INFORME PENDULO FISICO Movimiento Armónico Simple (MAS)

PENDULO FISICO

Joel torres ¹, Luis Jiménez ¹, Benedith Escalante Sierra

1Ingeniería industrial ,² Ingeniería Eléctrica, ingeniería ambiental

Laboratorio de Física Calor Ondas

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Resumen

En este laboratorio se analiza el comportamiento de un cuerpo sometido a un movimiento pendular, a dicho cuerpo se le estudia fenómenos tales como la relación entre el periodo de oscilación, su momento de inercia y su Angulo. Entre otros fenómenos que ocurren al someter a un cuerpo a un movimiento pendular .al igual se explicara el motivo de porque los resultados experimentales obtenidos variaron significativamente.

Palabras claves

 Péndulo , oscilación , inercia, centro de masa , movimiento pendular.

Abstract

In this laboratory, the behavior of a body subjected to a pendulum movement, said body is studied phenomena such as the relationship between the period of oscillation , its moment of inertia and its angle is analyzed . Among other phenomena occurring by subjecting a body to a pendulum .al like the reason that the experimental results varied significantly explain.

Key words

Pendulum swing , inertia, center of mass, pendulum motion .

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1. Introducción

Cuando se suspende un sólido rígido 1 de un punto que no pasa por su centro de masas (CM) y se separa de su posición de equilibrio, dicho solido realiza un movimiento oscilante bajo la acción de su propio peso y recibe el nombre de péndulo. Estudiando las características de su movimiento se puede inferir que tiene interesantes aplicaciones, una de las cuales, enunciada en el tıtulo, será objeto de este experimento.

2.  Fundamentos Teóricos

2.1 Movimiento Armónico Simple (MAS)

Está tipificado por el movimiento de una masa que cuelga de un muelle, cuando está sometida a la fuerza de recuperación de su elasticidad lineal, dada por la Ley de Hooke.

2.2 Péndulo Físico

Un péndulo físico es cualquier cuerpo rígido que puede oscilar alrededor de un eje horizontal bajo la acción de la fuerza de gravedad. 

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Fig. 1 Oscilación en un instante dado.

La distancia desde el punto de apoyo hasta al centro de gravedad del cuerpo es igual a b. En la misma Figura se representan las fuerzas que actúan sobre el cuerpo rígido. Si el momento de inercia respecto a un eje que pasa por O del cuerpo rígido es  [pic 6], la segunda ley de Newton de rotación da como resultado,

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Se debe observar que la fuerza de reacción R que ejerce el pivote en O sobre el cuerpo rígido no hace torque, por lo que no aparece en la ecuación. Además, también es necesario resaltar que esta ecuación diferencial no es lineal, y por lo tanto el péndulo físico no oscila con M.A.S. Sin embargo, para pequeñas oscilaciones (amplitudes del orden de los 10º) , [pic 10], por tanto,

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es decir, para pequeñas amplitudes el movimiento pendular es armónico. La frecuencia angular propia es:

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el periodo y la frecuencia propios serán:

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La cinemática del movimiento pendular para pequeñas oscilaciones es en función de las variables angulares (elongación angular, velocidad angular y aceleración angular),

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2.3 Leyes del péndulo físico

• Longitud del péndulo (L) es la distancia entre el punto de suspensión y el centro de gravedad del péndulo.
• Oscilación simple es la trayectoria descrita entre dos posiciones extremas
• Oscilación completa o doble oscilación es la trayectoria realizada desde una posición extrema hasta volver a ella, pasando por la otra extrema (arco ABA). Angulo de amplitud o amplitud (alfa) es el ángulo formado por la posición de reposo (equilibrio) y una de las posiciones extremas. 
• Período o tiempo de oscilación doble (T) es el tiempo que emplea el péndulo en efectuar una oscilación doble. 
• Tiempo de oscilación simple (t) es el tiempo que emplea el péndulo en efectuar una oscilación simple.
• Frecuencia (f). Es el número de oscilaciones en cada unidad de tiempo.

f=número de oscilaciones/tiempo

3. Desarrollo experimental

En primera instancia se midieron las longitudes el largo, ancho de la barra metálica y la distancia desde los orificios hasta el centro de masa.

Luego ubicamos la barra en el péndulo a partir del segundo orificio, clocándolo a un ángulo de 50 ° durante diez oscilaciones completas. Haciendo el mismo procedimiento variando los orificios.

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