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Informe laboratorio péndulo fisico, Guías, Proyectos, Investigaciones de Física

Se describe el procedimiento para demostrar bases teóricas con esta práctica. Haciendo mediciones y calculando errores de medición en el proceso.

Tipo: Guías, Proyectos, Investigaciones

2019/2020
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Subido el 19/08/2020

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Péndulo físico
Rafael santos castillo buzón
Universidad del Atlántico
Laboratorio de Física 2
grupo 3
Docente: Martín morales
Resumen.En este laboratorio se analisa el comportamiento de un cuerpo sometido a un noviembre
pendular ,a dicho cuerpo se le estudian fenómenos tales como la relación entre periodo y masa ,su
momento de inercia ,su comportamiento para angulos grandes y pequeños entre otros fenómenos
que ocurren al someter a un cuerpo a un movimiento pendular. Al igual se explicara el motivo de por
qué los resultados experimentales obtenidos variaron significativamente respecto a los resultados
teóricos
Palabras Claves: péndulo, período, eje de rotación, centro de masa.
Abstract. In this laboratory the behavior of a body is sometimes analyzed in pendular November, this
body is studied phenomena stories such as the relationship between period and mass, its moment of
inertia, its behavior for large and small angles among other phenomena that occur when subjecting to
a body to a pendulum movement. Just as the reason why the experimental results are explained, the
variation varies from the theoretical results.
Keywords: Pendulum, period, center of mass, radius of gyration.
1 Introducción
En estos laboratorios generalmente se aborda el tema relacionado con oscilaciones mecánicas a
través de varios experimentos entre los cuales se encuentra el péndulo físico (también llamado
péndulo compuesto). En el presente informe se estudia el movimiento oscilatorio realizado por un
péndulo físico partir de variaciones ben su longitud y amplitud manteniendo un ángulo que permita
oscilaciones pequeñas ncomo lo planteados en la ley de hookeybasi determinar el momento de
Inercia de varios cuerpos como un disco macizo y un aro.
2 Discusión Teórico
Se conoce como péndulo Físico o péndulo compuesto a cualquier cuerpo rígido que pueda oscilar
libremente alrededor de un eje horizontal que no pase por su centro de gravedad, bajo la acción del
campo gravitacional. El cuerpo de la figura 1 puede girar alrededor de un eje horizontal que pase por
O sin rozamiento. Si se le separa un ángulo ϴ respecto a su posición equilibrio vertical, el peso W = mg
le genera.
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Péndulo físico

Rafael santos castillo buzón Universidad del Atlántico Laboratorio de Física 2 grupo 3 Docente: Martín morales Resumen .E n este laboratorio se analisa el comportamiento de un cuerpo sometido a un noviembre pendular ,a dicho cuerpo se le estudian fenómenos tales como la relación entre periodo y masa ,su momento de inercia ,su comportamiento para angulos grandes y pequeños entre otros fenómenos que ocurren al someter a un cuerpo a un movimiento pendular. Al igual se explicara el motivo de por qué los resultados experimentales obtenidos variaron significativamente respecto a los resultados teóricos Palabras Claves: péndulo, período, eje de rotación , centro de masa. Abstract. In this laboratory the behavior of a body is sometimes analyzed in pendular November, this body is studied phenomena stories such as the relationship between period and mass, its moment of inertia, its behavior for large and small angles among other phenomena that occur when subjecting to a body to a pendulum movement. Just as the reason why the experimental results are explained, the variation varies from the theoretical results. Keywords: Pendulum, period, center of mass, radius of gyration.

1 Introducción

En estos laboratorios generalmente se aborda el tema relacionado con oscilaciones mecánicas a través de varios experimentos entre los cuales se encuentra el péndulo físico (también llamado péndulo compuesto). En el presente informe se estudia el movimiento oscilatorio realizado por un péndulo físico partir de variaciones ben su longitud y amplitud manteniendo un ángulo que permita oscilaciones pequeñas ncomo lo planteados en la ley de hookeybasi determinar el momento de Inercia de varios cuerpos como un disco macizo y un aro.

