preparatorio 1 pendulo de poul

DEPARTAMENTO DE CIENCIAS EXACTAS

CARRERA DE MECATRONICA

ASIGNATURA: FISICA II

TRABAJO PREPARATORIO

LABORATORIO N1.1
Tema de practica: OSCILACIONES LIBRES
Realizado por: Alex Garcés – Bryan Villegas
Curso: A-207 NRC:1349
Fecha: 06-03-2013

1.

Consultar sobre:
componentes del movimiento
Posición: Es la recta dirigida que va desde un sistema de referencia establecido hasta lapartícula que se estudia. Es una magnitud vectorial, tiene dimensiones de longitud [L] y se
la expresa en (m) en el Sistema Internacional.
Velocidad: Magnitud vectorial que denota el desplazamiento o cambio de posición de
un cuerpo por unidad de tiempo. Posee dimensiones de longitud por tiempo [L/T] y se la
expresa en metros por segundo (m/s) en el Sistema Internacional. El módulo de lavelocidad
se conoce como rapidez o celeridad.
Aceleración: Magnitud vectorial que representa el cambio de velocidad de una partícula
o cuerpo por unidad de tiempo. Sus dimensiones son de longitud por tiempo por tiempo
[(L/T)/T][L/T2 ]
y se expresa en metros por segundo cuadrado (m/s2 )enelsistemainternacional.

Tiempo: Es una magnitud escalar que permite medir el intervalo que media entre dossucesos en un sistema bajo observación. Sus dimensiones son de tiempo [T] y se expresa en
segundos (s)
modelos físicos y matemáticos de oscilaciones libres
En ausencia de fuerzas externas (f(t) 0) se dice que las oscilaciones son libres. En tal
caso tenemos la ecuación de movimiento
dx2
dx
+ 2α + ω 2 x = 0
2
dt
dt
Consideraremos α = 0
es decir no hay amortiguamiento. La ecuación sereduce a la ecuación del oscilador armónico
dx2
+ ω2x = 0
dt2
La solución general de esta ecuación está dada por
x(t)=C1 cosωt + C2 senωt = Acos(ωt − ϕ)
En la representación x(t)= Acos(ωt − ϕ)lasconstantesAyϕestndadaspor
2
2
a= C1 + C2

Cos ϕ =
Sen ϕ =

C1
A
C2
A

Debe notarse que todas las soluciones son periódicas con período T = 2. Las constantes que
aparecen en la solución dela ecuación del movimiento armónico tienen nombres e interpretaciones especiales.
El péndulo de Polh

Es un péndulo de torsión constituido por un volante o disco metálico que puede rotar
alrededor de un eje y que, mediante un resorte espiral, recupera su posición de equilibrio,
oscilando alrededor de ésta. El disco se frena mediante las corrientes de Foucault que genera el campo magnéticoproducido por una bobina en el anillo de cobre. El momento de las
fuerzas que ejerce el campo magnético sobre las corrientes inducidas es proporcional a la
velocidad angular de rotación y de sentido contrario a ésta. La intensidad del campo magnético es proporcional a la corriente i que pasa por la bobina, la fuerza sobre dichas corrientes
es también proporcional al campo magnético. El momento defrenado es proporcional, por
tanto, al cuadrado de la intensidad de la corriente que pasa por la bobina. La fuerza oscilante

se proporciona mediante un motor de velocidad variable, que dispone de una rueda impulsora y una excéntrica unida a una biela. La biela se atornilla a una varilla que puede girar
alrededor del mismo eje y cuyo extremo está unido al muelle helicoidal. La varilla disponede una ranura que permite ajustar la amplitud de la oscilación forzada. La varilla impulsora
y el disco giran independientemente uno del otro, solamente están conectados por el muelle
helicoidal.
Oscilaciones libres y amortiguadas
Al hablar de oscilación libre de una partícula (o sistema de partículas) nos referimos a un
movimiento periódico de vaivén de un lado al otro de una ciertaposición central de equilibrio
que, una vez iniciado, y caso de no haber rozamiento, nunca cesaría, manteniéndose siempre
con la misma amplitud. Las oscilaciones libres son, obviamente, un caso ideal, ya que en las
oscilaciones reales siempre existe una cierta pérdida de energía mecánica, de modo que la
amplitud de las oscilaciones va disminuyendo con el tiempo hasta que, al fin, el oscilador se...