Investigando un fenomeno de la naturaleza

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INVESTIGANDO UN FENÓMENO DE LA NATURALEZA
MOVIMIENTO PENDULAR

I.- INTRODUCCIÓN.-

En la naturaleza encontramos diversos fenómenos; algunos relativos al cambio de posición, y entre ellos se encuentran los que hacen, en forma recta; otros, en parábolas y otros en forma circular, un ejemplo de este ultimo es el péndulo que simula la rotación de un cuerpo por medio de un eje, el cual solo lepermite describir un movimiento repetitivo a su alrededor. Pero el péndulo solo nos muestra este movimiento en una porción, la cual comprende en su punto más bajo y sus alrededores, que influenciado por la gravedad; nos permite darnos un concepto de otros fenómenos y el porqué tienen ese movimiento; un ejemplo de ello es el movimiento realizado por los planetas alrededor del sol.

II.- OBJETIVOS.-1. Establecer una ley mediante el movimiento de péndulo simple.
2. Medir tiempos de eventos con una precisión determinada.
3. Calcular la aceleración de la gravedad g en Lima.

III.- EQUIPOS Y MATERIALES.-

* Soportes universales
* Prensas medianas
* Varilla de 20 cm
* Cuerdas de 1 m
* Masas Cilíndricas con ganchos
* Cronometro
* Regla Patrón ytransportador Circular
* Juego de pesas pequeñas: 100g, 50g,
20g y 10g.

IV.- OBSERVACIÓN CUALITATIVA.-

* Monte los dos péndulos de masas iguales. Hágalos oscilar simultáneamente. Compare sus Periodos T de oscilación para los siguientes casos:

a) Las misma masas, longitudes y amplitudes.

b) Las mismas masas y longitudes pero diferentes amplitudes.

c) Las mismas longitudesy amplitudes pero diferentes masas

d) Las mismas masas y amplitudes pero diferentes longitudes.

V. INFORMACIÓN TEÓRICA

El Péndulo Simple: Es un objeto cualquiera que está suspendido, a un punto fijo, mediante una cuerda. Se define también como una partícula de masa m suspendida en un punto, por medio de una cuerda inextensible de longitud L y de masa despreciable.

Elementos ycaracterísticas del péndulo simple

a) LONGITUD “L”: longitud de la cuerda desde el punto de suspensión hasta el centro de gravedad del objeto suspendido.
b) OSCILACIÓN: Es el arco recorrido por el péndulo desde sus posiciones extremas hasta la otra, más su regreso a su posición inicial.
c) PERIODO “T”:Tiempo que emplea en realizar una oscilación.
d) AMPLITUD“”: Es el ángulo formado por la cuerda del péndulo con una de sus posiciones extremas y la vertical. (las leyes del péndulo se cumplen sólo cuando < 10°).
e) FRECUENCIA “f”: Es el número de oscilaciones en cada unidad de tiempo, se calcula así:

Razón de la oscilación de un péndulo.

1) En la posición de equilibrio el peso “m” del cuerpo es anulado por lacuerda “R”.

2) Si se lleva a la posición extrema “A”, el peso del cuerpo es anulado por la cuerda solo en parte.

3) En esta posición extrema y la componente “m1” del peso le da el movimiento uniformemente acelerado, hasta “O”, posición inicial (vertical), ahora posición o instante de mayor velocidad.

4) A partir de este punto, al cual lopasa por inercia, empieza el movimiento desacelerado, porque la componente “P1” cambia de sentido.


5) La componente “P1” va aumentando por consiguiente frenando al péndulo hasta que consigue detenerlo en el punto B.

6) Del punto B empieza a regresar por la presencia de la componente “P1” y así continúa el movimiento pendular.

Leyesdel péndulo

* Primera Ley: El periodo “T” de un péndulo es independiente de su oscilación.
Sean dos péndulos de la misma masa “m” y longitud “L”. Se ponen en posiciones extremas distintas y se sueltan, se mide el tiempo que demoran 10 oscilaciones, se divide entre 10, ese tiempo será el valor del período en ambos casos, comprobado experimentalmente, es el mismo.

*...
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