Física Pendulo Amortiguado

MATERIALES

* Soporte universal
* Masa
* Hilo de 70 cm
* Caja de vidrio
* Transportador
* Regla
* Cronometro

PROCEDIMIENTO

Llenamos el recipiente, o la caja de vidrio con agua.
Armamos un péndulo simple con el soporte universal. El hilo que en este caso medía 62 cm y la masa tenia forma de rombo.
Pusimos a oscilar la masa como un péndulo simple, la únicadiferencia era que en este caso, la masa se suspendía 3 cm en el agua.
A continuación medimos con el transportador un Angulo de 30º.
A pesar de que el péndulo oscilo un poco, no pudimos tener unos datos completos en cuanto al tiempo y las oscilaciones, por consiguiente se extrajo un poco la masa para que estuviera suspendida en el agua 1 cm y no 3 cm.

DATOS LABORATORIO

LONGITUD: 62 cmDatos - transportador

A 30º
10 oscilaciones
1 cm (péndulo en el agua)

IZQUIERDA | DERECHA |
26º | 27º |
24º | 24º |
22º | 20º |
16º | 18º |
14º | 16º |
12º | 14º |
11º | 12º |
9º | 11º |
8º | 10º |
7º | 9º |

TIEMPO 1 | TIEMPO 2 | TIEMPO 3 | PROMEDIO | PERIODO |
16.21 seg | 16.11 seg | 15.00 seg | 15.77 seg | 1.577 seg |

ANÁLISIS PRIMERA GRAFICA:

De acuerdo alos datos obtenidos en el laboratorio de física, procedemos a graficar:
La imagen obtenida es parecida a una onda senoidal, con la diferencia en que su amplitud disminuye a medida que pasa el tiempo
Se trata de oscilaciones amortiguadas.
Normalmente los movimientos de oscilación están sometidos a la intervención de fuerzas de rozamiento que disminuyen progresivamente la amplitud de lasvibraciones.
Estas fuerzas de restitución son mucho mayores que las de fricción. (Movimiento oscilatorio sub amortiguado).
La energía del oscilador también disminuye, debido al trabajo de la fuerza Fr de rozamiento viscoso opuesta a la velocidad.

ANÁLISIS SEGUNDA GRAFICA:

En esta parte, procedemos a graficar los ángulos de la parte derecha (en este caso los Ángulos positivos).
A continuaciónobservamos que la imagen obtenida fue una curva, en donde afirmamos que a medida que aumenta el tiempo, disminuye la amplitud.

A 40º
5 oscilaciones
1 cm (péndulo en el agua)

IZQUIERDA | DERECHA |
35º | 35º |
30º | 30º |
27º | 26º |
22º | 22º |
17º | 18º |

TIEMPO 1 | TIEMPO 2 | TIEMPO 3 | PROMEDIO | PERIODO |
8.06 seg | 8.12 seg | 7.94 seg | 8.04 seg | 1.608 seg |

ANÁLISISPRIMERA GRAFICA:

Esta grafica es similar a la anterior, lo único que cambia, es el valor del ángulo principal, (ahora no es 30 sino 40 grados).
Notamos a simple vista que el número de las oscilaciones cambiaron. Ya no eran de 10, sino de 5.
Por tanto, podemos concluir que a medida que aumentamos el ángulo principal, la fuerza de fricción es menor a la fuerza de restitución.
En la segundagrafica notamos que la línea no es curva, sino más bien recta. Esto se debe a que el ángulo es mayor, pasa de 30º a 40º.

Gráfica de un movimiento armónico amortiguado. Constante de fase
Igual a cero. Aunque el movimiento es oscilatorio la amplitud disminuye
Exponencialmente con el tiempo.

A 40º
5 oscilaciones
3.5 cm (péndulo en el agua)

IZQUIERDA | DERECHA |
28º | 20º |
15º | 19º|
8º | 8º |
6º | 4º |
2º | 3º |

TIEMPO 1 | TIEMPO 2 | PROMEDIO | PERIODO |
8.12 seg | 8.24 seg | 8.18 seg | 1.636 seg |


ANÁLISIS DE LAS GRAFICAS:

En este caso el péndulo ya no está sumergido a 1 cm, sino a 3.5 cm.
En la grafica podemos observar, que la amortiguación es más pronunciada o marcada (más notable). Las oscilaciones cambiaron de 10 a 5.
Portanto se puede concluir, que como recibió mayor grado de fricción, la amplitud disminuye un poco más, haciendo que el sistema deje de oscilar, regresando a la posición de equilibrio. En este caso la fuerza de restitución es más pequeña. (Apreciamos un movimiento sobre amortiguado)
En la segunda grafica, podemos afirmar lo anterior, la línea es más curva, y se acerca más rápido a cero (el péndulo...