Movimiento en Péndulo

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Universidad de los Andes

Facultad de Ingeniería y Ciencias Aplicadas

Péndulo

Profesor:

Carlos Cartes

Integrantes:

Álvaro Fernández

Andrea Miranda

Trinidad Montero

Hatsumi Nakamura

Pedro Naretto

Fecha de entrega:

                    19 / 05 / 2017

Índice:

Introducción                                                                            2                                                                 

Descripción y Explicación                                                       3

Desarrollo                                                                               4                                                                         

Conclusiones                                                                          6

Anexos                                                                                   7

Introducción:

En la experiencia práctica del segundo laboratorio se trabajó con los conceptos de masa, torque, momento de inercia, frecuencia angular, amplitud y rapidez angular. El período, según su fórmula, depende de la frecuencia angular y la frecuencia angular se puede obtener de las ecuaciones de movimiento que se pueden deducir a partir de la ecuación de torque. El objetivo de esta experiencia consistió en analizar un péndulo y ver como el período se modificaba según el ángulo del péndulo. Luego comparar el resultado del experimento con el teórico. Esto se logró mediante una experiencia en laboratorio.

                            Durante el laboratorio, se realizó el siguiente procedimiento. Se situó el péndulo en un ángulo cualquiera, y luego, se soltó el péndulo. Al realizar este, 10 veces su “recorrido” o su período, detuvimos el computador y tomamos el promedio de los datos obtenidos. Para las próximas mediciones, se usó distintos grados, que visualmente se notaba que eran disímiles a las ya utilizadas y se siguió el mismo procedimiento.

                            Con los resultados de este experimento se obtuvo la rapidez angular y la posición angular, que con eso se pudo determinar la frecuencia angular. Al conocer la frecuencia angular se logró establecer los periodos para cada ángulo distinto y poder compáralos.

Descripción y Explicación:

En esta ocasión la experiencia práctica se centra en el estudio de un péndulo físico, para esto es necesario tener presente cuales son las variables que influyen en su medición. El péndulo físico consiste en un sólido rígido de forma arbitraria que oscila en un plano vertical alrededor de un eje perpendicular a ese plano, que contenga a su centro de masas.

Este laboratorio analiza la dinámica del péndulo, se calcula la amplitud máxima (inicial), la velocidad angular máxima y el periodo de oscilación que alcance, para comparar el cálculo experimental con el teórico y así determinar el margen de error y que es lo que influye en la precisión de la medición.

El experimento realizado consistió en dos masas (si se tienen las masas colocarlas) ubicadas a lo largo de una varilla, una el extremo inferior y otra un poco más arriba casi al centro (si están los centímetros colocarlos). La varilla se acopla al sensor de rotación mediante un disco plástico que se ajusta al eje. Luego se toma el extremo inferior de la varilla, se levanta a cierta altura y se deja caer, este procedimiento se repite cinco veces a diferentes alturas.

El objetivo de la experiencia es analizar el comportamiento del péndulo físico, por lo tanto, es necesario que se realicen distintas mediciones que abarque un mayor rango de posibilidades. Los datos fueron recopilados mediante el sensor de movimiento rotatorio, la interface (UI-550 o Science Workshop 500/750) y el software Capstone, también entrega gráficos de las oscilaciones de cada uno de los casos estudiados, los cuales se anexan al final de este informe.

Desarrollo:

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La actividad consistió en, a través de un sistema de péndulo y de pesos constantes, calcular el ángulo máximo y la velocidad angular máxima que se alcanzaba en cada uno de los intentos. Para esto se iniciaba el software, luego se subían los pesos hasta una altura cualquiera, se mantenía unos segundos y se dejaba caer, se dejaba oscilar durante 10 segundos y luego se detenía el software. Durante el tiempo en que funcionaba el software, se graficaba la función posición angular junto con el gráfico de la función velocidad angular de donde se obtenía toda la información necesaria para el experimento. Este procedimiento se repetía entre 4 y 5 veces cambiando el ángulo inicial del péndulo.

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