investigando un fenomeno

Manual de Laboratorio de Física I

FCF - UNMSM

INVESTIGANDO UN FENÓMENO DE LA NATURALEZA
MOVIMIENTO PENDULAR
“La condición general para que se repita un fenómeno es que
se realice con las mismas condiciones iniciales...” PRINCIPIO
DE CAUSALIDAD.

EXPERIENCIA N° 2

I. OBJETIVOS
1. Establecer una ley mediante el movimiento de un péndulo simple.
2. Medir tiempos de eventos con unaprecisión determinada
3. Calcular la aceleración de la gravedad experimental en el laboratorio.

II. EQUIPOS Y MATERIALES
-

Soporte universal
Prensas
Varilla de 20cm
Clamps
Cuerda
Juego de pesas
Cronómetro
Regla métrica
Transportador circular
Hojas de papel milimetrado
Hoja de papel logarítmico

Fig. 3.1
III. INFORMACIÓN TEÓRICA

Un péndulo simple está constituido por un cuerpo,cuya masa “m”, con respecto a la cuerda
que lo sostiene, es muy superior, de modo que se considera toda la masa concentrada en el
centro de masa del cuerpo, que oscila en torno al punto fijo S.
Para una pequeña amplitud, el péndulo simple describe un movimiento armónico simple,
cuyo periodo depende solamente de la longitud del péndulo y la aceleración “g” debido a la
fuerza de gravedad, seexpresa teóricamente :
T = 2π

EXP. FI - Nº03

L
g

(3.1)

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Elementos y características de un péndulo simple.

1. Cuerpo de masa m tipo plomada (en relojes normalmente tiene forma de lenteja).
2. Cuerda inextensible de longitud L, de masa despreciable.
3. Amplitud es el ángulo θ formado entre posición de dirección vertical delpéndulo y
la dirección determinada por la cuerda en una posición de desplazamiento pequeño
de la masa pendular.
4. Oscilación completa. Es el movimiento del péndulo que partiendo de una posición
extrema (un ángulo pequeño θ = 12°) llega a la otra y vuelve a la posición inicial.
5. El periodo T es el tiempo que demora el péndulo en realizar una oscilación
completa.

S

θ

L

m
Fig. 3.2Tratamiento del movimiento del péndulo simple

1. Se aleja el péndulo de su posición de equilibrio, considerando una amplitud angular
no mayor de 12º. Se observa que el péndulo oscila bajo la acción de su peso que no
se equilibra con la tensión de la cuerda; resultando oscilaciones isócronas.
2. Se analiza la combinación de la energía potencial y la energía cinética para este
movimientooscilatorio. En el siguiente espacio, dibuje identificando en qué lugar
del movimiento, el péndulo almacena energía potencial y en qué lugar se manifiesta
la energía cinética.

EXP. FI - Nº03

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IV. PROCEDIMIENTO

PRIMERA PARTE
1. Observe el cronómetro y analice sus características. Aprenda su manejo.
¿Cuál es el valor mínimo en la escala?,¿cuál es el error instrumental a
considerar?, consulte con su profesor.
2. Disponga un péndulo de masa m = ______g y de longitud L = 100 cm.
3. Aleje ligeramente la masa a una posición cerca de la posición de equilibrio
formando un ángulo θ, (θ ≤ 12º ) .
4. Suelte la masa y mida con el cronómetro el tiempo t que se tarda en realizar
10 oscilaciones completas.
5. Cuando el péndulo se mueve conuna L igual a 100 cm, que por efecto de
ser desplazado a una amplitud de 12° de la posición de equilibrio, inicia un
movimiento de vaivén hacia el otro extremo equidistante de esta posición, y
continúa este movimiento oscilatorio de 20 segundos que corresponden
aproximadamente a 10 oscilaciones completas; número y tiempo óptimo
para medir el tiempo T de una oscilación completa.
6. Determineel periodo T de una oscilación completa experimental de acuerdo
t
a la siguiente relación: T = , donde N es en número de oscilaciones
N
completas.
7. A continuación revisar la medida “L” del péndulo que hizo oscilar. Observe
si la cuerda tiene el comportamiento de cuerda inextensible o hay una
variación en su medida? Coloque la nueva medida como L final en la Tabla
N º1 .
8. Hacer...