Pendulo simple

PÉNDULO SIMPLE

GUSTAVO CARDONA
Cód. 0433597

FABIO ECHEVERRY
Cód. 0433317

VIVIANA MURCIA
Cód. 0538816

Informe de Laboratorio

CARLOS J. URIBE G.
Profesor

UNIVERSIDAD DEL VALLE
INSTITUTO DE EDUCACIÓN Y PEDAGOGÓA
ÁREA DE EDUCACIÓN MATEMÁTICA

Santiago de Cali, 25 de Junio de 2008
PÉNDULO SIMPLE

1. Objetivos

* Estudiar algunos procesos físicos involucrados en loque se denomina péndulo simple.
* Establecer la relación general entre la distancia x (a la cual cae la esfera en relación con la mesa) y la altura h (desde la cual se suelta la esfera).

2. Introducción

En esta práctica estudiaremos los procesos físicos involucrados en lo que se denomina péndulo simple. Llamamos péndulo simple (o péndulo matemático) a un punto material suspendido deun hilo inextensible y sin peso, que puede oscilar en torno a una posición de equilibrio. La distancia del punto pesado al punto de suspensión se denomina longitud del péndulo simple. Nótese que un péndulo matemático no tiene existencia real, ya que los puntos materiales y los hilos sin masa son entes abstractos. En la práctica se considera un péndulo simple un cuerpo de reducidas dimensionessuspendido de un hilo inextensible y de masa despreciable comparada con la del cuerpo. En el laboratorio emplearemos como péndulo simple un sólido metálico colgado de un fino hilo de coser.

3. Marco teórico

* Sobre el péndulo simple

Un péndulo es un sistema material que consiste en un hilo de longitud L y masa M, suspendido verticalmente por uno de sus extremos y del que pende, por elextremo opuesto, una masa m. Un caso particular es el denominado péndulo simple. Un péndulo se dice que es simple bajo los siguientes supuestos:

* El hilo es inextensible (no se alarga ni se comprime su longitud durante el movimiento) y su masa es despreciable frente a m (por lo que consideramos M=0).
* Las dimensiones de m son despreciables frente a la longitud del hilo, por lo que seconsidera que m es puntual.

El péndulo simple, por tanto, es un modelo idealizado (simplificado) de un sistema más complejo. La situación de equilibrio corresponde a la posición vertical, posición en la que la tensión de la cuerda es igual al peso. Si separamos el sistema de su posición de equilibrio un cierto ángulo θ0 y soltamos el péndulo (con velocidad inicial nula), el sistema describe unmovimiento periódico. Suele utilizarse la coordenada angular θ para fijar la posición del péndulo en cualquier instante (dicho ángulo se mide respecto a la posición de equilibrio), por lo que si bien depende del tiempo, se verifica que en cualquier instante θ≤θ0. Si la resistencia con el aire fuera despreciable y si en el punto O de suspensión el rozamiento con el hilo fuera despreciable, laamplitud del movimiento (máxima separación angular respecto a la posición de equilibrio) no variara durante el movimiento y será igual al valor inicial θ0.

* Principio de conservación de la energía

El trabajo realizado por una fuerza conservativa es igual a la disminución de la energía potencial. Matemáticamente se expresa:

W = -∆U

Si esta fuerza conservativa es la única que actúa o laúnica que realiza trabajo, el trabajo realizado por la fuerza es también igual al incremento de energía cinética, es decir:

W = ∆Ec

Por tanto, ∆Ec + ∆U = 0, es decir,

Em=∆(Ec + U) = 0

Si la suma de la energía cinética y la energía potencial es la energía mecánica, la ecuación anterior establece que la energía mecánica se conserva, si la única fuerza que realiza trabajo es una fuerzaconservativa. Este resultado se conoce como principio de conservación de la energía.

4. Equipo utilizado

* Mesa con soporte de varilla.
* Esfera con abertura central.
* Hilo de coser.
* Lámina móvil de aluminio.
* Metro.
* Cuchilla.
* Papel periódico y papel carbón.
* Cinta.

5. Procedimiento

Para la presente práctica se monto el soporte de varilla...