Pendulo Fisico

Práctica 1: Péndulo simple y péndulo físico

Fonseca Cornejo Erick Osvaldo, Ortega Conejo Michel Gabriel.

Erick_eofc@hotmail.com, michel.o.conejo@hotmail.com

División de Ingenierías Campus Irapuato-Salamanca (FIMEE). Universidad de Guanajuato

Resumen—Éste documento presenta la experiencia vivida a través de la realización de la práctica No. 1, del curso de “Física II”, conceptos y conocimientos fundamentales de “Péndulo simple y péndulo físico”, es una síntesis básica para comprender cualquier tema que se presente durante dicho tema, incluye la realización de un experimento cuyo objetivo fue entender los conceptos de inercia. El propósito es explicar los temas de la manera más fácil posible para el lector. Y más que hecho poder usar este trabajo para una fuente de consulta en cualquier problema que se ofrezca. Lo importante es optimizar la forma de aprender a dominar tal tema.

Índice de Términos— Momentos Inercia, péndulo, péndulo físico, péndulo simple, masa, densidad, volumen, ejes paralelos.

I. INTRODUCCIÓN

ESTE DOCUMENTO RESUME LA FORMA EN QUE SE UTILIZAN LA TEORÍA VISTA EN CLASE PARA LA REALIZACIÓN DE UN EXPERIMENTO. Si usted se encuentra leyendo esto debe estar deseoso por aprender o reafirmar sus conocimientos

II. CONCEPTOS BÁSICOS DE PÉNDULO: SIMPLE Y FÍSICO.

A. Definición de péndulo

1) Simple:”… es un cuerpo idealizado que de una partícula suspendida de un cordón ligero inextensible.”[1]

2) Físico:“… cuerpo rígido montado de una manera que pueda oscilar en un plano vertical respecto a algún eje que pase por él recibe el nombre de péndulo físico.”[1]

B. Definición de momento de inercia

”…es una medida de la inercia rotacional de un cuerpo, refleja la distribución de masa de un cuerpo o de un sistema de partículas en rotación, respecto a un eje de giro.”[2]

”…indica su resistencia a adquirir una aceleración angular.”[2]

III. EXPERIENCIAS

1) Péndulo 1:

Cuyos datos calculados son:

…se trató como a un péndulo físico, por lo tanto:

…sustituyendo:

… teniendo calculada el momento de inercia, procedemos a hacer la analogía a un péndulo simple, para encontrar la longitud de la cuerda necesaria en el nuevo sistema:

… sustituyendo:

A continuación se calcularan los momentos de inercia desglosados de cada parte del péndulo, tomando en cuenta las dimensiones físicas que tomamos directamente de la figura y los datos recabados por los maestros que ayudaron a nuestro desarrollo.

a) Pieza 1(prisma rectangular):

La pieza está compuesta de hierro ( ). Cómo el prisma es hueco, se dividió en 2 (exterior e interior). Para la primera parte:

Se calculó su volumen, masa y momentos de inercia en dicho orden:

Y lo mismo para la parte interior:

b) Pieza 2(Cilindro):

La pieza está compuesta de acero cold rolled ( ).

Se siguió el mismo procedimiento para el cálculo de una parte de la primera pieza:

c) Pieza 3(Cilindro delgado):

La pieza está compuesta de hierro ( ).

Se siguió el mismo procedimiento que los anteriores:

Al final de calcular los momentos de inercia y sus masas, hacemos las sumatorias respectivas:

2) Péndulo 2:

Todos los cálculos de este péndulo son analógicos al péndulo 1, así que se omitirá la explicación, solo tomando en cuenta que las densidades y tipo de materiales se mantienen y los nuevos datos son:

Cálculo de momento de inercia:

Longitud necesaria de la cuerda:

a) Pieza 1(prisma rectangular):

a) Pieza 2(Cilindro):

a) Pieza 3(Cilindro delgado):

Y por último las sumatorias:

IV. LAS UNIDADES

Nos basamos en el Sistema Internacional (MKS):

V. ALGUNOS ERRORES COMUNES

Se debe ser muy cuidadoso al rectificar que de la formula salgan las unidades correctas, de acuerdo a lo que estamos calculando. Por ejemplo, si se calcula una inercia al usar una fórmula para ello debe salir kgm^2.

VI. CONCLUSIONES

Al final de la práctica pudimos obtener varias afirmaciones, en primer lugar, deberíamos de haber demostrado que el momento de inercia experimental (el que calculamos primero) y el teórico (desglosado) deberían coincidir o aproximarme arto:

Péndulo 1: 0.02139357631 vs 0.02208883903

Péndulo 2: 0.02294436873 vs 0.02889145636

Y como se puede apreciar difieren un poco, tal como- se esperaba, a posibles errores en la medición de la pieza, la medición del periodo y/o los datos recabados acerca de los materiales (no son de hierro o cold rolled puro)

Y ocurrió algo similar con las masas:

Péndulo 1: 458g vs 409g

Péndulo 2: 466g vs 506g

Lo que hace aún más evidente algunos de los posibles errores cometidos ya mencionados.

Llegamos también a la conclusión de que se necesita, para el péndulo 1, cerca de 20.5 cm de cuerda para transformar el péndulo físico a un péndulo simple, respetando el mismo periodo; y, para el péndulo 2, 23cm.

Sin embargo, ésta práctica a resultado

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