informe experimental

Universidad Nacional de La Plata
Facultad de Ciencias Exactas
Departamento de Física
Física Experimental I
Proyecto Final




Péndulo Elástico




Autores
Borghi, Matías
Fulgenci, Xiomara
Gervasio, Juan José
Zárate, Sebastián
Grupo 1





Índice

Índice 2
Introducción 2
Procedimiento Experimental 3
Resultados 6
Discusión 18
Conclusión 19
Apéndice 20Introducción

En este trabajo se analizará un péndulo elástico, con el objetivo de poder describir el movimiento que realiza, y analizar cómo varía al modificarse el ángulo de lanzamiento, la masa, el resorte o el estiramiento inicial, variables que consideramos pueden hacer modificar desplazamientos de péndulo y resorte. Estudiaremos por separado el movimiento de pénduloy el de resorte, buscando determinar la incidencia de las variables controladas y su relación con la oscilación del sistema completo del péndulo elástico.
Un péndulo elástico está formado por una masa en su extremo inferior, pero a diferencia de un péndulo físico con una cuerda inextensible, este posee un resorte, lo que produce un movimiento oscilatorio en sentido vertical, además delhorizontal propio de un péndulo físico.
Al realizar un gráfico de la trayectoria del péndulo físico, combinando los movimientos horizontales y verticales, esperamos poder observar una figura de Lissajous. Las figuras de Lissajous son curvas generadas a partir de la superposición de dos movimientos armónicos simples en direcciones perpendiculares, tal como ocurre en el péndulo elástico. Dichas curvas secaracterizan por cerrarse en sí mismas.

Procedimiento Experimental

Realizamos el estudio de un péndulo elástico, a fin de determinar su período, considerando que en el movimiento inciden tanto la oscilación del resorte como la del péndulo. También queremos poder describir la trayectoria recorrida a lo largo del movimiento.
Para tal fin, tuvimos en cuenta algunos conceptos teóricos. En elpéndulo elástico intervienen dos oscilaciones diferentes: la del péndulo y la del resorte. Por lo tanto, podemos definir una oscilación en el eje tangencial al péndulo (pendular) y otra en el eje radial (elástica). El período del movimiento en el eje horizontal (péndulo simple) depende de la longitud, mientras que el período del movimiento en el eje vertical (resorte) varía con respecto a la fuerzaque se le ejerza y al coeficiente de resorte.
Podemos ver que la longitud del péndulo varía conforme el resorte comienza a estirarse o contraerse, por lo que el período de oscilación pendular se verá afectado por la oscilación elástica del resorte. Además, a lo largo del recorrido, el resorte es sometido a distintas magnitudes de fuerza, a medida que va disminuyendo el ángulo de la fuerzagravitatoria con la vertical.
El siguiente esquema ilustra nuestro sistema de estudio:





Fres depende de ΔL, que va cambiando a medida que el péndulo se desplaza; es una función del tiempo. A su vez, existe una aceleración tangencial que hace variar a ω; también es función del tiempo. Y además tenemos la posición angular θ que también cambia durante elmovimiento.
Proponemos modificar sistemáticamente las variables que podamos controlar para determinar cómo afectan al movimiento conjunto péndulo-resorte, a saber: coeficiente de resorte, amplitud inicial con respecto a la vertical, masa del objeto que se cuelga, estiramiento o contracción inicial del resorte.

Planificación:
Resorte 2 Amplitud 1 Masa 1 Estiramiento 1
Resorte 1Amplitud 1 Masa 1 Estiramiento 1
Resorte 1 Amplitud 1 Masa 3 Estiramiento 2
Resorte 1 Amplitud 2 Masa 1 Estiramiento 2
Resorte 2 Amplitud 1 Masa 2 Estiramiento 2
Resorte 1 Amplitud 1 Masa 4 Estiramiento 2

Coeficiente de resorte: para determinarlo realizamos el siguiente procedimiento:
Colgamos el resorte frente a una tabla vertical sin hacer contacto, y marcamos el punto...