Una invesitgacion interasante de laboratorio
Enviado por Mamar gallo • 24 de Febrero de 2016 • Documentos de Investigación • 622 Palabras (3 Páginas) • 187 Visitas
Péndulo Físico
Erasmo Arteta, Dayana Balza, Carolina Castellanos y
Gabriela Hernández
Profesor Ubaldo Enrique Molina.
Fecha de entrega: 23-09-2014
Laboratorio de Física II. Universidad del Atlántico, Barranquilla
1. Introducción
En esta experiencia de laboratorio se observa el comportamiento y las características de un péndulo que consiste en un cuerpo de masa m suspendido de un punto de suspensión que dista una distancia h(cm) de su centro de masa, que puede oscilar alrededor de un eje horizontal bajo la acción de la fuerza de gravedad. Se analizará el tiempo en el cual hace un determinado número de oscilaciones para calcular el periodo y la gravedad de la tierra; además se tendrá en cuenta las gráficas de T vs h y de T2 h vs h2.
3. Marco Teórico
Un péndulo físico es cualquier cuerpo rígido que puede oscilar alrededor de un eje horizontal bajo la acción de la fuerza de gravedad.
Se producen oscilaciones como consecuencia de desviaciones de la posición de equilibrio, ya que entonces el peso del cuerpo, aplicado en su centro de masas, produce un momento respecto del punto de suspensión que tiende a restaurar la posición de equilibrio. El momento respecto del punto de suspensión O es:
[pic 2][pic 3])
donde h es la distancia entre cm y el punto de suspensión y m es la masa del cuerpo. El módulo de este momento puede escribirse como:
[pic 4]
El signo negativo indica que se trata de un momento recuperador, es decir, actuando en sentido opuesto a las variaciones angulares.
Su período está dado por:
[pic 5]
Donde I es el momento de inercia. Pero la ecuación anterior sufre una pequeña transformación si consideramos el teorema de los ejes paralelos, entonces el período vendría dado de la siguiente manera:
[pic 6]
Donde k es el radio de giro.
El momento de inercia en este caso está dada por la expresión:
[pic 7]
[pic 8]
Donde vemos que el momento de inercia del centro de masa [pic 9][pic 10]= [pic 11][pic 12] en este caso la varilla de hierro que se encuentra en el péndulo compuesto.
4. Desarrollo experimental
Se procedió a montar el péndulo compuesto; luego al hacer variar la distancia al centro de masa de la varilla se midieron 12 alturas de las cuales se obtuvieron 12 tiempos (t) de oscilaciones variando además la posición del eje de positivo a negativo y viceversa para luego determinar el periodo (T) en cada tiempo y la distancia del punto de suspensión al centro de masa (h)
5. Cálculos y Análisis de Resultados
Cálculo del periodo (T) de un péndulo físico:
T = t/n; donde t = tiempo en el que el péndulo tarda en hacer n = oscilaciones, para este caso se dejó oscilar el péndulo 5 veces.
Tabla 1. Relación b-T
N° | h(cm) | h2(cm2) | T(s) | T2h(cm s2) |
1 | 50 | 2500 | 1,62 | 131,22 |
2 | 40,5 | 1640,2 | 1,54 | 96,04 |
3 | 36,5 | 1332,25 | 1,53 | 85,44 |
4 | 28 | 784 | 1,55 | 67,27 |
5 | 20,5 | 420,2 | 1,62 | 53,80 |
6 | 14 | 169 | 1,91 | 51,07 |
7 | 11,5 | 132,25 | 2,02 | 46,92 |
8 | 9 | 81 | 2,29 | 47,19 |
9 | -9 | 81 | 2,29 | -47,19 |
10 | -17,5 | 306,25 | 1,77 | -54,82 |
11 | -24 | 576 | 1,62 | -62,98 |
12 | -31,5 | 992,25 | 1,55 | -75,67 |
Donde:
L = longitud de la regla (112 cm)
h = distancia del punto de suspensión al centro de masa
[pic 13]
[pic 14]
Cálculo de la gravedad (g) de un péndulo físico:
Se despejó la gravedad a partir de la fórmula de periodo de un péndulo físico y se determinó la gravedad en cada caso.
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