fisica laboratorio

Laboratorio de movimiento armonico simple (Péndulo).




Resumen
En este laboratorio analizaremos el movimiento periódico usando para esto un montaje simple de un péndulo y una masa con un peso de 100g, 200 g y 300 g principalmente, con la cual atada a una cuerda y cambiando las longitudes de 100 cm hasta 10 cm, de dicha cuerda se podrá hallar el periodo o tiempo de oscilación, teniendoen cuenta que se toman quince periodos al soltar la masa desde un ángulo de 13º y solo dejar que haga su acción restitutiva una vez por lanzamiento, hallando el periodo total con el cual se obtiene la gráfica de periodo vs longitud y con ello hallar la pendiente y verificar que los resultados obtenidos coinciden la teoría, una manera sencilla de realzar esto es hallando la gravedad y finalmente serealiza la gráfica frecuencia angular vs longitud y su asociación con el movimiento armónico simple; adicional a ello se realiza la linealizacion de la longitud de la cuerda respecto al periodo y el coeficiente de correlación.


Palabras clave: Periodo, Longitud y Masa.


1. INTRODUCCIÓN

En la naturaleza hay muchos movimientos que se repiten a intervalos iguales de tiempo, estos sonllamados movimientos periódicos. En Física se ha idealizado un tipo de movimiento oscilatorio, en el que se considera que sobre el sistema no existe la acción de las fuerzas de rozamiento, es decir, no existe disipación de energía y el movimiento se mantiene invariable, sin necesidad de comunicarle energía exterior a este. Este movimiento se llama MOVIMIENTO ARMÖNICO SIMPLE (MAS)
Esta prácticaexperimental se basa en la observación de un movimiento oscilatorio, obteniendo la información requerida para la práctica repitiendo varias veces el mismo procedimiento llegando a un resultado más específico y sin mayor error. Tomando como principal herramienta el procesos estadísticos en el análisis del periodo del péndulo con distintas masas obteniendo el valor de la gravedad.

Objetivo GeneralHallar
Objetivos específicos

Determinación de parámetros como frecuencia y periodo de modo experimental.

Comprobación experimental de la constante de un resorte mediante tres casos de montajes.


2. MARCO TEORICO

X = Acos (wt + α )
V = -Awsen(wt + α)
a = -Acos(wt + α)
Considerando que la aceleración es máxima el Angulo sería igual a 0, y cos0 = 1,
Por lo tanto;
a = -A(1)
Entonces se iniciara a operar las ecuaciones correspondientes para llegar a la ecuación característica del periodo del péndulo.
Se obtienen las componentes del peso teniendo:
Componente en Y=   , la cual se anula con la tensión de la cuerda.
Componente en X= , la cual es el responsable del movimiento.









Ilustración 2componentes defuerzas
Sabiendo esto, se tiene que la aceleración está dada por:
(2)
El signo negativo es para indicar que la aceleración tiene sentido contrario a la elongación.
Se tiene en cuenta que para ángulos pequeños el seno del ángulo es aproximadamente la tangente del ángulo.
La tangente está dada por: (3)
Donde x es la amplitud y L es la longitud de la cuerda de la cual pende el peso.Sustituimos (3) en (2)
(4)

Sustituimos (4) en (1)
(5)
Despejando W se obtiene la frecuencia del péndulo
(6)
Sabiendo que:
(7)
Reemplazando (6) en (7) el periodo del péndulo será:

Otra forma de realizar esta demostración es por medio de la ecuación diferencial:
Sabemos que según la segunda ley de newton la fuerza es igual a la masa por la aceleración, al observar el péndulo nosdamos cuenta que es dinámico y posee un ángulo de inclinación por lo tanto posee componentes en Wx y Wy el movimiento se genera especialmente en el eje x donde decimos que Wx=mg*sinⱷ donde ⱷ es un ángulo bastante pequeño y el seno de ángulos pequeños es igual al mismo ángulo, por lo tanto:

Sabemos que la velocidad es la derivada de la distancia y que la aceleración es la derivada de la velocidad....