Pendulo fisico
Enviado por RIVERA ANGUIANO CINTHYA MARIANA • 21 de Noviembre de 2022 • Documentos de Investigación • 4.139 Palabras (17 Páginas) • 209 Visitas
[pic 1]
UAM Azcapotzalco
CBI
Trimestre 22-0
UEA- 1111093
Laboratorio de Cuerpo Rígido y Oscilaciones
Profesores: René Molnar de la Parra
Gabriela Isabel Vera Garfias
Reporte 2
“Péndulo”
Equipo 2
Adauta Espinoza Nadia 2213000305 Aguilar Reyes Uriel 2212004934
Arriaga Badillo Diego Adrian 2212001906
Lorenzo Galindo Irving 2212000927 Mateo Pacheco Gustavo 2192003680
Rivera Anguiano Cynthia Mariana 2213000136
Objetivos del experimento
Objetivos generales:
- Comprueba la simetría del péndulo físico.
- Determinación de la aceleración de la gravedad mediante un péndulo físico
Objetivos especifìcos:
- Medir el periodo de un péndulo simple (barra horizontal) en un determinado plano de oscilación.
- Determine la masa del péndulo.
Introducción
Péndulo simple
Un péndulo simple está constituido por un hilo sin peso e inextensible del que pende un cuerpo pesado, cuya masa está concentrada en su centro de masas.
Para pequeñas amplitudes, su movimiento es armónico simple, cuyo periodo de oscilación T depende sólo de la longitud L del péndulo y de la aceleración de la gravedad g , cumpliéndose que
T = 2 (1)[pic 2]
Péndulo Físico
Cuando un cuerpo pesado (por ejemplo, un disco metálico) no pende de un hilo sin peso sino de un cuerpo con masa no despreciable (por ejemplo, una barra metálica) tenemos un péndulo físico.
Se denomina pues como péndulo físico todo cuerpo rígido capaz de pivotear en torno a un eje horizontal fijo como se muestra en la figura 1.
[pic 3]
Si el péndulo se desplaza de su posición de equilibrio como se muestra en la figura, aparece un torque ejercido por la fuerza de peso en la dirección del eje que pasa por el punto de suspensión, que hace girar el péndulo en una dirección contraria a su desplazamiento angular θ y así de esta forma se puede llevar al péndulo de nuevo a la posición de equilibrio donde no se va detener ya que por la inercia el péndulo seguirá hasta volver a detenerse para seguir oscilando.
La ecuación de este movimiento es la siguiente
t=m*g*b*senθ =I *a (3)[pic 4]
Donde I es el momento de inercia del péndulo físico que está respecto a un eje el cual pasa por el punto de suspensión de 0 y b es la distancia que separa de masa ( c.m) del punto de suspensión.
L= (4)[pic 5][pic 6]
Esta ecuación diferencial no es lineal por lo que no corresponde a la ecuación diferencial de un un oscilador armónico pero al usar pequeños ángulos de modo que se pueda considerar senla ecuación se transforma en la siguiente.[pic 7][pic 8]
(4)[pic 9]
la cual sí corresponde a la ecuación de un oscilador armónico que su frecuencia angular es
w[pic 10]
y su periodo es
T = 2 (2)[pic 11]
Al comparar esta ecuación con la del péndulo simple entonces escribiremos la sig ecuacion
L = [pic 12]
Material y desarrollo experimental
[pic 13]
-Varilla
-Flexómetro
-Soporte universal
-Smart timer
-Transportador
-Balanza
Fig 2. Materiales de la práctica.
Desarrollo experimental
- Primero con el flexómetro se medirá la varilla y a la mitad de esta se colocará una marca que indicará el centro de masa, aparte en una balanza vamos a medir el peso de la varilla.
[pic 14]
Fig 3. Medición de la varilla.
- Después se va a montar el smart timer junto al soporte universal.
- Se observa que hay 14 agujeros en cada mitad de la varilla así que ocuparemos cualquiera de los dos, entonces mediremos la distancia desde la marca que colocamos a la mitad hasta el primer hoyo, pero se debe medir hasta donde termina el orificio, no en el centro de este.
- Luego vamos a colocar la varilla en el soporte universal por el mismo agujero al que medimos su distancia y ajustaremos su altura para que la varilla interaccione con el láser que va conectado al smart timer.
[pic 15]
Fig 4. Colocación de varilla en soporte universal.
- Ahora con el transportador vamos a colocar la varilla a un ángulo de 15 grados respecto del soporte universal.
[pic 16]
Fig 5.Ubicación de la varilla a 15 grados.
- Por último soltaremos la varilla y el smart timer se encargará del tiempo que le toma para ir y regresar haciendo un período.
Datos u observaciones
Datos
-El momento de inercia obtenido por el modelo matemático es exclusivo para una varilla.
...