LABORATORIO N° 1 PENDULO SIMPLE.

LABORATORIO N° 1 PENDULO SIMPLE

IVAN STIVEN RODRIGUEZ CONTRERAS                               Universidad  Pedagógica y Tecnológica de Colombia Física II

William Alfonso Pacheco Serrano[pic 2]

Resumen

En este laboratorio estudiaremos el movimiento de un péndulo simple, el cual se define como una partícula de masa m suspendida de un punto por un hilo inextensible de longitud y de masa despreciable. La partícula se desplaza a una posición 0 (ángulo que hace el hilo con la vertical) y luego se suelta, el péndulo comenzara a oscilar.

El desarrollo de la práctica se centra en comprender el comportamiento de un péndulo simple,  para  poder  estudiar  este  movimiento  se  debe  tener  conceptos  básicos,  como periodo, frecuencia, gravedad, y todos aquellos que influyen en el comportamiento de la partícula en el sistema. Para demostrar dicho movimiento se realizó un montaje, donde se utilizó un cronometro. A la vez se ubicaba en la mitad del sistema una esfera que era suspendida por hilo, a cierta longitud.

El siguiente informe se desarrollan  los conceptos básicos que nos llevan a  analizar el comportamiento del péndulo simple como lo es la frecuencia, el periodo y el tiempo teniendo en cuenta las indicaciones de la clase y así poder identificar  el comportamiento del péndulo y analizar gráficamente los resultados. Para esto se realizan montajes en los cuales se cambian la longitud de la cuerda, y  así  observar el número de oscilaciones de acuerdo a estas longitudes y la magnitud del ángulo que  interviene en este movimiento.

Palabras Clave: Movimiento Armónico Simple, Péndulo, Periodo, Longitud, Oscilación.

INTRODUCCIÓN:

El fin de este experimento es analizar el comportamiento de un péndulo simple ante la variación de su largo y su masa. Para ello se miden el período (T) en distintas ocasiones. Esto se realiza variando dichos parámetros por separado, es decir, se realiza una medición donde se varía el largo de la cuerda y otra en donde se varía la masa.

Con los datos obtenidos, se desea realizar un análisis gráfico. El mismo se utiliza para averiguar la expresión analítica que relaciona dichos parámetros y el período de oscilación.

OBJETIVOS:

Armar correctamente diferentes péndulo simple, además de saber que es un péndulo simple.

Llegar al valor de la gravedad en cualquier lugar por medio de la práctica.

Saber cómo se comporta el periodo cuando variamos alguna variable.

MARCO TEORICO:

Las leyes del péndulo son cuatro, a continuación las enunciaremos:

1. El péndulo de oscilación de un péndulo es independiente de la naturaleza de la masa pendular.

2. El periodo de oscilación de un péndulo es directamente proporcional a la raíz cuadrada de la longitud.

3. El periodo de oscilación es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la gravedad.

4. Las pequeñas oscilaciones son isócronas. Algunas aplicaciones del movimiento pendular, pueden serlas siguientes:

Para medir el tiempo en relojes de péndulo.

Para medir la aceleración de la gravedad en cualquier parte.

Para comprobar la rotación de la tierra (esto con el péndulo de Foucault).

Para dibujar figuras como las de lisajaus. Otro término importante en este tema, es el de un péndulo compensado, este péndulo sirve es para compensar en péndulos la variación del periodo, cuando hay cambios de temperatura, ya que a veces con la temperatura, aumenta la longitud y por consiguiente el periodo. Este consiste de varias varillas las cuales son algunas de distinto material.

Se denomina péndulo simple (o péndulo matemático) a un punto material suspendido de un hilo inextensible y sin peso, que puede oscilar en torno a una posición de equilibrio. La distancia del punto pesado al punto de suspensión se denomina longitud del péndulo simple. Nótese que un péndulo matemático no tiene existencia real, ya que los puntos materiales y los hilos sin masa son entes abstractos. En la práctica se considera un péndulo simple un cuerpo de reducidas dimensiones suspendido de un hilo inextensible y de masa despreciable comparada con la del cuerpo. En el laboratorio emplearemos como péndulo simple un sólido metálico colgado de un fino hilo de cobre. El péndulo matemático describe un movimiento armónico simple en torno a su posición de equilibrio, y su periodo de oscilación alrededor de dicha posición está dado por la ecuación siguiente.

[pic 3]

Donde L representa la longitud medida desde el punto de suspensión hasta la masa puntual y g es la aceleración de la gravedad en el lugar donde se ha instalado el péndulo.

El Péndulo  fue  descubierto originalmente  por  Galileo,  quien estableció que el periodo de oscilación es independiente a la amplitud (distancia máxima  que  se  aleja  el  péndulo  de  la posición de equilibrio. Si no que depende de la longitud del hilo.

[pic 4]

MATERIALES:

1. Cronometro.

2. Cina métrica.

3. Soporte universales.

4. Balanzas. 

5. Calculadoras.

6. Masas de 50g y 40g.

7. Piola.

[pic 5]

METODOLOGIA:

1. Para medir los períodos en función del largo del péndulo (L), se cuelga una masa de valor constante de una cuerda y a esta se la hace oscilar sin que el ángulo de desplazamiento supere los 10º.

2. Luego se toman los períodos de oscilación para distintos largo de la cuerda y se registran en las tablas.

3. Con los datos obtenidos se realizan los gráficos de T en función de L, tanto en escalas logarítmicas como lineales.

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