pendulo





Facultad de Ciencias Exactas y Naturales
Universidad de Nariño
Departamento de Física
Laboratorio de Física Experimental IV


Experimento libre
Determinación de la gravedad usando el péndulo simple.



Integrantes:
Iván Alexander Caicedo
Darío Galvis León
Mario Andrés Guillín
Wilmar Arbey Pinto




Profesor:
Luis Portilla Salazar

RESUMEN
En el presente trabajo nos proponemos estimar elvalor de la aceleración de la gravedad (g), realizando un experimento sencillo. En él usamos un péndulo simple y medimos de manera lo más cuidadosa posible el período del mismo, para una longitud constante. Registramos el valor del periodo 500 veces para luego calcular su promedio.

INTRODUCCION.
Desde que Isaac Newton propuso la existencia de la fuerza gravitacional fueron varios los personajestales como Galileo Galilei, Henry Kater con su péndulo, entre otros, que intentaron de una u otra forma determinar el valor de la aceleración gravitacional (g) de manera lo más exacta posible.
Dado lo anterior, se trata de hacer en esta práctica, determinar el valor local de (g) usando un péndulo simple, tomando como herramientas de medición aquellas que nos puedan brindar el menor margen de errorposible. Los parámetros que se procede a medir son: el periodo del péndulo y una longitud determinada que se mantiene fija.
Objetivos
Determinar un valor más cercano posible al valor teórico de la gravedad.

Identificar y establecer los errores que se puedan presentar en esta práctica para tenerlas en cuenta en futuras mejoras del experimento.

MARCO TEORICO:

Péndulo simple.
Un péndulosimple se define como una partícula de masa m suspendida de un punto O por un hilo de longitud inextensible L y masa despreciable m’. Si la partícula se lleva hasta cierto punto de modo que forma un ángulo θ con la vertical y luego se suelta este oscilará en un movimiento armónico simple.

En la siguiente figura se muestran las fuerzas presentes en la situación mencionada anteriormente.


Lapartícula se mueve en un arco de circunferencia cuyo radio es la longitud de la cuerda. Las fuerzas que actúan sobre esta partícula serán que es anulada por la tensión de la cuerda y   cuyo valor será: y por tanto, ya que se opone al desplazamiento:


Donde: es la aceleracion angular y es la longiud del pendulo.
Por tanto y sustituyendo:



Ahora cuando el ángulo es muy pequeño, la longitudgrande y pequeñas amplitudes de oscilación, es aproximadamente igual a por lo que:



Que es una ecuación diferencial correspondiente a un movimiento armónico simple, como ya habíamos mencionado.

Donde la frecuencia angular se defino como:



Con esto hemos concluido que:


De donde es fácil obtener que:



Siendo esta ultima la relación que utilizaremos para el cálculo de g.PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

MATERIALES.
Péndulo simple.
Dos sensores de movimiento IS471F.
Cronometro digital.
Electroimán.
Interruptor para el electroimán.
Fuente de voltaje.
Catetómetro.
Características del sensor
El uso de luz IR IS471F tiene por objeto hacer al sensor relativamente inmune a las interferencias causadas por la luz normal de una bombilla o la luz del sol.





Funcionamiento:
Comopuede verse en el esquema anterior, el sensor se alimenta por sus patitas 1 y 3 y estas corresponden a Vcc y Gnd respectivamente, la patita 2 es la salida del detector y la patita 4 es la salida que modula al led emisor externo.

PROCESO.
Hacemos un montaje común y corriente de un péndulo simple el cual tiene una longitud de 0.782 m (medida con el catetómetro), sólo que en nuestro caso en el momentode soltar la masa para ponerla a asilar, lo hacemos con ayuda del electroimán el cual esta adecuado con un interruptor para que el lanzamiento sea más preciso.
Para tomar la medida del periodo lo que se hizo fue situar un sensor (sensor 1) junto con el electroimán, y el otro (sensor 2) a una distancia tal, que se consideraba que el péndulo daba media oscilación, siendo así la medida...