informe 5 carlos reyes lab fisica !!!!!
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REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO
“SANTIAGO MARIÑO”
EXTENSIÓN VALENCIA
LABORATORIO DE FISICA
INFORME Nº 5
(PENDULO SIMPLE Y CHOQUE)
Profesor(a): Sheila Pérez
Integrantes:
Padrón Daniel C.I.: 16.112.726(45) Sección (I)
Reyes Carlos C.I.: 20.512.647(45) Sección (I)
Rivero Wily C.I.:23.673.156(46) Sección (I)
Villalba Fernando C.I.: 21.240.664(47) Sección (I)
VALENCIA, 23 MAYO DE 2013
INTRODUCCION
El informe que se presenta a continuación, tiene como fundamento el tema de
péndulo simple y choque que se ha desarrollado en la práctica N° 5 del Laboratorio,
cuyo estudio tiene las fuerzas elásticas, fuerzas de tensión del resorte y las fuerzas que
actúan sobre un cuerpo en un plano inclinado procediendo a colocar el pivote y la
escala graduada en un pizarrón magnetizado, sujetándolo por un extremo el resorte del
pivote, en el otro extremo se colgara la base de juego de pesas colgantes y se anotara
la lectura de la escala graduada, seguidamente se irán colocando sobre la base,
diferentes masas que producirán alargamiento en el resorte a medida que se aumenta
la masa.
Por otra parte, se podrá conocer el funcionamiento del dinamómetro, teniendo
en cuenta que el mismo basa su funcionamiento en un resorte que sigue la Ley de
Hooke.
Así mismo en esta práctica de laboratorio se podrá experimentar mediante un
plano inclinado, que se fijara a un pizarrón magnético, con diferentes ángulos de
inclinación, colocándose en la parte superior del plano diferentes cilindros (sólidos y
huecos), para poder determinar las diferentes fuerzas que actúan sobre un cuerpo.
RESUMEN
En el presente informe se dan a conocer los resultados obtenidos en la práctica
de laboratorio el cual tema central de este informe es "péndulo simple y choque".
Objetivo Principal:
Estudiar el movimiento oscilatorio o vibratorio y analizar el movimiento de un
péndulo y un proyectil.
Objetivos específicos:
Estudiar el movimiento oscilatorio de un proyectil
Objetivos practica 1:
Medición de la aceleración de la gravedad utilizando la formula g=4 π2( lp2
)
Objetivos practica 2:
Calculo de la velocidad, altura y por ultimo calcular energía cinética y potencial.
FUNDAMENTOS TEORICOS
MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE
Péndulo simple
El péndulo simple (también llamado péndulo matemático o péndulo ideal) es un sistema
idealizado constituido por una partícula de masa m que está suspendida de un punto
fijo O mediante un hilo inextensible y sin peso. Naturalmente es imposible la realización
práctica de un péndulo simple, pero si es accesible a la teoría.
El péndulo simple o matemático se denomina así en contraposición a los péndulos
reales, compuestos o físicos, únicos que pueden construirse.
Conservación de la energía
La ley de la conservación de la energía afirma que la cantidad total de energía en
cualquier sistema físico aislado (sin interacción con ningún otro sistema) permanece
invariable con el tiempo, aunque dicha energía puede transformarse en otra forma de
energía. En resumen, la ley de la conservación de la energía afirma que la energía no
puede crearse ni destruirse, sólo se puede cambiar de una forma a otra, por ejemplo,
cuando la energía eléctrica se transforma en energía calorífica en un calefactor.
Choque
El choque se define como la colisión entre dos o más cuerpos.Un choque físico o
mecánico es percibido por una repentina aceleración o desaceleración causada
normalmente por un impacto, por ejemplo, de una gota de agua, aunque también
una explosión causa choque; cualquier tipo de contacto directo entre dos cuerpos
provoca un choque. Lo que mayormente lo caracteriza es la duración del contacto que,
generalmente, es muy corta y es entonces cuando se transmite la mayor cantidad de
energía entre los cuerpos.
