Laboratorio Sobre Péndulo De Torsión.
Páginas: 5 (1056 palabras)
Publicado: 31 de mayo de 2012
Departamento de Ciencias Básicas
Óptica y ondas
Péndulo de torsión
En esta práctica observamos el movimiento de un péndulo de torsión, tomamos el tiempo que dura en hacer tres oscilación con un cronometro, ubicando las masas a diferentes distancias en la varilla del péndulo. Con esto, obtenemos ciertos datos, los cuales nos permiten conocer varios fenómenos que suceden, por supuesto esnecesaria la utilización de ecuaciones específicas para hacer los cálculos y así poder hacer la comparación entre estos. Además utilizamos graficas, para mayor entendimiento de lo que sucede.
¬¬¬¬¬¬
INTRODUCCIÓN
En el movimiento armónico simple tenemos diferentes clases de péndulos y entre ellos se encuentra el péndulo de torsión, el cual consta de un cuerpo rígido sujeto a una varilla.Todo el sistema rota y este movimiento depende de su momento de inercia y su constante de torsión.
Péndulo de torsión: consiste en un alambre o varilla de sección recta circular suspendido verticalmente, con su extremo superior fijo y de cuyo extremo inferior se cuelga un cuerpo de momento de inercia I conocido o fácil de calcular (disco o cilindro). {1}
Movimiento oscilatorio: esun movimiento en torno a un punto de equilibrio estable.
El periodo es una constante característica del movimiento y para este caso ese periodo está dado por:
T=2π√(I/κ) ,
Donde I es el momento de inercia y κ es la constante de torsión. {2}
Momento de inercia: (símbolo I) es una medida de la inercia rotacional de un cuerpo. Cuando un cuerpo gira en torno a uno de los ejes principales deinercia, la inercia rotacional puede ser representada como una magnitud escalar llamada momento de inercia. {3}
El momento de inercia para el caso de partícula puntual está dado por I=mr^2, donde m es la masa y r es la distancia entre la masa y el eje de giro.
Para el caso de cuerpo rígido el momento de inercia depende del eje de giro.
Se parte del hecho que los ejes se encuentran enlos centros de masa y cuando esto no sucede se utiliza el teorema de ejes paralelos para hallar el momento de inercia.
I_neto=I_CM+〖md〗^2
Demuestre la expresión
T^2 "=" T_o^2+(8mπ^2)/"κ" r^2
Donde T es el periodo, To es el periodo de oscilación de la varilla sin masas, r la distancia de las masas al eje de giro y κ es la constante de torsión.
MONTAJE EXPERIMENTAL
Primerohacemos el montaje, el cual consta de un eje de torsión, un trípode pequeño en forma de V, dos masas y un cronómetro.
Luego fijamos en el centro, la varilla transversal al eje de torsión y ubicamos las masas de manera simétrica a cierta distancia.
Giramos la varilla 180o hacia la derecha respecto de la posición cero y la soltamos. Registramos el tiempo para tres oscilaciones y repetimos esto,tres veces alternando giros hacia la derecha y hacia la izquierda.
Después calculamos el periodo de la oscilación, con la ecuación.
Cambiamos la distancia “r” a 25 cm, 20 cm, 15 cm, 10 cm y 5 cm y hacemos el proceso anterior para cada una.
Calculamos la constante de torsión con cada par de datos y hallamos el valor promedio de la constante.
ANÁLISIS DE RESULTADOS
Tabla N°1Registro de tiempos:
r (m) ±0,01 t1 (s) ± 0,1 t2 (s) ±0,1 t3 (s) ±0,1 tpromedio (s) T (s)
0.25 16,63 16,38 16,44 16,48±0,07 5,49 ± 0,07
0.20 14,47 14,50 14,43 14,46±0,02 4,82 ± 0,02
0.15 12,81 12,69 12,72 12,74±0,04 4,25 ± 0,04
0.10 11,53 11,44 11,47 11,48±0,03 3,83 ± 0,03
0.5 10,54 10,22 10,31 10,36±0,09 3,45 ± 0,09
Sin masas 9,59 9,60 9,44 9,54 ±0,05 3,18 ± 0,05
En esta tablaencontramos el tiempo para tres oscilaciones en diferentes distancias.
Tabla N°2
Masa de los cilindros (Kg) 0,239 ± 0,001
Dato experimental del cilindro, aquí se muestra la masa de los dos cilindros.
Tabla N°3
r (m) ± 0,01 I (Kg m2) T (s) Κ (Joule)
0,25 0,033 ±0,002 5,49 ± 0,07 0,0016 ±
0,20 0,032 ±0,002 4,82 ± 0,02 0,0015 ±
0,15 0,031 ±0,002 4,25 ± 0,04 0,0014 ±
0,10 0,030 ±0,002...
