Laboratorio: PÉNDULO FÍSICO

PÉNDULO FÍSICO

[pic 1]

Laury Vanessa Cobo Pérez                                                                                                 José David López Henríquez                                                                                                  Jesús David Palencia Real

RESUMEN

Se estudió la oscilación de un péndulo físico, en el cual se buscó analizar algunos conceptos como el periodo de oscilación del péndulo y como se ve afectado este valor cuando se  modificó la distancia del punto de rotación al centro de masa, también se calculó el centro de masa del cuerpo de estudio, en donde se obtuvieron los resultados mostrados en la tabla no. 1

Palabras claves: oscilación, momento de inercia; periodo.

ABSTRACT

The aim of this current laboratory report which is titled The Physical Pendulum is to study the swing of a pendulum. At the same time, different concepts that are related as the period of oscillation of a pendulum and the way how it was affected when the distance from the rotation point to the centre of mass was modified, were analyzed. Also, the centre of mass of the body which was under study was calculated and the results were placed in the chart N°1.

Keywords: swing, moment of inertia; period.

INTRODUCCIÓN

Muchos tipos de movimiento se repiten una y otra vez: la vibración de un cristal de cuarzo en un reloj de pulso, la péndola oscilante de un reloj con pedestal, las vibraciones sonoras producidas por un clarinete o un tubo de órgano y el movimiento periódico de los pistones de un motor de combustión. A esta clase de movimiento le llamamos movimiento periódico u oscilación. Esta experiencia de laboratorio tiene como objetivo comprender las oscilaciones de un péndulo físico, es decir, se analizara las conductas y características del periodo, por otro lado se calculara el momento de inercia del péndulo partiendo de la medida del brazo de giro y el periodo. Un péndulo físico es cualquier péndulo real, que usa un cuerpo de tamaño finito, en contraste con el modelo idealizado de péndulo simple en el que toda la masa se concentra en un punto.

FUNDAMENTO TEÓRICO

Suponga que usted equilibra un gancho de alambre de modo que la punta esta sostenida por su dedo índice extendido. Cuando usted da al gancho un pequeño desplazamiento angular (con su otra mano) y luego lo libera, oscila. Si un objeto que cuelga oscila en torno a un eje fijo que no pasa a través de su centro de masa y el objeto no se puede aproximar como una masa puntual, no se puede tratar al sistema como un péndulo simple. En este caso, el sistema se llama péndulo físico.1

Considere un objeto rígido con centro de eje en un punto O que está a una distancia d del centro de masa (figura 1). La fuerza gravitacional proporciona un momento de torsión en torno a un eje a través de O, y la magnitud de dicho momento de torsión es

, donde  es como se muestra en la figura 1[pic 2][pic 3]

                     [pic 4]                        

   Figura  1. Dinámica de un péndulo físico

El objeto se modela como un objeto rígido bajo un momento de torsión neto y usa la forma rotacional de la segunda ley de Newton,  donde  es el momento de inercia del objeto en torno al eje a través de O. El resultado es[pic 5][pic 6]

[pic 7]

[pic 8]

Por lo tanto la frecuencia angular está dada por:

[pic 9]

:

El periodo está dado por:

[pic 10]

Este resultado se puede usar para medir el momento de inercia de un objeto rígido plano. Si se conoce la posición del centro de masa y, por lo tanto, el valor de d, se obtiene el momento de inercia al medir el periodo.2

METODOLOGÍA

Para llevar a cabo el experimento se utilizaron la siguientes materiales:

• Regla perforada
• Cinta métrica
• Soporte universal
• Cronómetro

El sistema consistió en suspender una regla perforada en un pivote  de forma vertical y poniendo a oscilar, luego se cambia de orificio para saber qué efecto tiene en la oscilación figura 2.

           [pic 11]

           Figura  2. Montaje péndulo físico

RESULTADOS Y CONCLUSIONES

Los datos que se obtuvieron en esta experiencia son los siguientes tabla 1:

Tabla 1. Datos experimentales péndulo físico

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