Práctica Pendulo Simple Uned Ingeniería mecánica

NOMBRE: Aurelio Fernández Álvarez DNI : 76953192-E

PENDULO SIMPLE

1.- Objetivos
- Estudiar la dependencia entre el periodo de oscilación y:
a) la amplitud del movimiento
b) la masa del péndulo
c) la longitud del péndulo
- Medir el valor de la aceleración de la gravedad

2.- Fundamento teórico
Todo cuerpo suspendido por un punto que puede oscilar alrededor de un eje quepase por él, y que no contenga al centro de gravedad, es un péndulo.
El péndulo simple (Fig.10), está formado por un punto material de masa M el cual
podrá oscilar suspendido de otro punto a la
distancia L de él. El péndulo que se va a utilizar en la práctica va a ser una aproximación, formado por una pequeña esfera pesada suspendida de un punto-soporte por medio de un
hilo prácticamenteinextensible y de masa
despreciable.
Cuándo el péndulo es separado de su posición vertical de equilibrio inicia un movimiento de tipo oscilatorio cuyo periodo es

Figura 10

en donde L es la longitud del péndulo y g el valor de la aceleración de la gravedad.
La fórmula teórica del periodo de un péndulo simple estádeducida para un ángulo pequeño de separación (10 a 15 grados). Con objeto de homogeneizar las oscilaciones, se desprecian las primeras y se empieza a contar el tiempo a partir de la quinta oscilación.

3.- Material
- Pies soporte para varillas largas y corta
- Portanueces
- Fotocélulas para cronometraje (precisión hasta milésima de segundo)
- Hilo fino y resistente (L = 1.5m)
-Esferita metálica con gancho o sistema para fijar el hilo
- Portapesas y juego de pesas
- Cinta métrica graduada en mm
- Transportador de ángulos

4.- Procedimiento práctico
Para estudiar la dependencia del periodo de las oscilaciones respecto a la masa m y el ángulo Φ0 utilizamos la técnica denominada de control de variables. Dado que el periodo, en la situación más general, dependerá devarias magnitudes (l, g, m y Φ0), para estudiar la dependencia con una variable se mantienen fijas todas las magnitudes restantes. Seguiremos los siguientes pasos:
a) MONTAJE
1.- Montar los soportes de varilla con el péndulo colgado de su punto de oscilación cerca del borde de la mesa de trabajo de forma que pueda oscilar sin estorbos incluso para oscilaciones y longitudes grandes.
2.- Montar elsistema de detección de oscilaciones de forma que no entorpezca las mismas para ángulos elevados (unos 700)
3.- Colocar el transportador de ángulos en el soporte del péndulo de forma que se puedan medir cómodamente los ángulos de oscilación

b) MEDIDA DEL PERIODO DE LAS OSCILACIONES
1.- Para unas condiciones dadas, las oscilaciones del péndulo deben hacerse de forma tal que:
- el péndulo estétenso;
- la velocidad inicial sea nula
- las oscilaciones se realicen en un plano que no varíe durante las medidas.

Si no se verifican las condiciones anteriores, detener las oscilaciones y repetir la medida correspondiente.
2.- Una vez conectada la célula a la red, y una vez que el péndulo oscile, el contador registra valores de tiempo de paso del hilo por la vertical. La diferencia, Δtregistrada entre dos pasos consecutivos por la vertical corresponde a un semiperiodo, por lo que el periodo de las oscilaciones es T= 2 Δt
3.- Se debe dejar que el péndulo realice varias oscilaciones completas (4 ó 5 para ángulos inferiores a 30º y sólo 2 oscilaciones para ángulos superiores) con objeto de que el péndulo se estabilice. Una vez estabilizado, se procede a la toma de datos delperiodo.

4.1 Dependencia del periodo con la amplitud inicial
Mantenemos fijas todas las variables de las que puede depender el periodo de las oscilaciones, y variamos Φ0. El valor de g también se supone fijo y de valor g=9.81m/s2.
1. Mide (y anota) el valor de la masa m de la esferita.
m=9.32g

2. Mide (y anota) el valor de la longitud l del péndulo. Dicha distancia corresponde a la...