PRÁCTICAS DE LABORATORIO: PÉNDULO SIMPLE

FÍSICA I.

PRÁCTICAS DE LABORATORIO: PÉNDULO SIMPLE.

AUTOR: MARTÍN MESPOLLET GARCÍA.

5415011 V.

GRADO EN INGENIERÍA MECÁNICA.                              CENTRO ASOCIADO DE A CORUÑA.

Material utilizado.

• Cuerpo oscilante y varios pesos.
• Sedal de masa despreciable.
• Regla graduada y soporte.
• Cronómetro.

Introducción teórica.

El péndulo simple consiste en una masa m, que se encuentra suspendida de un punto fijo O por medio de un hilo inextensible cuya masa es despreciable y longitud l, que oscila alrededor de otro punto fijo en la misma vertical que O.

 Este sistema transforma la energía potencial, relativa a su altura vertical, en energía cinética, relativa a su velocidad, y viceversa, debido a la acción de la fuerza gravitatoria “mg” que ejerce la Tierra sobre la masa m. El movimiento oscilatorio resultante queda caracterizado por los siguientes parámetros:

• Oscilación completa o ciclo: es el desplazamiento de la esfera desde uno de sus extremos más alejados de la posición de equilibrio hasta su punto simétrico (pasando por la posición de equilibrio) y desde este punto de nuevo hasta la posición inicial, es decir, dos oscilaciones sencillas.

• Periodo: es el tiempo empleado por la esfera en realizar un ciclo u oscilación completa.
• Frecuencia: es el número de ciclos realizados en la unidad de tiempo.
• Amplitud: es el máximo valor de la elongación o distancia hasta el punto de equilibrio, que depende del ángulo α entre la vertical y el hilo.

Para pequeñas amplitudes (senα≈α), el movimiento oscilatorio del péndulo es armónico simple, y el periodo de oscilación T viene dado por la fórmula:

T= 2π[pic 1]

Es decir, el tiempo de oscilación no depende ni de la masa m (para amplitudes pequeñas) ni de la amplitud inicial, por lo que puede calcularse g a partir de medidas de tiempos T y longitudes l:

g= 4π²[pic 2]

A) Comprobación del isocronismo del péndulo.

Para ello, hemos separado el péndulo de su posición de equilibro unos 5º y contado el tiempo que tarda en dar 40 oscilaciones. Hemos repetido tres veces este procedimiento y hemos comprobado que el período es el mismo.

B) Comprobación de que el período no depende del ángulo para oscilaciones pequeñas.

A continuación, hemos repetido el procedimiento anterior, pero esta vez la amplitud fue de 10º. Comparando los resultados obtenidos con los del apartado A, vemos que no se produce una variación apreciable en el período.

C) Comprobación de que el período no depende de la masa.

Para esta comprobación hemos cambiado el peso oscilante, en vez del de 1 kg hemos puesto el de 1,4 kg. Y hemos realizado los procedimientos de los apartados A y B, obteniendo los mismos resultados.

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