El Péndulo

El péndulo (en este caso un péndulo plano) es un dispositivo fijo en un extremo que puede oscilar, es decir, puede desplazarse describiendo con su movimiento un ángulo. Es un sistema físico ideal constituido por un hilo inextensible y de masa despreciable. El péndulo ideal no tiene ninguna pérdida de energía y por lo tanto mantendría su oscilación constante siempre, además, tiene un hilo delongitud infinita, cuyo peso es nulo y una plomada sin dimensiones que concentre un peso considerable en el extremo del péndulo.
La oscilación es el movimiento que realiza el péndulo, para ir desde un punto cualquiera y volver al mismo. Generalmente se mide desde un punto extremo en donde el péndulo se detiene (velocidad=0). Este tiempo que tarda en realizar una oscilación se la llama período (T).Observación:
Observamos que un péndulo real no cumple con las condiciones de un péndulo ideal (es decir, no mantiene su oscilación constante). También nos dimos cuenta que el período de una oscilación era mucho más lento a mayor amplitud y mayor longitud que a menor amplitud y menor longitud.
Problema:
No entendíamos cómo ocurría esto ya que todos pensábamos que “obviamente” ocurría por unavariación en particular. La cuestión es que no nos poníamos de acuerdo si era por una razón por la cual variaba o todas las hipótesis que planteábamos. Por esa razón decidimos experimentar. Queríamos saber porqué variaba el período.
Hipótesis:
Supusimos que el período del péndulo puede depender de 3 variables o parámetros:
1. Hipótesis 1: el período del péndulo depende del ángulo dedesplazamiento.
2. Hipótesis 2: el período del péndulo depende del peso de la plomada.
3. Hipótesis 3: el período del péndulo depende de la longitud del hilo.
Otra hipótesis que habíamos planteado era que el que soltaba la plomada emitía alguna fuerza que la hacía ir más rápido. Ésta, sin embargo, fue descartada al aclararse que simplemente se dejaba caer la plomada.
Predicción:
Se cree que el período delpéndulo va a depender más de la amplitud a la cual se suelta la plomada. Aunque también se debate el peso de la plomada y la longitud del hilo.
Experimentación:
1. Para medir un período hay que tener en cuenta dos aspectos: el observador que utiliza el instrumento de medición y la precisión del instrumento. Por lo tanto, si queremos medirlo hay que tener en cuenta la incerteza con la querealizamos cualquier medición física. Por esta razón, al medir:
Utilizamos la mayor cantidad de cronómetros posibles para medir el período (el promedio de todos estos valores nos acercará al valor más probable de la medición).
En lugar de medir una oscilación medimos tres (nos da la oportunidad de disminuir la incidencia del arranque y el corte en la medición).
Determinamos un punto de partida,soltamos el péndulo y empezamos a medir una vez completada la oscilación (mejoramos el arranque de la medición).
2. Al tener 3 variables es necesario para sacar las conclusiones que buscamos fijar 2 y variar una porque de lo contrario no podríamos afirmar de cual depende.
Para la primera hipótesis: T= ƒ α° {m l } constantes
Para la segunda hipótesis: T= ƒ l {α° m } constantes
Para la tercerahipótesis: T= ƒ m {α° l } constantes
Análisis de datos:
Sobre la primera hipótesis:
 
Medi. (seg.)
Tiempo
 
 
3 osc.
M:3
 
 
M₁= 8,38
T₁= 2,79
 
 
M₂= 8,19
T₂= 2,73
 
 
M₃= 8,30
T₃= 2,83
 
α°₁= 10°
M₄= /
T₄= /
T= 2,80
 
M₅= 8,16
T₅= 2,72
 
 
M₆= 8,73
T₆= 2,91
 
 
M₇= 8,54
T₇= 2,85
 
 
M₈= 7,94
T₈= 2,65
 
 
M₉= 8,80
T₉= 2,93
 
 
M₁₀= 8,24
T₁₀= 2,75
  
Medi. (seg.)
Tiempo
 
 
3 osc.
M:3
 
 
M₁=8,53
T₁= 2,84
 
 
M₂= /
T₂= /
 
 
M₃= 8,42
T₃= 2,81
 
α°₂= 20°
M₄= 8,75
T₄= 2,92
T= 2,82
 
M₅= 8,30
T₅= 2,77
 
 
M₆= 8,60
T₆= 2,87
 
 
M₇= 8,66
T₇= 2,89
 
 
M₈= 8,44
T₈= 2,81
 
 
M₉= 8,20
T₉= 2,73
 
 
M₁₀= 8,30
T₁₀= 2,77
 


 
Medi. (seg.)
Tiempo
 
 
3 osc.
M:3
 
 
M₁= 8,62
T₁= 2,88
 
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