Óptica y ondas
Péndulo de torsión
En esta práctica observamos el movimiento de un péndulo de torsión, tomamos el tiempo que dura en hacer tres oscilación con un cronometro, ubicando las masas a diferentes distancias en la varilla del péndulo. Con esto, obtenemos ciertos datos, los cuales nos permiten conocer varios fenómenos que suceden, por supuesto esnecesaria la utilización de ecuaciones específicas para hacer los cálculos y así poder hacer la comparación entre estos. Además utilizamos graficas, para mayor entendimiento de lo que sucede.
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INTRODUCCIÓN
En el movimiento armónico simple tenemos diferentes clases de péndulos y entre ellos se encuentra el péndulo de torsión, el cual consta de un cuerpo rígido sujeto a una varilla.Todo el sistema rota y este movimiento depende de su momento de inercia y su constante de torsión.
Péndulo de torsión: consiste en un alambre o varilla de sección recta circular suspendido verticalmente, con su extremo superior fijo y de cuyo extremo inferior se cuelga un cuerpo de momento de inercia I conocido o fácil de calcular (disco o cilindro). {1}
Movimiento oscilatorio: esun movimiento en torno a un punto de equilibrio estable.
El periodo es una constante característica del movimiento y para este caso ese periodo está dado por:
T=2π√(I/κ) ,
Donde I es el momento de inercia y κ es la constante de torsión. {2}
Momento de inercia: (símbolo I) es una medida de la inercia rotacional de un cuerpo. Cuando un cuerpo gira en torno a uno de los ejes principales deinercia, la inercia rotacional puede ser representada como una magnitud escalar llamada momento de inercia. {3}
El momento de inercia para el caso de partícula puntual está dado por I=mr^2, donde m es la masa y r es la distancia entre la masa y el eje de giro.
Para el caso de cuerpo rígido el momento de inercia depende del eje de giro.
Se parte del hecho que los ejes se encuentran enlos centros de masa y cuando esto no sucede se utiliza el teorema de ejes paralelos para hallar el momento de inercia.
I_neto=I_CM+〖md〗^2
Demuestre la expresión
T^2 "=" T_o^2+(8mπ^2)/"κ" r^2
Donde T es el periodo, To es el periodo de oscilación de la varilla sin masas, r la distancia de las masas al eje de giro y κ es la constante de torsión.
MONTAJE EXPERIMENTAL
Primerohacemos el montaje, el cual consta de un eje de torsión, un trípode pequeño en forma de V, dos masas y un cronómetro.
Luego fijamos en el centro, la varilla transversal al eje de torsión y ubicamos las masas de manera simétrica a cierta distancia.
Giramos la varilla 180o hacia la derecha respecto de la posición cero y la soltamos. Registramos el tiempo para tres oscilaciones y repetimos esto,tres veces alternando giros hacia la derecha y hacia la izquierda.
Después calculamos el periodo de la oscilación, con la ecuación.
Cambiamos la distancia “r” a 25 cm, 20 cm, 15 cm, 10 cm y 5 cm y hacemos el proceso anterior para cada una.
Calculamos la constante de torsión con cada par de datos y hallamos el valor promedio de la constante.
ANÁLISIS DE RESULTADOS
Tabla N°1Registro de tiempos:
r (m) ±0,01 t1 (s) ± 0,1 t2 (s) ±0,1 t3 (s) ±0,1 tpromedio (s) T (s)
0.25 16,63 16,38 16,44 16,48±0,07 5,49 ± 0,07
0.20 14,47 14,50 14,43 14,46±0,02 4,82 ± 0,02
0.15 12,81 12,69 12,72 12,74±0,04 4,25 ± 0,04
0.10 11,53 11,44 11,47 11,48±0,03 3,83 ± 0,03
0.5 10,54 10,22 10,31 10,36±0,09 3,45 ± 0,09
Sin masas 9,59 9,60 9,44 9,54 ±0,05 3,18 ± 0,05
En esta tablaencontramos el tiempo para tres oscilaciones en diferentes distancias.
Tabla N°2
Masa de los cilindros (Kg) 0,239 ± 0,001
Dato experimental del cilindro, aquí se muestra la masa de los dos cilindros.
Tabla N°3
r (m) ± 0,01 I (Kg m2) T (s) Κ (Joule)
0,25 0,033 ±0,002 5,49 ± 0,07 0,0016 ±
0,20 0,032 ±0,002 4,82 ± 0,02 0,0015 ±
0,15 0,031 ±0,002 4,25 ± 0,04 0,0014 ±
0,10 0,030 ±0,002...
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