P Ndulo Simple
1 Objetivo
El objetivo de esta práctica es estudiar los procesos involucrados en lo que se denomina un péndulo simple. Se calculará el valor de la aceleración de la gravedad. Enuna segunda etapa se estudiará experimentalmente la dependencia del periodo de oscilación con la amplitud.
2 Fundamento teórico
Un péndulo simple se define como un sistema físico ideal formadopor una masa puntual ("lenteja"), suspendida de un soporte inmóvil mediante un hilo inextensible que se mueve en un plano, como se ilustra en la Figura 1. Desplazando la masa del péndulo en un pequeñoángulo α de su posición de equilibrio, el péndulo empieza a oscilar en un plano dando lugar a un movimiento armónico.
P
Considerando el péndulo simple en un campo gravitatorio uniforme y nosometido a ninguna fuerza disipativa. Las fuerzas que actúan sobre el cuerpo de masa m son su peso P y la tensión de la cuerda Tc.
A partir de la relación de fuerzas de la Figura 1 y considerando ángulospequeños (menor de 10º) se puede deducir que la ecuación teórica para el periodo de oscilación de un péndulo simple que oscila en un plano es:
De la ecuación se puede deducir que el valor delperíodo es independiente de la masa del péndulo.
Con ayuda de esta expresión, y determinando experimentalmente la longitud L y el período del péndulo para pequeñas oscilaciones T, se puede determinarexperimentalmente el valor de la aceleración de la gravedad.
3 Procedimiento experimental
Primero observamos el movimiento del péndulo a diferentes alturas desde que lo lanzábamos, y después recogimoslos resultados obtenidos en una tabla que nos mostraba la altura desde la que partía la bola frente al tiempo necesario para diez oscilaciones, con un ángulo no muy grande.
L (cm)
T1
T2
T3
T4
Media64,5
15,73
15,69
15,68
15,63
15,685
55,7
14,84
14,83
14,82
14,84
14,8325
41
12,46
12,52
12,56
12,36
12,475
28,3
10,54
10,59
10,56
10,51
10,5475
L (cm)
T (s)
T2 (s2)
64,5
1,5685...
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