Pendulo Simple

Universidad Autónoma De Occidente
Facultad de Ciencias Básicas
Departamento de Física

PRACTICA No. 1
ANÁLISIS DEL MOVIMIENTO DE UN PÉNDULO SIMPLE
José Francisco Martínez Amaya. 2101111 Juan Sebastián Rosero .2110973, Daniel Arturo.

1. RESUMEN

El fin de esta práctica es comprobar experimentalmente que tan efectivo, preciso y exacto resulta el modelo idealizado del Péndulo Simplepara describir el movimiento de tres masas; de forma esférica, de diferente material y dimensiones, que penden de una cuerda de masa despreciable y oscilan horizontalmente.
Para realizar este estudio se instaló el montaje en el laboratorio utilizando el software DataStudio, la interfaz y el sensor de movimiento de PASCO®. Se registraron los datos de Posición (m), Velocidad (m/s) y Aceleración (m/s2)Vs. Tiempo (s) en 6 ensayos con diferentes longitudes de cuerda para cada una de las tres masas suspendidas en oscilación; los ángulos de oscilación en todos los ensayos fueron limitados hasta 10° de amplitud.
Con los resultados obtenidos se construyeron tablas de datos para T Vs. L y T2 Vs L y se realizaron los respectivos gráficos.
Calculando el valor de la aceleración de la gravedad apartir de la pendiente de la gráfica T2 Vs L se demostró que el movimiento oscilatorio de las masas se aproxima a la descripción de un Movimiento Armónico Simple para oscilaciones menores a 10° de amplitud. También se pudo apreciar el efecto de la fuerza de amortiguamiento de la masa del aire en la disminución de la amplitud del movimiento de las masas cuando se dejaron oscilar las masas durante untiempo prolongado, lo que confirmo que aunque el modelo de péndulo simple es útil para describir la oscilación de un péndulo

2. INTRODUCCIÓN

Para este trabajo experimental se debe manejar ciertos conceptos para la comprensión de la situación planteada, entre ellos: periodo, oscilación, péndulo físico, centro de gravedad, momento de inercia.

* Oscilación1: “Oscilación, en física,química e ingeniería, movimiento repetido de un lado a otro en torno a una posición central, o posición de equilibrio.”

* Periodo (T)2: Mínimo intervalo de tiempo invertido por un fenómeno periódico para volver a pasar por la misma posición. El periodo es el tiempo empleado en realizar una vuelta completa o ciclo.

* Centro de Gravedad3: Punto de aplicación de la fuerza peso en un cuerpo, yque es siempre el mismo, sea cual sea la posición del cuerpo.

* Masa Inercial

* Masa Gravitacional

* Momento de inercia (I)5: es una medida de la inercia rotacional de un cuerpo. El momento de inercia refleja la distribución de masa de un cuerpo o de un sistema de partículas en rotación, respecto a un eje de giro. El momento de inercia sólo depende de la geometría del cuerpo y dela posición del eje de giro; pero no depende de las fuerzas que intervienen en el movimiento.

3. RESULTADOS

A continuación se muestran las gráficas y datos con sus respectivos análisis sobre los resultados de la práctica de laboratorio.

Grafica No. 1 (Posición vs Tiempo - Velocidad vs Tiempo - Aceleración vs Tiempo para un sistema de Péndulo Simple con masa de 0.0084kg, ángulo deoscilación menor a 10 grados).
En la gráfica No 1 se puede observar el comportamiento que registró el sistema oscilante en DataStudio manteniendo un Angulo menor a 10 grados, una masa esférica 8.4x10-3kg y una longitud 0.30 m ; utilizando el ajuste sinusoidal se obtuvo el valor del periodo en segundos, su valor resultante fue 1.14s, que es el tiempo que tardó el péndulo en finalizar una oscilación.Grafica No. 2 (Posición vs Tiempo para un sistema de Péndulo Simple con masa de 0,110kg, para diferentes longitudes de cuerda, ángulo de oscilación menor a 10 grados).

Grafica No. 3 (Posición vs Tiempo para un sistema de Péndulo Simple con longitud de cuerda de 0,2m para diferentes masas, ángulo de oscilación menor a 10 grados).

Tabla No. 1 (Periodo Vs. Longitud para un sistema de...