Laboratorio de fisica

INVESTIGANDO UN FENÓMENO DE LA NATURALEZA
EXPERIMENTO Nº2

I. OBJETIVOS
1. Establecer una ley mediante el movimiento de un péndulo simple.
2. Medir tiempos de eventos con una precisión determinada.
3. Calcular la aceleración de la gravedad g en lima.

II. EQUIPOS Y MATERIALES
- Soportes universales (2)
- Prensas medianas (2)
- Varilla de 20 cm
- Clamp
- Cuerdas de 1m (2)
- Masascilíndricas con ganchos (6)
- Cronómetro
- Regla patrón y transportador circular
- Juego de pesas pequeñas: 100g, 50g, 20g (2) y 10g
- Hojas de papel milimetrado (4).

III. INFORMACIÓN TEÓRICA
4.1. El Péndulo Simple: Es un objeto cualquiera que está suspendido, a un punto fijo, mediante una cuerda. Se define también como una partícula de masa m suspendida en un punto, por medio de una cuerdainextensible de longitud L y de masa despreciable.


o 0

L
B’ B
m
A mg

4.2. Elementos y características del péndulo simple
a)LONGITUD “L”: longitud de la cuerda desde el punto de suspensión hasta el centro de gravedad del objeto suspendido.
b) OSCILACIÓN: Es el arco recorrido por el péndulo desde sus posiciones extremas hasta la otra, más su regreso a su posición inicial.
c) PERIODO “T”:Tiempo que emplea en realizar una oscilación.
d) AMPLITUD “ ”: Es el ángulo formado por la cuerda del péndulo con una de susposiciones extremas y la vertical. (las leyes del péndulo se cumplen sólo cuando < 10°).
e) FRECUENCIA “f”: Es el número de oscilaciones en cada unidad de tiempo, se calcula así:

4.3. Razón de la oscilación de un péndulo.
1) En la posición de equilibrio el peso “m” del cuerpo es anulado por la cuerda “R”.
2) Si se lleva a la posición extrema “A”, el peso del cuerpo es anulado por la cuerda soloen parte.
3) En esta posición extrema y la componente “m1” del peso le da el movimiento uniformemente acelerado, hasta “O”, posición inicial (vertical), ahora posición o instante de mayor velocidad.

4) A partir de este punto, al cual lo pasa por inercia, empieza el movimiento desacelerado, porque la componente “P1” cambia de sentido.
5) La componente “P1” va aumentando por consiguientefrenando al péndulo hasta que consigue detenerlo en el punto B.
6) Del punto B empieza a regresar por la presencia de la componente “P1” y así continúa el movimiento pendular.

4.4. Leyes del péndulo
- Primera Ley: El periodo “T” de un péndulo es independiente de su oscilación.
Sean dos péndulos de la misma masa “m” y longitud “L”. Se ponen en posiciones extremas distintas y se sueltan, se mide eltiempo que demoran 10 oscilaciones, se divide entre 10, ese tiempo será el valor del período en ambos casos, comprobado experimentalmente, es el mismo.

- Segunda Ley: El período “T” de un péndulo es independiente de su masa.
Sean dos péndulos de igual longitud “L” pero de masas distintas (M y m), si se llevan a una posición inicial similar y se sueltan, ambos tienen el mismo período “T”.

-Tercera Ley: “L”, período “T” de un péndulo es directamente proporcional a la raíz cuadrada de su longitud “L”.



- Cuarta Ley: El período “T” de un péndulo es inversamente proporcional a la raíz cuadrada de la gravedad “g”.

IV. PROCEDIMIENTO
PRIMERA PARTE
1. Observe el cronómetro y analice sus características. Aprenda su manejo. ¿Cuál es el valor mínimo es la escala? ¿Cuál es el errorinstrumental a considerar?
Rpta. Su valor mínimo en 0,1s y el error instrumental es 0,05s
2. Disponga un péndulo de masa de 50 g.
3. Aleje ligeramente la masa a una posición cerca de la posición de equilibrio un ángulo  pequeño alrededor de 10°.
4. Suelte la masa, y mida, con el cronómetro, el tiempo t que se tarda en realizar 10 oscilaciones completas.
5. Cuando el péndulo se mueve con...