Laboratorio Pendulo simple y Pendulo reversible



INFORME LABORATORIO L3:
PÉNDULO SIMPLE Y PÉNDULO REVERSIBLE-M


FISICA III


INTEGRANTES
Jesús Acevedo 2132487
Álvaro Puentes R 2130236
María Angélica Hernández 2132477


GRUPO B1A
SUBGRUPO: 3
HORARIO: 2-4 PM


PROFESOR LUIS ALEJANDRO PRADA




UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
Bucaramanga, abril 23 de 2015


INTRODUCCIÓN
Con el tiempo, el ser humano ha ido comprobando que la utilidad yel uso adecuado de un objeto no dependen de su tamaño ni de su complejo mecanismo de acción. Ejemplo de ello es el péndulo simple, un sencillo elemento físico que oscila con un determinado periodo y frecuencia. Con este simple movimiento se pueden obtener grandes beneficios que contribuyen al desarrollo de la sociedad, como es el caso de Jean Foucault, que en 1851 usó un péndulo simple paraverificar la rotación de la Tierra; hecho que, a su vez, permitió comprobar otras teorías de aquella época.
Hoy en día el péndulo es usado en complejas construcciones (edificios, torres, etc) para evitar su colapso durante temblores y terremotos, ya que ayudan a mantener el equilibrio de la edificación.
Al igual que éstos, hay muchas otras aplicaciones que se utilizan en nuestro diario vivir. Dada suimportancia, es fundamental estudiarlos para conocer mejor su funcionamiento y su relación con nuestro campo gravitacional.
OBJETIVOS
1. Emplear el péndulo simple para estudiar el movimiento armónico simple.
2. Verificar la relación entre la longitud del hilo y el periodo.
3. Comparar el valor experimental de la gravedad con el valor teórico.
4. Comparar dos periodos de oscilación de un pénduloreversible en dos puntos de suspensión diferentes.
5. Determinar el valor de la gravedad por medio del péndulo reversible.
MARCO TEÓRICO
Para realizar este laboratorio es muy importante tener claros una serie de conceptos relevantes. Uno de ellos es el movimiento armónico simple (M.A.S) que implica el desplazamiento de una partícula a lo largo del eje x en función del tiempo t. Este movimientocumple con la ecuación.
X= Asen(ωt+φ)
Esta ecuación también cumple para el péndulo simple o matemático, que es un sistema físico compuesto por una masa puntual sujeta por un hilo de masa despreciable (Ver figura 1). Sus oscilaciones y amplitud son pequeñas.
Las fuerzas que actúan sobre la masa puntual en la componente tangencial es mgsenӨ la cual está sometida a una aceleración. Entonces de la segundaLey de Newton:
F= ma
-mgsenӨ = m(LӨ)
(LӨ)= - Ө
- = Donde ω es la frecuencia angular
Además ω= Entonces T=2π
Figura 1
De la anterior ecuación se puede afirmar que la frecuencia (f=1/T) y el periodo sólo dependen de la gravedad y la longitud del hilo que sostiene la masa puntual.
En este laboratorio queremos conocer la gravedad, por lo que despejamos este valor de laecuación.
g =

Por otro lado, existe el péndulo físico o compuesto que consiste en un cuerpo rígido que oscila libremente en el campo gravitatorio alrededor de un eje horizontal fijo que no pasa por su centro de masa (ver Figura 2). Este péndulo corresponde a un M.A.S.

El periodo del péndulo compuesto varía respecto al simple pues depende de más variables:

T=2π
Así mismo, la masa del péndulopuede imaginarse concentrada en un punto cuya distancia al eje de suspensión es h (longitud reducida). Tal punto recibe el nombre de centro de oscilación.
Además, existe el centro de gravedad que es el punto en el que actúan las fuerzas gravitaciones sobre distintas porciones materiales de un cuerpo.

PROCEDIMIENTO

Parte A:
Para la primera parte de la práctica, se necesita una varila desoporte, un hilo inextensible, una esfera de acera y un cronómetro. Una vez adquirido el equipo, se procede a ajustar la longitud del hilo (100cm) hasta el centro masa de la esfera. Luego se mueve la esfera de su punto de equilibrio y se suelta para que oscile libremente. Se dejan completar 8 oscilaciones, se registran los datos y se calcula el periodo, así:

T=

Parte B:
Para esta segunda parte de...