P Ndulo F Sico

Péndulo físico
Informe de Laboratorio de Física III No. 3


RESUMEN

En el presente trabajo, se muestran los resultados de un análisis realizado en el laboratorio de física, cuyo objetivo era determinar el periodo de oscilación de una regla, registrando la distancia del punto de apoyo al centro de masa del cuerpo. Fue necesario el montaje de una estructuracolgante con conectores, más la utilización correspondiente de cronómetro, transportador y reglas. El procedimiento experimental se basó en analizar el comportamiento de una regla perforada y suspendida a través de uno de sus agujeros por un eje ubicado en el soporte del sistema. Entre los hallazgos más destacados de la práctica, se encontró que en un péndulo físico el ángulo de giro debe ser mucho menora 15 grados, para que logre ser un M.A.S. El error experimental fue alto debido a la intervención de fuerzas no conservativas.

Palabras claves: cuerpo, movimiento armónico simple, oscilación, péndulo.

ABSTRACT

In this paper, are shown the results of an analysis conducted in the physics lab, whose objective was to determine the period of oscillation of a rule, recording the distance from thefulcrum to the center of mass of the body. Mounting hanging structure connectors, more use of the corresponding timer, conveyor and rules necessary. The experimental procedure was based on analyzing the behavior of a perforated and suspended rule through one hole by a shaft located in the supporting system. Among the most important findings of the practice, it was found that in a physical pendulumangle of rotation should be much less than 15 degrees, to achieve being a M.A.S. The experimental error was high due to the involvement of non-conservative forces.

Keywords: body, simple harmonic motion, oscillation, pendulum.


1. INTRODUCCIÓN

Un péndulo físico es un cuerpo rígido que de forma arbitraria oscila en un plano vertical alrededor de un eje perpendicular a un plano que contenga a sucentro de masa. 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 masa se encuentra en la misma vertical y por debajo del punto de suspensión.
En el presente trabajo se estudia un sistema pendular a partir del cual se hallarán diferentes incógnitas necesarias para obtener conclusiones acerca de la experiencia.
Estapráctica busca reforzar conceptos ya aprendidos anteriormente, como el movimiento armónico simple, el cual, es un movimiento periódico y vibratorio en ausencia de fricción, producido por la acción de una fuerza recuperadora que es directamente proporcional a la posición.
De igual forma, se evaluarán conceptos asociados al péndulo físico y al movimiento armónico simple, tales como oscilación,fuerza de restitución, frecuencia, período entre otras.

2. MARCO TEÓRICO

Para comprender un poco más la presente práctica hay que tener en cuenta los siguientes conceptos, los cuales son muy importantes y básicos para llevar a cabo esta experiencia.
Un péndulo físico es cualquier cuerpo rígido que puede oscilar alrededor de un eje horizontal bajo la acción de la fuerza de gravedad (UAM, 2015).Figura 1, Péndulo físico
(Ramírez, 2015).
En la Figura se representan las fuerzas que actúan sobre el cuerpo rígido. Si el momento de inercia respecto a un eje que pasa por O del cuerpo rígido es , por segunda ley de newton (USC, 2015) se tiene que:
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Cabe resaltar que esta ecuación diferencial no es lineal (Serway & Jewett, 2009)y por consiguiente, el péndulo físico no oscila con M.A.S, sin embargo, para pequeñas oscilaciones, es decir, con ángulos menores o iguales a 10 grados (θ≈10°), se cumple que senθ≈θ (Lara, Zuluaga, Marín, & Ramirez, 2015), y por consiguiente:
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Lo que quiere decir que para pequeñas amplitudes el movimiento pendular es armónico, siendo w:
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