labfisica2

OBJETIVOS
Determinar experimentalmente los periodos de oscilación de un péndulo físico.
Calcular los momentos de inercia a partir de estos periodos de oscilación.
Conocer la diferencia entre un péndulo simple y un péndulo físico.
Conocer un nuevo método para calcular el momento de inercia de un eje que pasa por el centro de gravedad, el método de Steiner.

MARCO TEÓRICO
Un péndulofísico es un cuerpo rígido que puede girar libremente alrededor de un eje tal como se muestra en la Figura.2. Cuando el cuerpo se separa de la posición de equilibrio y se suelta, presentará un movimiento oscilatorio. Empleando la ecuación de la dinámica rotacional:



Donde es el torque aplicado, es el momento de inercia del péndulo físico y es la aceleraciónángular del péndulo.



Figura 2. Pendulo compuesto

La componente del peso del centro de masa, que es perpendicular al eje del pendulo compuesto produce un torque, con respecto al punto de giro del péndulo, este torque es



Tomando la ecuación (2) y la definición de la aceleración angular , la ecuación (1), se convierte enCuando se tienen pequeñas aproximaciones es valida la aproximación , llegando a la ecuación de ondas para pequeñas oscilaciones de un péndulo compuesto.


De esta ecuación se puede observar que el periodo de oscilación es:


PARTE EXPERIMENTAL
MATERIALES:CUESTIONARIO
1.-¿se solapan las bandas de error del valor de “gm” obtenido en el péndulo compuesto?
Haciendo los cálculos de la gravedad tenemos un valor promedio de 9.58 que en comparación con el valor teórico de la gravedad (9.81 ) se tiene una diferencia de 0.22, lo cual se da para los 4 casos de que se varia la longitud (L).
Si se solapan las bandas de error porser estas relativamente bajas.
El valor obtenidos de acuerdo a las experiencias demuestran que los errores relativos y absolutos son bajos y que casi la medición de la gravedad experimental iguala a la gravedad ya conocida.
2.-Investiga sobre los péndulos físicos acoplados, ¿que ecuaciones gobiernan a estos péndulos?, ¿Cómo implementaría usted un experimento para este péndulo?
Unaexperiencia con osciladores acoplados que se realiza en el aula suele sorprender a los estudiantes. Consiste en una cuerda que se sujeta por sus extremos situados a la misma altura. Se atan dos péndulos iguales, a dos puntos simétricos de la cuerda, tal como se indica en la figura. Se desplaza uno de los péndulos, por ejemplo el de color rojo, de su posición de equilibrio y se suelta






Elpéndulo empieza a oscilar pero su amplitud disminuye con el tiempo, el otro péndulo de color azul que estaba inicialmente en reposo, empieza a oscilar con una amplitud que aumenta. Al cabo de un cierto tiempo, el péndulo rojo se para momentáneamente, y el péndulo azul oscila con la máxima amplitud. Luego, se cambian los papeles, el péndulo azul disminuye su amplitud con el tiempo, y el péndulo rojova aumentando su amplitud. Se suele pedir a los estudiantes que midan con un cronómetro el tiempo que transcurre desde que uno de los péndulos se para, hasta que vuelve a pararse momentáneamente de nuevo, y que cuenten el número de oscilaciones que realiza el péndulo en dicho intervalo de tiempo. Se analiza la situación desde el punto de vista energético, cómola energía fluye de un péndulo al otro a través del acoplamiento. Si el acoplamiento es débil, como es éste el caso, la suma total delas energías de los dos péndulos debe ser constante.
Un sistema oscilatorio formado por dos péndulos simples idénticos, fijos a un mismo soporte con un resorte de constante elástica k colocado entre ellos, se le conoce con el nombre de péndulos acoplados.
 ...