Informe De Fisica

Péndulo de Torsión
Resumen:
La práctica realizada se basó en el análisis de los factores que influyen en el
período de oscilación de un cuerpo rígido mediante la utilización de un péndulo de
torsión, con la finalidad de determinar el momento de inercia del disco (I) y el módulo
de rigidez de una varilla (G) para la cual se debió calcular la constante de elasticidad K
de la varilla.
Paralevar a cabo la realización del mismo se tomaron todas las medidas
pertinentes que relacionaron todos los elementos constitutivos del péndulo, tales como:
la masa, espesor y diámetro del plato, diámetro y longitud de la varilla, diámetro interno
y externo, masa y altura del aro. Para determinar los períodos de oscilación del plato y
del conjunto plato más cuerpo, se giró el conjunto con las dosmanos con un ángulo
muy pequeño (10º) y se midió 10 veces el tiempo para 10 oscilaciones.
El mismo procedimiento fue realizado con igual número de oscilaciones, el
mismo ángulo y la misma cantidad de veces, pero esta vez girando el plato con el aro,
teniendo todos estos datos se procedió al cálculo de lo mencionado anteriormente,
dando como resultado: IS= (61.4±1) ×104 g.cm2, I= (43.2±2) ×104g.cm2, k= (198±7)
×105 g.cm2/s2, G= (8.6±1) ×1011 g/cms2.
Introducción:
En 1777, un físico e ingeniero militar francés llamado Charles-Augustin de
Coulomb (1736-1806) crea el primer péndulo o balanza de torsión con el objetivo de
medir fuerzas débiles. Coulomb buscaba mejorar la brújula de los marinos y, por ello,
empezó a experimentar con cargas eléctricas utilizando el péndulo de torsiónque creó.
De las conclusiones de sus experimentos surgió la Ley de Coulomb:
F=K.q1.q2,
d2
Según la cual la fuerza con la que se atraen o se repelen dos partículas puntuales
cargadas, es directamente proporcional al producto del valor de las dos cargas e
inversamente proporcional a la distancia al cuadrado que las separa.
Esta ley se ha convertido en unas de las leyes fundamentales de laFísica.
Charles-Augustin de Coulomb. Péndulo de torsión que utilizó Coulomb
Henry Cavendish (1731-1810), físico y químico británico, al igual que Coulomb,
también empleó el péndulo de torsión, para realizar el experimento conocido como el
experimento de Cavendish o experimento de la balanza de torsión, con el que además de
demostrar la Ley de la Gravitación Universal de Newton:
F=GM.m
d2calculó la constante de gravitación universal G (G = 6,67×10-11N⋅m2 /Kg2 ), con un error
menor del 1% con respecto al valor aceptado actual.
La balanza de torsión que utilizó consistía en una varilla horizontal de 1,8m de
longitud, en cuyos extremos se encontraban dos esferas metálicas. Esta vara colgaba
suspendida de un hilo. Junto a las esferas, Cavendish situó dos esferas de plomo de unos
175kg, cuya acción gravitatoria debía atraer las masas de la balanza produciendo un
pequeño giro sobre ésta.
Para evitar posibles perturbaciones causadas por corrientes de aire, realizó el
experimento en una habitación aislada del viento y midió la pequeña torsión de la
balanza utilizando un telescopio.
A partir de las fuerzas de torsión en el hilo y las masas de las esferas, Cavendish
calculóel valor de la constante de gravitación universal. Dado que la fuerza de la
gravedad de la Tierra sobre cualquier objeto en su superficie puede ser medida
directamente, la medida de la constante de gravitación permitió determinar la masa de la
Tierra por primera vez.
Igualmente fue posible determinar las masas del Sol, de la Luna y los diferentes
cuerpos del Sistema Solar.
Henry CavendishPéndulo de torsión utilizado por Cavendish
Otra aplicación semejante de la balanza de torsión la encontramos en los
experimentos de Loránd Eötvös (1848-1919) en 1890. Sus resultados probaron la
equivalencia entre las masas inerciales mI y gravitacional mG de los objetos. La masa
inercial es la medida de la resistencia que presenta un cuerpo al cambio en su estado de
movimiento, mientras que...