PENDULO SIMPLE (Practica 8)

PENDULO SIMPLE (Practica 8)

SIMPLE PENDULUM (Practice 8)

Álvarez. J, Carrillo J, Medina L, Mora E, Piñeros K.

Resumen

     Tras la práctica de laboratorio fue implementado un modelo experimental que logra comprender el movimiento de un péndulo simple, este modelo consta de materiales o elementos como: un soporte Universal, un cronometro para la toma de tiempos con un margen de error de (±0,01s),  una regla de error (±0,001m) esta es utilizada para la toma de las 10 longitudes de la cuerda o hilo y un cuerpo de masa despreciable, el laboratorio consiste en estimar el valor aproximado de la gravedad en la universidad santo tomas (sede loma linda)  y comparar este valor con la gravedad de la tierra. Con el uso de este modelo se logra experimentar los periodos de oscilación y con ello analizar gráficamente el comportamiento lineal de la gravedad.

Abstract

    “After laboratory practice was implemented an experimental model that manages to understand the movement of a simple pendulum, this model consists of materials or elements such as: a universal holder, a timer for timing with a margin of error of (± 0, 01s), an error rule (± 0.001m) is used to take the 10 lengths of the string or wire and a body of negligible mass, the laboratory consists of estimating the approximate value of gravity at the university Santo Tomas (Seat pretty hill) and compare this value with the gravity of the earth. With the use of this model it is possible to experiment the periods of oscillation and with this to analyze graphically the linear behavior of the gravity”

Palabras claves

Movimiento periódico (Periodic motion), Gravedad (Gravity), periodo (period), frecuencia (frequency)

Introducción 

El péndulo es un sistema físico que puede oscilar bajo la acción gravitatoria u otra característica física (elasticidad, por ejemplo) y que está configurado por una masa suspendida de un punto o de un eje horizontal fijos mediante un hilo, u otros elementos; este tipo de mecanismos es de mucha aplicabilidad en la vida del ser humano, entre ellos es importante destacar: un reloj pendular, una grúa de demolición, un pendiente, etc. aunque su estructura y condiciones de ejecución no son exactamente

Iguales a las de un péndulo simple, son tal vez los ejemplos más ilustrados de este fundamento físico, en este laboratorio se logra demostrar y analizar los componentes físicos de aquellos factores de interacción externa como lo es la gravedad.

Objetivos

-Estimar la gravedad que hay en la universidad santo tomas (sede loma linda)

-comparar y analizar la gravedad de la universidad con la gravedad de la tierra

-analizar el comportamiento de un péndulo simple.

Marco Teórico

Péndulo simple

Un péndulo simple se puede considerar como una masa puntual, suspendida de una cuerda o varilla de masa despreciable. Es un sistema resonante con una frecuencia de resonancia simple. Para pequeñas amplitudes, el periodo de tal péndulo, se puede aproximar por:

[pic 1]

Si la vara no tiene una masa despreciable, entonces debe ser tratada como un péndulo físico.[pic 2]

Periodo del péndulo simple

Una masa puntual colgando de una cuerda sin masa, es un ejemplo idealizado de un péndulo simple. Cuando se desplaza desde su punto de equilibrio, la fuerza de restauración que lo trae de nuevo al centro, está dada por[pic 3]

[pic 4]

Para pequeños ángulos θ, podemos usar la aproximación

[pic 5]

En cuyo caso la segunda ley de Newton toma la forma

[pic 6]

Y para pequeños ángulos θ la solución es:

[pic 7]

Gravedad

Llamamos así a la fuerza que atrae a dos cuerpos, uno hacia el otro. Es la fuerza que hace que las cosas se caigan y también es la misma que hace que los planetas orbiten alrededor del Sol. Se trata de una de las cuatro interacciones elementales del universo y mientras más grande sea un objeto, mayor será esa fuerza, mayor atracción gravitacional habrá.[pic 8]

Frecuencia

Es la medida del número de veces que se repite un fenómeno por unidad de tiempo. Y viene expresada como:

[pic 9]

Materiales

Para el presente laboratorio fue necesario un transportador, un cuerpo esférico de masa despreciable, una regla, un cronometro, un hilo y un soporte universal.

Análisis/Resultados

1) cálculo de la gravedad

[pic 10]

Ilustracion1: Péndulo simple /Fundamentos físicos/ dinámica pág. 1-2

Como se muestra en la (ilustracion1) la práctica experimental consiste en tomar el tiempo en que un cuerpo tarda en hacer una oscilación; para cada oscilación solo se tuvo en encueta un ángulo predeterminado (10°) respecto de la vertical y 10 longitudes diferentes para cada oscilación.

Inicialmente con la regla se mide una distancia cualquiera para colgar el cuerpo, se toma el tiempo (recuérdese que el tiempo tomado es el de ida y vuelta es decir una oscilación)  finalmente  tenemos que (ver tabla 1):

Tabla1: sección experimental péndulo simple

Veamos ahora una representación gráfica de la gravedad (ver grafica 1)

Grafica 1: Representación lineal de la gravedad experimental

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