Pendulo de torsion

PENDULO DE TORSIÓN
TORSION PENDULUM
J. CAÑATE, M. GUERRA, D. RIVERA, A.C. REALES, F. RUIZ
Grupo de laboratorio de Física II, Universidad del Atlántico, A.A 1890, Barranquilla

Recibido: Mayo 12 de 2011; Aceptado: ___________

Resumen
En esta práctica se busco identificar las oscilaciones del péndulo de torsión como un movimiento armónico simple y determinar el momento de inercia de unaro metálico a partir del péndulo de torsión. Para esto se utilizó un sistema que consistía en un hilo o alambre de sección recta circular suspendido verticalmente, con su extremo superior fijo y de cuyo extremo inferior se colgaba un cuerpo, primero se trataba de un disco macizo y luego se usó el mismo disco con un aro encima, ambos con un momento de inercia I que teníamos que calcular. Sedejó oscilar el disco desde un ángulo de 15º para medir el tiempo de 5 oscilaciones y así determinar su período, y luego se procedió a medir el nuevo período T para el conjunto aro más disco. Finalmente se logró obtener el momento de inercia del aro experimentalmente y respectivamente con la masa de este aro el momento de inercia teórico.

Palabras claves: Momento de inercia, periodo, masa.Abstract
In this practice sought to identify the oscillations of the torsion pendulum as a simple harmonic motion, and to determinate the moment of inertia of a metal ring from the torsion pendulum. For this we used a system consisting of a string or wire suspended vertically circular cross section, with its fixed top and bottom of which hung a body, first it was a solid disc and then we used thesame discover a ring, both with a moment of inertia I that we had to calculate. It left the hard rock at an angle of 15 degrees to measure the time of 5 waves and determine its period, and then proceeded to measure the new period T for all over ring disk. Finally we succeeded in obtaining the moment of inertia of the ring respectively experimentally and the mass of this ring the moment of inertiatheory.

Keywords: Moment of inertia, time, mass.

1. Introducción

El péndulo de torsión es un ejemplo de movimiento armónico simple, consiste en un disco o cilindro sólido sostenido por una barra delgada. Si se hace girar el disco en la medida de un ángulo. El momento de torsión es directamente proporcional al desplazamiento angular. Se tiene:

τ=-kθ

Donde k’ es una constante quedepende del material de que está hecha la barra delgada. El periodo del movimiento armónico simple angular esta dado por:

T=2πIk
donde I es el momento de inercia del sistema de vibración.

2. Detalle experimental

Inicialmente se procedió por medir el radio del disco macizo y se pesó para determinar su masa, y así pudimos calcular su momento de inercia Io con respecto al eje del disco,usando la ecuación de I= 12 MR2 , luego se armo el péndulo de torsión, suspendiendo de la varilla sólo el disco macizo, se hizo oscilar para medir el tiempo de n oscilaciones y así determinar su período To , y utilizando la ecuación de T=2πIK y usando la I0 anteriormente hallada se procedió para establecer la constante de torsión k del alambre(varilla del péndulo).
A continuación se Armó nuevamente el péndulo torsión, colocando encima del disco el aro, y medimos así el nuevo período T para el conjunto aro más disco y de aquí pudimos obtener el momento de inercia del aro experimentalmente, para finalizar se pesó el aro y medimos los radios interior y exterior del aro.

3. Resultados y discusión

Para el péndulo de torsiónconformado por un disco suspendido por un alambre y el conformado por el disco anterior unido a un anillo, inicialmente se hizo la medida de los periodos de oscilación, los cuales se muestran en la siguiente tabla:

Parámetros a medir | Disco | Disco + Anillo |
T1 | 1.78 s | 1.954 s |
T2 | 1.78 s | 1.886 s |
T3 | 1.78 s | 1.854 s |
T4 | 1.77 s | 1.872 s |
T5 | 1.78 s | 1.892 s |
T |...