2 Discusión Teórico

Se conoce como péndulo Físico o péndulo compuesto a cualquier cuerpo rígido que pueda oscilar libremente alrededor de un eje horizontal que no pase por su centro de gravedad, bajo la acción del campo gravitacional. El cuerpo de la figura 1 puede girar alrededor de un eje horizontal que pase por O sin rozamiento. Si se le separa un ángulo ϴ respecto a su posición equilibrio vertical, el peso W = mg le genera.

un momento recuperador: 𝜏 = mghsenϴ , que al soltarlo hará que oscile alrededor de esta posición de equilibrio. Si ϴ <<< ( muy pequeño) entonces sin𝛳 ≈ 𝜃 o sea 𝜏 𝑚𝑔ℎ𝜃. Y como un movimiento armónico simple (rotacional) debe ser originado por un momento de fuerza que sea proporcional a ϴ, esto quiere decir que debe existir una constante K tal que: 𝜏 = − 𝐾𝜃 entonces podemos considerar al movimiento oscilatorio de este cuerpo, si ϴ es pequeño, como un movimiento armónico simple donde K = mgh Por otro lado sabemos que el período de este movimiento viene dado por 𝑇 = 2𝜋√ 𝐼 /𝐾 por tanto el período de un péndulo físico viene dado por: 𝑇 = 2𝜋√ 𝐼/ 𝑚𝑔ℎ , siendo 𝐼 el momento de inercia con respecto a O y h la distancia del eje de rotación (oscilación) al centro de gravedad.

3 Métodos Experimentales

MATERIAL UTILIZADO : Dos varillas homogéneas, cinta métrica, soporte con su varilla, una nuez, una espiga de eje, cronómetro y balanza MONTAJE: Se hará como se indica en la figuras 2 y figura 3. PROCEDIMIENTO : 1. Busque la posición de equilibrio de cada varilla apoyándola en otra varilla horizontal, para así ubicar su centro de gravedad

  1. Haga oscilar una de las varillas insertando la espiga de eje por un orificio en un extremo, como se indica en la figura 2, y mida su período de oscilación
  2. Monte la segunda varilla en la espiga de eje a través de un orificio que no coincida con su centro de gravedad ni en un extremo, y hágala oscilar para medir su período de oscilación.
  3. En cada caso, mida la distancia del centro de gravedad determinado en el paso 1 al eje de oscilación.
  4. Pese la varilla y mida su longitud, para calcula el momento de inercia (teórico) respecto a cada eje.

4. Análisis de Resultados y Discusión.

  1. A partir de la ecuación 𝑇 = 2𝜋√ 𝐼 𝑚𝑔 ,se determino para cada eje de oscilación, el momento de Inercia I.
  2. Usando la relación 𝐼 = 1/3 𝑚𝐿 2 se calculo el momento de inercia (teórico) con respecto a un eje perpendicular a la varilla en un extremo, y se compáro con el correspondiente valor obtenido en el paso 1.
  3. según l teorema de los ejes paralelos. 𝐼𝑥 = 𝐼(𝑐.𝑔.) + 𝑀ℎ^2 permite calcular el momento de Inercia con respecto a un eje cualquiera conociendo el momento de Inercia de un eje paralelo a este que pase por su centro de gravedad. Para la segunda varilla, por ser homogénea, su centro de gravedad coincide con su centro geométrico (en la mitad de la varilla). Y el momento de inercia de una varilla homogénea respecto a un eje perpendicular a la varilla en su centro es I = 1 /12 𝑀𝐿^2. Con la anterior información se pudo calcular el momento de Inercia (teórico) de la segunda varilla y compararlo con el obtenido en el paso 1. TABLA DE DATOS Para la varilla corta(primera parte) Longitud de la varilla 0.8m
  1. Que espera usted si hace oscilar ( o pretende hacerlo) la varilla alrededor de un eje que pase por su centro de gravedad.? En este caso se comportaría como un péndulo simple ya que consideraríamos como una masa puntual su centro de gravedad. La ecuación del periodo 𝑇 = 2𝜋√ 𝐼/ 𝑚𝑔ℎ se reduciría a 𝑇 = 2𝜋√ L/ 𝑔

Referencias

[1] https://es.answers.yahoo.com/question/index;_ylt=AwrCxnYZUiRf6hsAPCrXdAx.;_ylu=X3oDMTByNX Q0NThjBGNvbG8DYmYxBHBvcwM1BHZ0aWQDBHNlYwNzcg--?qid=20070310140010AAV9Uuc. [2] https://r.search.yahoo.com/_ylt=AwrCxnYZUiRf6hsANSrXdAx.;_ylu=X3oDMTByOHZyb21tBGNvbG8DY mYxBHBvcwMxBHZ0aWQDBHNlYwNzcg-- /RV=2/RE=1596244633/RO=10/RU=https%3a%2f%2fes.wikipedia.org%2fwiki%2fP%25C3%25A9ndulo _f%25C3%25ADsico/RK=2/RS=LWu6pIq_L3utU_zTD4yFdIwZK3U- 2