Péndulo de torsión

Universidad Nacional de Colombia
Facultad de Ciencias
Departamento de F´ısica
Camila Due˜
nas, Yeferson Beltr´an, Nicol´as Claro, Luis Herrera,
Alejandro Ovalle, Nicol´as Bello.
Docente: Clara Calder´on.

Laboratorio
P´
endulos de torsi´
on
Resumen
En este informe se presentar´an los datos y el an´alisis de un experimento que tiene
como objetivo primordial determinar la constante de elasticidadde un p´endulo de torsi´on y posteriormente la de un resorte de torsi´on. Al conocer mencionadas constantes
se puede hacer uso de estas herramientas f´ısicas para la determinaci´on experimental de
momentos de inercia de diferentes cuerpos s´olidos con el p´endulo de torsi´on y la masa
de los mismos con el resorte de torsi´on. Tanto el p´endulo de torsi´on como la masa sujeta
al resorte de torsi´ondescriben un movimiento oscilatorio, por ende, se puede describir
su movimiento matem´aticamente haciendo uso de las ecuaciones que describen el movimiento de un p´endulo.
Este experimento se divide b´asicamente en dos partes, en primer t´ermino se tiene como
finalidad el determinar experimentalmente la constante de elasticidad de la varilla de
un p´endulo de torsi´on y ,haciendo uso de ´esta,determinar el momento de inercia de
ciertos objetos. En la segunda parte se quiere determinar la constante de un resorte de
torsi´on.

Abstract
This report presents data and analysis of an experiment that aims primarily to determine the constant of elasticity of a torsion pendulum and later of a torsion spring,
1

since knowing the stated constants you can make use of them for the experimentaldetermination of moments of inertia of solid bodies with the torsion pendulum and the
mass of the same with the torsion spring. Both torsion pendulum and the mass attached to the torsion spring describe oscillatory motion hence its motion may be described
mathematically using the equations used for describing the motion of a pendulum.
This experiment is basically divided into two parts, first aims toexperimentally determine the constant of elasticity of a torsion pendulum. In the second part of the
experiment it is intended experimentally find the constant of elasticity of a torsion
spring.

1.

Introducci´
on

Este experimento tiene como objetivo principal calcular la constante de elasticidad
de un p´endulo de torsi´on y la de un resorte de torsi´on. Adem´as, de llegar a una comprensi´onulterior del funcionamiento y la utilidad de estos elementos en la determinaci´on
experimental de diferentes magnitudes f´ısicas, tales como lo es la masa de las part´ıculas
newtonianas que se ubican sobre el p´endulo de torsi´on o la masa de la part´ıcula newtoniana que genera el torque que deformar´a el resorte de torsi´on.
Diferentes sistemas f´ısicos describen movimientos que se repiten una y otravez de forma
id´entica como el movimiento de la rueda de un carro o el movimiento de las turbinas de
un avi´on a los que llamamos movimientos oscilatorios. Un caso especial de ´este es el descrito por un p´endulo de torsi´on, el cual aunque no es estrictamente un p´endulo, ya que
sus oscilaciones no dependen de la fuerza de gravedad, describe un movimiento similar
al de los p´endulos y, por ende,se puede describir matem´aticamente de forma semejante.
El p´endulo de torsi´on es considerablemente importante en el desarrollo de la f´ısica
y la comprensi´on integral de ciertos fen´omenos f´ısicos. Adem´as, tiene gran cantidad de
aplicaciones tanto en la vida cotidiana como en los laboratorios de f´ısica; el p´endulo
de torsi´on nos permite determinar el momento de inercia de diferentescuerpos s´olidos,
as´ı como su m´odulo de elasticidad transversal o m´odulo de cizalladura. De igual forma,
es el fundamento de la balanza de torsi´on y del reloj de torsi´on. De manera similar, el
resorte de torsi´on nos permite determinar la masa del cuerpo que le realiza el torque
que posteriormente lo deformar´a.

2.

Aspectos te´
oricos

Con el fin de llegar a una mayor comprensi´on del...