practica 4- pendulo simple

Universidad Nacional Autónoma de México
Facultad de química

Protocolo de la Practica 4: Péndulo Simple, cambio de variable, obtención de “g”


Nombre: Ibarra Sosa Karimm


Grupo: 25


Materia: Laboratorio de Física



Profesor: Juan Gabriel Morales Morales



Fecha de Entrega: 18-4-13

Introducción:

En esta presente practica se hablara, analizara y discutirán temassobre péndulos simples, variable dependiente e independiente, precisión de medición, así como saber con cierta exactitud si nuestros valores experimentales están correctos.
Un péndulo simple se define como una partícula de masa m suspendida del punto O por un hilo inextensible de longitud l y de masa despreciable.
Si la partícula se desplaza a una posición q0 (ángulo que hace el hilo con lavertical) y luego se suelta, el péndulo comienza a oscilar.

El péndulo describe una trayectoria circular, un arco de una circunferencia de radio l. Estudiaremos su movimiento en la dirección tangencial y en la dirección normal.
Las fuerzas que actúan sobre la partícula de masa m son dos
el peso mg
La tensión T del hilo
 
Descomponemos el peso en la acción simultánea de dos componentes, mg·senq en la dirección tangencial y mg·cosq en la dirección radial.
Ecuación del movimiento en la dirección radial
La aceleración de la partícula  es an=v2/l dirigida radialmente hacia el centro de su trayectoria circular.
La segunda ley de Newton se escribe
man=T-mg·cosq
Conocido el valor de la velocidad v en la posición angular q  podemos determinar la tensión T del hilo.
La tensión T del hilo esmáxima, cuando el péndulo pasa por la posición de equilibrio, T=mg+mv2/l
Es mínima, en los extremos de su trayectoria cuando la velocidad es cero, T=mgcosq0
Principio de conservación de la energía
En la posición θ=θ0 el péndulo solamente tiene energía potencial, que se transforma en energía cinética cuando el péndulo pasa por la posición de equilibrio.

Comparemos dos posiciones del péndulo:En la posición extrema θ=θ0, la energía es solamente potencial.
E=mg(l-l·cosθ0)
En la posición θ, la energía del péndulo es parte cinética y la otra parte potencial

La energía se conserva
v2=2gl (cosθ-cosθ0)
La tensión de la cuerda es
T=mg (3cosθ-2cosθ0)
La tensión de la cuerda no es constante, sino que varía con la posición angular θ. Su valor máximo se alcanza cuando θ =0, el péndulopasa por la posición de equilibrio (la velocidad es máxima). Su valor mínimo, cuando θ=θ0 (la velocidad es nula).
Por otro lado tenemos que considerar el tiempo que tarda en balancear las diversas combinaciones de pesas sobre nuestro péndulo simple armado en el laboratorio de física, a esto se le llama el periodo. También tenemos que considerar las variables que tendremos presentes en nuestropéndulo simple: el ángulo, la longitud del hilo, la masa de las pesas y el tiempo. Sabemos de entrada que el tiempo automáticamente es una variable independiente, esto es porque nosotros podemos decidir en que tiempo se detiene, se inicia una acción.


Desarrollo experimental

**Material utilizado en esta practica:
-1 balanza granataria
-1 juego de pesas
-1 soporte universal con pinzas
-1flexometro
-1 transportador de madera
-2 cronómetros digitales
-Hilo

**Desarrollo:
Se elabora un péndulo simple usando el soporte universal y las pinzas como apoyo, esta será la base de nuestro péndulo simple; se divido en tres partes el experimento debido a la asignación de nuestras variables dependientes e independientes; como se dijo anteriormente, el péndulo simple consta de 4consideraciones.
La primera es el peso que se va a colocar en el péndulo, de tal forma que oscile y se pueda notar el tiempo en el que tarda en ir y regresar el peso que este oscilando en el péndulo. El segundo factor es el ángulo en donde inicie la oscilación del peso que se haya colocado. El tercer factor es el tiempo en el que tarda en oscilar el peso colocado en el péndulo. El cuarto factor es la...