pendulo simple

UNIVERSIDAD DE LOS ANDES
FACULTAD DE INGENIERIA
DEPARTAMENO DE FISICA
LABORATORIO DE FISICA GENERAL


































KAROLINA COOZ BARRETO
CI: 16.464.736
Sección #07
Fecha: 11-03-2004





INTRODUCCION

Una clase muy especial de movimiento ocurre cuando la fuerza sobre un cuerpo aumenta a medida que aumenta el desplazamiento delcuerpo desde alguna posición de equilibrio. Si esta fuerza siempre se dirige hacia la posición de equilibrio, hay un movimiento respectivo hacia delante y hacia atrás alrededor de esta posición. Dicho movimiento se llama MOVIMIENTO PERIODICO, MOVIMIENTO ARMONICO, OSCILACION O VIBRACION (los cuatro términos son equivalentes).

Dentro de los movimientos oscilatorios hay una clase particular demovimiento, donde la fuerza que actúa sobre el cuerpo es proporcional al desplazamiento del cuerpo desde la posición de equilibrio. Este tipo de movimiento es llamado MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE, en el cual un objeto oscila de tal forma que su posición esta especificada por una función sinusoidal del tiempo sin perder energía mecánica. En los sistemas mecánicos reales las fuerzas retardadoras(friccionantes) siempre están presentes.

En éste movimiento (armónico simple) se da en el péndulo simple. Este es un sistema mecánico que consiste de una plomada parecida a una partícula de masa m suspendida por una cuerda de longitud L, donde el extremo superior de la cuerda no posee movimiento (se encuentra fijo), como se muestra en el dibujo.


Se mostrará que, siempre y cuando el ángulo  seapequeño menor a aproximadamente 15° el movimiento es el de un oscilador armónico simple.
OBJETIVOS

 El estudio de la dependencia del periodo de oscilación con el ángulo, la masa y la longitud del péndulo.

 La determinación de la aceleración de Gravedad.



EQUIPO UTILIZADO

• CINTA METRICA: Con apreciación de 0.01 cm, y un Rango de (0.1 a 300.00) cm.

• VERNIER: Con Apreciación de0.05 mm, y un Rango de (0.05 a 143.00) mm.

• BALANZA: Con Apreciación de 0.01 gr, y un Rango de (0.01 a 610.00) gr.

• CRONOMETRO: Con Apreciación de 0.01 sg, y un Rango de (0.01 a 600) sg.

• PAPEL POLAR: Con Apreciación de 1°, y un Rango de (1° a 90°).

• ESFERAS: 1 metálica y una de madera.

• SOPORTE

• CUERDA





MARCO TEORICO

Un péndulo simple se define como unapartícula de masa m suspendida de un punto O por un hilo inextensible de longitud L y de masa despreciable.

Si la partícula se desplaza a una posición  el cual es el ángulo que hace el hilo con la vertical, y luego se suelta, el péndulo comienza a oscilar.

El péndulo describe una trayectoria circular, un arco de una circunferencia de radio L.
Estudiaremos su movimiento en la direccióntangencial y en la dirección normal.

Las fuerzas que actúan sobre la partícula de masa m son dos:
• Una fuerza vertical de peso mg.
• La acción del hilo, una fuerza T en la dirección radial.

O

Descomponemos el peso en la acción simultanea de dos componentes, mg*sen en la dirección tangencial y mg*cos en la dirección radial.



• Ecuación del movimiento en la dirección radial:La aceleración de la partícula es ar = v2 / L radial dirigida hacia el centro de u trayectoria circular.

La segunda ley de Newton se describe

mar = T – mg*cos

Conocido el valor de la velocidad v en la posición angular podemos determinar la tensión T del hilo.

• Principio de la conservación de la energía:

En la posición  =0 el péndulo solamente tiene energía potencial, que setransforma en energía cinética cuando el péndulo pasa por la posición de equilibrio.

• La tensión de la cuerda es:

T = mg*(3cos - 2cos0)

La tensión de la cuerda no es constante, sino que varia con la posición angular. Su valor máximo se alcanza cuando  = 0, el péndulo pasa por la posición de equilibrio (la velocidad es máxima). Su valor mínimo, cuando  = 0 en este caso la...