Fisica 2

INFORME DE LABORATORIO DE FISICA II
EXPERIMENTO 1
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PÉNDULO FÍSICO Y TEOREMA DE STEINER

OBJETIVO:
* Describir los conceptos de péndulo físico y teorema de steiner
* Comprobar experimentalmente las leyes del péndulo físico constituido por una barra metálica, midiendo el período de oscilación del mismo, para varias posiciones del centrode oscilación.
* Realizar las graficas T vs L y T vs L2
* Comparar la masa experimental con la masa hallada por la balanza
* Comparar el momento de inercia de la barra en forma teórica con la hallada en forma experimental

MATERIALES:
* Una barra metálica con agujeros circulares y un soporte de madera con cuchillo

* Un cronometro digital Una regla milimetrada

*Un pie de rey

FUNDAMENTO TEÓRICO:
PÉNDULO FÍSICO: Se denomina Péndulo Físico, a cualquier péndulo real, o sea, que en contraste con el péndulo simple no tiene toda la masa concentrada en un punto.
Para el análisis de un péndulo físico es importante saber en qué lugar se encuentra ubicado su centro de gravedad , el cual es el punto donde, se considera, se concentra toda la masa y es donde actúala fuerza de gravedad, la cual una de sus componentes va a ser utilizada como la fuerza restauradora del sistema.
Además es importante medir cuanto se opone el cuerpo al giro, es decir su momento de inercia el cual es especifico para cada cuerpo.
Calculo del periodo:
F=M

→M=-mgdsenθPara senθ=θ
Iθ=-mgdsenθ → Iθ+mgdsenθ=0
→ θ+mgdIsenθ=0 , Donde W2=mgdI
→ T=2πImgd
En el caso que estudiaremos para la barra usaremos las siguientes terminologías y relaciones:
..(1)
Donde:
Ti : periodo experimental
Ii : momento inercia para cada # de hueco
IG : momento inercia con respecto al centro de gravedad (constante)
m: masa (constante)
i : longitud del centro de gravedad a cada # de hueco
b : longitud de la barra (constante)
a : ancho de la barra (constante)

MOMENTO DE INERCIA Y TEOREMA DE STEINER: establece que el momento de inercia con respecto a cualquier eje paralelo a un eje que pasa por el centro de masa, es igual al momento de inercia con respecto al eje que pasa por el centro de masa más elproducto de la masa por el cuadrado de la distancia entre los dos ejes:

Momento de inercia de una varilla  
| Vamos a calcular el momento de inercia de una varilla de masa M y longitud L respecto de un eje perpendicular a la varilla que pasa por el centro de masas. |
La masa dm del elemento de longitud de la varilla comprendido entre x y x+dx es

El momento de inercia de la varilla es| Aplicando el teorema de Steiner, podemos calcular el momento de inercia de la varilla respecto de un eje perpendicular a la misma que pasa por uno de sus extremos. |

PROCEDIMIENTO:
-Ubicamos el centro de masa de una barra
-Pesamos la barra
-Utilizamos el pie de rey y la regla y procedemos a calcular las dimensiones de la barra
-Suspendemos la barra verticalmente por cada uno de loshuecos y lo hacemos oscilar con
ángulos pequeños (10oscilaciones para las 6 primeras mediciones y 3 oscilaciones para las 4
Restantes)
-Medimos 3 tiempos y después calculamos su tiempo promedio
- Realizamos un cuadro donde aparecen las mediciones de la longitud, tiempo y el periodo promedio
CÁLCULOS Y RESULTADOS:
1.-Tenemos la tabla donde:

# de hueco | i (cm) | t1 (s) | t2 (s)| t3 (s) | # de oscilaciones | periodo T promedio |
1 | 50.9 | 16.45 | 16.64 | 16.85 | 10 | 1.665 |
2 | 45.8 | 16.31 | 16.29 | 16.19 | 10 | 1.626 |
3 | 40.9 | 16.06 | 15.95 | 16.02 | 10 | 1.601 |
4 | 35.8 | 15.84 | 15.99 | 15.86 | 10 | 1.589 |
5 | 30.8 | 15.82 | 15.73 | 15.63 | 10 | 1.5727 |
6 | 25.8 | 15.99 | 15.95 | 16.03 | 10 | 1.599 |
7 | 20.8 | 4.77 | 4.84 | 4.78 | 3 | 1.5988...