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Péndulo Físico
Objetivos:
* Determinar experimentalmente los periodos de oscilación y el radio de giro del péndulo físico y a partir de ellos calcular los momentos de inercia.
* Notar la relación de centro de inercia con periodo del péndulo físico.
* Analizar las oscilaciones armónicas del péndulo físico.
* Comprobar las leyes del péndulo físico.

Fundamento Teórico:
PénduloFísico
Un péndulo físico es un sólido rígido de forma arbitraria que puede oscilar en un plano vertical alrededor de un eje perpendicular a un plano que contenga a su centro de masas.
El punto de intersección del eje con dicho plano es el punto de suspensión. La posición de equilibrio es aquella en que el centro de masas se encuentra en la misma vertical y por debajo del punto de suspensión.
Aquíobservamos esquemáticamente un sólido plano de espesor pequeño utilizado como péndulo físico.

O: punto de suspensión
c.m: centro de masa
l: distancia entre O y el c.m
Ө: ángulo formado con la vertical

Se produce oscilaciones como consecuencia de desviaciones de la posición de equilibrio, ya que entonces el peso del cuerpo, aplicado en su centro de masas, produce un momento respecto delpunto de suspensión que tiende a restaurar la posición de equilibrio. El momento respecto del punto de suspensión O es:
τ = d × m⋅ g…. (1)
Donde:
d: es la distancia entre c.m. y el punto de suspensión
m: es la masa del cuerpo.

El módulo de este momento puede escribirse como:
τ = - mgd⋅sen θ…. (2)
El signo negativo indica que se trata de un momento recuperador, es decir, actuando ensentido opuesto a las variaciones angulares. Este momento puede relacionarse por medio de la ecuación fundamental de la dinámica de rotación con la aceleración angular α del péndulo y su momento de inercia I respecto al punto de suspensión. En forma escalar la relación es:
τ = I⋅ α…. (3)
Teniendo en cuenta la ecuación (2), esto puede escribirse como:
I*α+mgd * sen θ = 0…. (4)
La aceleraciónangular α es la derivada segunda del ángulo Ө respecto al tiempo. En el caso (frecuente) de oscilaciones de pequeña amplitud, en las que se verifica que senα ≈ α, la ecuación (4) puede reescribirse como una ecuación diferencial de segundo orden que corresponde a un movimiento armónico simple:
d2xdt2+ mgdIo x …. (5)
La frecuencia angular y la frecuencia de oscilaciones son:
ω=mgdIo → f=12π IomgdY el periodo T de las oscilaciones es:
T=2πω=2πIomgd
Por lo tanto el momento de inercia experimental es:
Io-ᴇ=mgdT24π2

En esta ecuación: m es la masa del cuerpo rígido, g=9.8 m/s2 es la aceleración de la gravedad y T es el periodo de las oscilaciones, obtenida con el Xplorer y la foto-puerta. Por otro lado, del teorema de Steiner se tiene el momento de inercia I o-τ teórico:
I o-τ= Icm + md2

Donde Icm es el momento de inercia respecto de un eje de rotación que pasa por el centro de masa del cuerpo rígido. Para los cuerpos sólidos y homogéneos como: la esfera de masa m y radio R; el cilindro de masa m y longitud L y radio R; el bloque delgado de masa m y los lados ay b en esta experiencia se tienen:

* Para la esfera : Icm =25 mR2

* Para el disco: Icm =12 mR2

*Para el cilindro: Icm =112 mL2+14mR2

* Para el bloque: Icm =112 m(a2+b2)

Materiales:
* Cuerpo esférico Soporte universal, nuez y pinza
* Cuerpo cilíndrico
* Bloque delgado

* Interface Xplorer GLX.

Tiene: Large backlit LCD -- visible in both sunlight and low light
* Gran pantalla LCD retro iluminada -visible tanto en la luz del sol y con poca luz.
* Stand-Alone or Computer Interface Stand-Alone o Interfaz de la computadora.
* 4 universal sensor ports -- use with over 60 PASPORT sensors 4 puertos de sensores universales - el uso con más de 60 sensores PASport.
* 4 built-in sensors (2 temperature, sound, voltage) 4 sensores integrados (2 temperatura, sonido, voltaje)....