Pendulo simple

1. Introducción

El péndulo oscilante, los pistones de un motor de coche son dos de los ejemplos de un movimiento que se repite una y otra vez, y que se denomina movimiento armónico simple. Durante nuestra experiencia vamos a determinar la constante elástica de un resorte y determinar experimentalmente las leyes del movimiento periódico oscilatorio.

2. Objetivos
* Deducir losparámetros que influyen en el período de un péndulo simple.
* Determinar experimentalmente las leyes del movimiento periódico oscilatorio.
* Representar gráficamente la relación existente entre el período (T) y la longitud(L)
* Determinar la constante elástica de un resorte.
* Deducir los parámetros que influyen en el período de un péndulo.
* Determinar las leyes del movimientoarmónico simple.

3. Equipos y materiales
* Pie estático
* Varilla soporte 600 mm
* Varilla soporte 250 mm
* Nuez doble
* Pesa de ranura 10 g
* Pesa de ranura 50 g
* Cronómetro
* Cinta métrica
* Sedal
* Dinamómetro
* Resortes
* Soportes de tubos de vidrio

4. Marco teórico
* Movimiento oscilatorio: es un movimiento en torno a un punto deequilibrio estable. Los puntos de equilibrio mecánico son, en general, aquellos en los cuales la fuerza neta que actúa sobre la partícula es cero. Si el equilibrio es estable, un desplazamiento de la partícula con respecto a la posición de equilibrio (elongación) da lugar a la aparición de una fuerza restauradora que devolverá la partícula hacia el punto de equilibrio. El movimiento armónicosimple constituye un ejemplo de movimiento oscilatorio. Se llama así al movimiento descrito por la ecuación

Dónde:
 es la elongación,  es el tiempo,  es la amplitud o elongación máxima,  es la frecuencia angular,  es la fase inicial.
* Péndulo simple: se define al péndulo simple como una masa puntual que pende de un hilo inextensible. En la figura se ilustra una posición general de un péndulosimple oscilando. En la misma gura se representa las fuerzas que actúan sobre la masa pendular.
La masa puntual que pende de un hilo inextensible. En la figura se ilustra una posición general de un péndulo simple oscilando. En la misma gura se representa las fuerzas que actúan sobre la masa pendular.

* Sistema masa-resorte: el sistema masa-resorte que consiste en una masa “m” unida a unresorte, que a su vez se halla fijo a una pared, como se muestra en la figura. Se supone movimiento sin rozamiento sobre la superficie horizontal.

* Ley de Hooke: Hooke estableció la ley fundamental que relaciona la fuerza aplicada y la deformación producida. Para una deformación unidimensional, la Ley de Hooke se puede expresar matemáticamente así:  = -k , donde.
* K es la constante deproporcionalidad o de elasticidad.
*  es la deformación, esto es, lo que se ha comprimido o estirado a partir del estado que no tiene deformación. Se conoce también como el alargamiento de su posición de equilibrio.
*  es la fuerza resistente del sólido.
* El signo ( - ) en la ecuación se debe a la fuerza restauradora que tiene sentido contrario al desplazamiento. La fuerza se opone ose resiste a la deformación.
* Las unidades son: Newton/metro (New/m) – Libras/pies (Lb/p).
* Período y frecuencia:
* Péndulo simple:
T= 2πraiz (L/g)
f= 1/T
* Resorte:
T=2πraiz (m/K)
F=1/2πraiz (K/m)

5. Experiencia
Practica1:”Péndulo simple”
Tabla1: Longitud constante= 60 cm
Masa (g) | Tiempo 10 0sc. (seg) | T (seg) |
50 | 15.3 | 1.53 |
100 | 15.4 | 1.54 |
200| 15.6 | 1.56 |

Tabla 2: Masa constante= 50 g
L (cm) | L½ | Tiempo 10 osc (seg) | T (seg) |
50 | 7.07 | 14.1 | 1.41 |
40 | 6.32 | 12.1 | 1.21 |
30 | 5.47 | 11.1 | 1.11 |
20 | 4.47 | 8.9 | 0.89 |

1) Elabora un diagrama del Período T (eje vertical) contra la longitud del péndulo (L) (eje horizontal). Utiliza los valores de la segunda tabla.

(cm)

2) ¿Qué relación...