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INVESTIGANDO UN FENÓMENO DE LA NATURALEZA
EXPERIMENTO Nº2

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

II. EQUIPOS Y MATERIALES
- Soportes universales (2)
- Prensas medianas (2)
- Varilla de 20 cm- Clamp
- Cuerdas de 1m (2)
- Masas cilíndricas con ganchos (6)
- Cronómetro
- Regla patrón y transportador circular
- Juego de pesas pequeñas: 100g, 50g, 20g (2) y 10g
- Hojas de papel milimetrado (4).

III. OBSERVACIÓN CUALITATIVA
1. Monte los dos péndulos de masas iguales. Hágalos oscilar simultáneamente. Compare sus T de oscilación para lossiguientes casos:
a) Las mismas masas, longitudes y amplitudes.
b) Las mismas masas y longitudes pero diferentes amplitudes.
c) Las mismas longitudes y amplitudes pero diferentes masas.
d) Las mismas masas y amplitudes pero diferentes longitudes.

IV. INFORMACIÓN TEÓRICA
1. El Péndulo Simple: Es un objeto cualquiera que está suspendido, a un punto fijo, mediante unacuerda. 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.

[pic]o [pic]0
[pic]
L
B’ B [pic]m
A mg

2. Elementos y características del péndulo simple
e) LONGITUD “L”: longitud de la cuerda desde el punto de suspensión hasta el centro de gravedad del objeto suspendido.
f) OSCILACIÓN: Es el arco recorrido por el péndulo desde sus posiciones extremas hasta la otra, más su regreso a su posición inicial.
g) PERIODO“T”:Tiempo que emplea en realizar una oscilación.
h) AMPLITUD “[pic]”: 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 [pic] < 10°).
i) FRECUENCIA “f”: Es el número de oscilaciones en cada unidad de tiempo, se calcula así:
[pic]
3. Razón de la oscilación de unpéndulo.
1) En la posición de equilibrio el peso “m” del cuerpo es anulado por la cuerda “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 lo pasa 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.

4. Leyes delpéndulo
- 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.

- SegundaLey: El período “T” de un péndulo es independiente de su masa.
Sean dos péndulos de igual longitud “L” pero de masas distintas (M y m), si se llevan a una posición inicial similar y se sueltan, ambos tienen el mismo período “T”.

- Tercera Ley: “L”, período “T” de un péndulo es directamente proporcional a la raíz cuadrada de su longitud “L”.

[pic]

-...
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