Pendulo FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS Y EDUCACIÓN

UNIVERSIDAD  POPULAR  DEL  CESAR[pic 1]

FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS Y  EDUCACIÓN

DEPARTAMENTO DE FÍSICA

LABORATORIOS DE FÍSICA “MIGUEL ÁNGEL VARGAS Z.”

GUÍA DE LABORATORIO No.

OSCILACIONES Y ONDAS: El Péndulo Simple

INTRODUCCIÓN

En el péndulo más sencillo, el llamado péndulo simple, puede considerarse que toda la masa del dispositivo está concentrada en un punto del objeto oscilante, y dicho punto sólo se mueve en un plano. El movimiento del péndulo de un reloj se aproxima bastante al de un péndulo simple. El péndulo esférico, en cambio, no está limitado a oscilar en un único plano, por lo que su movimiento es mucho más complejo.

En esta práctica sólo trabajaremos con el péndulo simple, lo utilizaremos para determinar el valor de la gravedad en nuestro medio y comprobar algunas relaciones y propiedades de los péndulos simples.

1. CONCEPTOS BÁSICOS

El principio del péndulo fue descubierto por el físico y astrónomo italiano Galileo, quien estableció que el periodo de la oscilación de un péndulo de una longitud dada puede considerarse independiente de su amplitud, es decir, de la distancia máxima que se aleja el péndulo de la posición de equilibrio. (No obstante, cuando la amplitud es muy grande, el periodo del péndulo sí depende de ella). Galileo indicó las posibles aplicaciones de este fenómeno, llamado isocronismo, en la medida del tiempo. Sin embargo, como el movimiento del péndulo depende de la gravedad, su periodo varía con la localización geográfica, puesto que la gravedad es más o menos intensa según la latitud y la altitud. Por ejemplo, el periodo de un péndulo dado será mayor en una montaña que a nivel del mar. Por eso, un péndulo permite determinar con precisión la aceleración local de la gravedad.[pic 2]

Mientras la masa oscila, su peso mg produce una componente que se anula por la reacción del hilo y otra componente f  tangente a la trayectoria (ver Fig. 1) y que vale:

           [pic 3]                                          (1)

El signo menos expresa que esta fuerza es siempre de sentido contrario al ángulo [pic 4] si éste se cuenta desde la vertical de equilibrio y que tiende a llevar el péndulo a dicha posición.

Si la amplitud es pequeña se puede sustituir el [pic 5] por el ángulo [pic 6] medido en radianes y, por tanto: [pic 7].

Esa fuerza se puede igualar a la fuerza centrípeta [pic 8]; luego: [pic 9] y como [pic 10], entonces, resulta que: [pic 11]                                             (2).

2. OBJETIVO

Determinar experimentalmente el valor de la gravedad en el medio en el que nos encontramos y comprobar algunas relaciones con los péndulos.

3. MATERIALES

• Dos masas para péndulo
• Un cronómetro de Photogate
• Hilo de seda
• Un metro metálico
• Mordaza con varilla
• Una nuez doble
• Base soporte con varilla

4. PROCEDIMIENTO

4.1 Determinación experimental del valor de la gravedad:

4.1.1 Construye un péndulo como se muestra en la Fig. 2, con una longitud de 1m.

4.1.2 Con  ayuda  del photogate  en  la  posición  “péndulo”,  mide  el período correspondiente. Si es necesario, mide varios valores y saca un promedio.

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