Oscilaciones



FÍSICA II
TEMA: “Oscilaciones”
SUBTEMA: “Péndulo de hilo”
FINALIDAD:
- Estudiar la dependencia entre la duración de la oscilación de un péndulode hilo y la masa del péndulo m, así como entre la amplitud del movimiento y la longitud del péndulo.
MATERIALES E INSTRUMENTOS:
- 1 pie soporte
- 1 pie de sujeción
- 1 varilla de 75 cm
- 1nudete
- 1 regla graduada
- 1 juego de pesas
- Cronometro de mesa
APARATO EXPERIMENTAL:


FUNDAMENTO TEORICO:
Un péndulo simple se define como una partícula de masa m suspendida del punto O porun hilo inextensible de longitud l y de masa despreciable.
Si la partícula se desplaza a una posición  (ángulo que hace el hilo con la vertical) y luego se suelta, el péndulo comienza a oscilar.
Elpéndulo describe una trayectoria circular, un arco de una circunferencia de radio l. Estudiaremos su movimiento en la dirección tangencial y en la dirección normal.
Las fuerzas que actúan sobre lapartícula de masa m son dos
- Una fuerza vertical, el peso mg
- La acción del hilo, una fuerza T en la dirección radial
Descomponemos el peso en la acción simultánea de dos componentes, mg·sen enla dirección tangencial y mg·cos en la dirección radial.

Ecuación del movimiento en la dirección radial
La aceleración de la partícula es


dirigida radialmente hacia el centro de sutrayectoria circular.
La segunda ley de Newton se escribe


Conocido el valor de la velocidad v en la posición angular q podemos determinar la tensión T del hilo.
Ecuación del movimiento en ladirección tangencial
La aceleración de la partícula es

Recuérdese que la componente tangencial de la aceleración describe únicamente los cambios en el módulo de la velocidad de la partícula, mientras quela aceleración normal da cuenta de los cambios en la dirección de la velocidad con el tiempo.
La segunda ley de Newton se escribe:


La relación entre la aceleración tangencial at y la...