Estudio De Una Ley Experimental

Universidad Nacional de Mar del Plata
Facultad de Ingeniería
Física Experimental

Estudio de una ley experimental

Autores: Fulanito 666

Ayudantes:
Esteban Szigety
Juan Pablo Espinosa
1 - Introducción
Muchas de las leyes físicas con las que trabajamos frecuentemente en nuestro aprendizaje diario, nacieron de la observación de fenómenos que luego de arduo tiempo de recrearlos yestudiarlos, con la ayuda de la matemática, se logró modelar y generalizar.
En este trabajo práctico realizado en el laboratorio de física experimental se estudió el comportamiento oscilatorio de los péndulos físicos, es decir, aquellos en que la masa no está concentrada en un único punto, sino que está distribuida.
El objetivo del práctico es encontrar la expresión funcional del período deoscilación en relación con la longitud de las varillas.
De aquí en adelante se expone el estudio efectuado sobre dos péndulos físicos, uno de varilla y otro de varilla con masa deslizante, midiéndose y tabulándose los períodos correspondientes. El uso de gráficos hace posible aproximar los resultados a formas matemáticas conocidas, que concuerdan con las relaciones de los datos medidos.

2 –Materiales
* 8 varillas de hierro de sección cuadrada y distintas longitudes.
* Cronómetros.
* Pie universal.
* Cinta Métrica.
* Varilla de aluminio.
* Cilindro deslizante de aluminio.
* Llave Allen para graduar el cilindro deslizante.

3 – Procedimiento
Péndulo físico de Varilla
Se suspendió cada varilla de Longitud L0 y se tomó el tiempo de 10 oscilaciones completas con uncronómetro. Las mediciones fueron tomadas al mismo tiempo por ambos integrantes del equipo, para minimizar la estimación del error.
A partir de las mediciones se completó una tabla con los siguientes datos: L0, ΔL, t0, Δt, T0, ΔT.
Para determinar cómo el período T depende de la longitud L, se graficaron las siguientes relaciones: lineal, exponencial y logarítmica.
Se analizaron los gráficosobtenidos, y aquel cuya relación correspondía a una función lineal, se le calculó la pendiente y la ordenada al origen.
Se dedujo la expresión para el período T.
Péndulo físico de Varilla y Masa Deslizante
Se suspendió una varilla de longitud L=992 mm. y un cilindro cuya posición sobre la varilla se podía ajustar mediante un tornillo prisionero y se tomó el tiempo de 10 oscilaciones paradiferentes posiciones X de la masa deslizante. Se supuso que la masa de la varilla y el cilindro eran iguales.
Se graficó T vs X.
Se verificó que el valor calculado teóricamente se encuentra dentro del rango de posibles valores de aquellos extraídos experimentalmente en este trabajo. En el caso del péndulo de varilla y masa deslizante se encontró la expresión analítica que relaciona elperíodo con la longitud de la varilla y la posición de la masa deslizante. Se compararon las curvas obtenidas a partir de esta expresión y los datos obtenidos experimentalmente.

4 - Análisis de los datos
Estudio de la relación entre el período y la longitud:
Péndulo físico de Varilla:
Con los datos obtenidos, se generan gráficos a fin de establecer la relación entre estos. Se plantean tresrelaciones diferentes, analizando la proximidad de los valores experimentales a cada una. Como referencia cuantitativa a la aproximación, se generaran líneas de tendencia mediante regresión lineal, y se toma el coeficiente de correlación R2 como un parámetro para comparar cada modelo (la aproximación será mejor cuando R2 se acerque a 1).
Datos obtenidos a partir de las mediciones:
L0(mm) | ΔL(mm)| t0(s) | Δt(s) | T0(s) | ΔT(s) |
980 | ± 5 | 16,3 | ± 0,2 | 1,63 | ± 0,02 |
870 | ± 5 | 15,3 | ± 0,2 | 1,53 | ± 0,02 |
787 | ± 5 | 14,5 | ± 0,2 | 1,45 | ± 0,02 |
672 | ± 5 | 13,4 | ± 0,2 | 1,34 | ± 0,02 |
551 | ± 5 | 12,2 | ± 0,2 | 1,22 | ± 0,02 |
481 | ± 5 | 11,5 | ± 0,2 | 1,15 | ± 0,02 |
424 | ± 5 | 10,6 | ± 0,2 | 1,06 | ± 0,02 |
325 | ± 5 | 9,4 | ± 0,2 | 0,94 | ± 0,02 |...