas oscilaciones el periodo del péndulo compuesto viene dado por:

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Donde I es el momento de inercia respecto al eje horizontal que pasa por el punto de suspensión O, es la masa del cuerpo, g es la aceleración de la gravedad, h es la distancia entre el centro de gravedad del cuerpo y el punto de suspensión del péndulo.

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El momento de inercia de cualquier objeto sobre un eje a través de su centro de masa es el momento de inercia mínimo sobre un eje en esa dirección del espacio. El momento de inercia sobre un eje paralelo a ese eje que pasa por el centro de masa está dado por:

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La expresión añadida al momento de inercia sobre el centro de masa se reconoce como el momento de inercia de una masa puntual. El momento de inercia en torno a un eje paralelo es la suma del momento de inercia del objeto sobre su centro de masa, más el momento de inercia de todo el objeto -tratado como una masa puntual en el centro de masa- sobre ese eje paralelo.

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                              El momento de inercia para una varilla rígida, viene dada por la ecuación:

                                                      I=  [pic 7]

                   Donde M es la masa y L, la longitud de la varilla

MATERIAL

• Varilla
• Soporte universal
• Pinza
• Eje de rotación
• Smart timer
• Foto compuerta
• Flexómetro
• Balanza

DESCRIPCIÓN DEL DISPOSITIVO EXPERIMENTAL

El dispositivo consta de una varilla rígida que oscila desde un punto A que va variando con respecto a su centro de masa.  La varilla va sujeta desde el soporte universal, de manera que pueda oscilar libremente. Como se muestra en las siguientes figuras:

[pic 8] [pic 9]

DESARROLLO EXPERIMENTAL

• Medir la varilla de extremo a extremo; medirlo con el flexómetro.
• Pesar la varilla en báscula
• Colocar el soporte universal de tal manera que la varilla pueda oscilar libremente
• Colocar la varilla en el soporte y, desde un punto A, ponerla para que oscile; y la foto compuerta de manera tal que mida la oscilación de la varilla.
• Medir la distancia desde el punto A, al centro de masa.
• Después cambiar el punto A desde el cual oscila. Hacerlo para 11 distintas distancias. Y repetir el procedimiento descrito arriba para cada distancia.
• Apuntar datos en tablas.  

RESULTADOS OBTENIDOS

Dimensiones de la varilla. [pic 10]

Tabla 1 Distancia al centro de masa (cm) vs periodo

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                                                                             X                     Y

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        [pic 13]

En esta práctica no se dio un modelo o fórmula para realizar el ajuste lineal, por lo cual procedimos a utilizar diferentes fórmulas y despejes hasta conseguir una fórmula que relacionara la distancia del centro de masa de la varilla y la gravedad, ya que estas dos serán calculadas de manera experimental y comparadas con los valores teóricos.

Partimos de la fórmula del péndulo compuesto, que está dada por:

[pic 14]

Donde IA= Icm+m[pic 15]

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Y realizamos los despejes correspondientes

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[pic 20]

Eliminando las masas nos queda:

[pic 21]

[pic 22]

Donde:

Y=[pic 23]

B=[pic 24]

X= [pic 25]

A= [pic 26]

Por lo tanto, nos queda la siguiente tabla:

Donde D: Distancia al centro de masa y T: Periodo

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Donde la ecuación de la de recta queda de la siguiente forma: [pic 29]

[pic 30]

Calculo experimental de la gravedad

...