CARACTERISTICAS DEL MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE
Periodo
Periodo es el tiempo que se tarda en completar una oscilación completa y se mide en
segundos, su función inversa seria la frecuencia, que sería el numero de oscilaciones
por unidad de tiempo y se mide en hertzios.
Frecuencia
Es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo de
cualquier fenómeno o suceso periódico. Para calcular la frecuencia de un suceso, se
contabilizan un número de ocurrencias de este teniendo en cuenta un intervalo
temporal, luego estas repeticiones se dividen por el tiempo transcurrido.
Velocidad angular
Es una medida de la velocidad de rotación. Se define como el ángulo girado por una
unidad de tiempo y se designa mediante la letra griega ω. Su unidad en el Sistema
Internacional es el radián por segundo (rad/s).
Velocidad de una partícula
La velocidad es una magnitud física de carácter vectorial que expresa el
desplazamiento de un objeto por unidad de tiempo.
Aceleración de una partícula
Es una magnitud vectorial que nos indica el cambio de velocidad por unidad de tiempo.
En el contexto de la mecánica vectorial newtoniana se representa normalmente por
o y su módulo por . Sus dimensiones son . Su unidad en el Sistema
Internacional es el m/s2
CONSERVACION DE ENERGIA Y CONSERVACION DE MOMENTUM LINEAL
Energía cinética
La energía cinética de un cuerpo es aquella energía que posee debido a su
movimiento. Se define como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa
determinada desde el reposo hasta la velocidad indicada. Una vez conseguida esta
energía durante la aceleración, el cuerpo mantiene su energía cinética salvo que
cambie su velocidad. Para que el cuerpo regrese a su estado de reposo se requiere un
trabajo negativo de la misma magnitud que su energía cinética. Suele abreviarse con
letra Ec o Ek (a veces también T o K).
Energía potencial
Es la energía que mide la capacidad que tiene dicho sistema para realizar un trabajo en
función exclusivamente de su posición o configuración. Puede pensarse como
la energía almacenada en el sistema, o como una medida del trabajo que un sistema
puede entregar. Suele abreviarse con la letra o .
La energía potencial puede presentarse como energía potencial gravitatoria, energía
potencial electrostática, y energía potencial elástica.
Momento de inercia
Es una medida de la inercia rotacional de un cuerpo. Cuando un cuerpo gira en torno a
uno de los ejes principales de inercia, la inercia rotacional puede ser representada
como una magnitud escalar llamada momento de inercia. Sin embargo, en el caso más
general posible la inercia rotacional debe representarse por medio de un conjunto de
momentos de inercia y componentes que forman el llamado tensor de inercia. La
descripción tensorial es necesaria para el análisis de sistemas complejos, como por
ejemplo en movimientos giroscópicos
FORMULAS UTILIZADAS
Experiencia 1
g=4 π2( lp2
)
Experiencia 2
Ec=12m .v2
Ep= m.g.h
V=Øesf 19mmt
EQUIPOS UTILIZADOS EN LA PRÁCTICA DE LABORATORIO.
Esfera metálica (FM-14)
Hilo liviano (aproximado 50cm de longitud; FM8)
cronometro
soporte o pizarrón magnético
camino curvo, con pista y riel
esfera de 19mm de diámetro
péndulo simple
equipo CPO
equipo péndulo balístico
RESULTADOS EXPERIMENTALES
Experiencia N° 1. Se coloca en un pizarrón magnético la escala graduada
sujetándose por un extremo el resorte al pivote y por el extremo libre se coloca la base
de juego de pesas colgantes anotando en las tablas suministradas las medidas que
producirá el alargamiento del resorte, para posteriormente calcular la constante “k” de
un resorte.
Tabla N° 1. Longitud en función de periodo
longitud periodo
35 cm 0.35m 0.5838s
41.5 cm 0.415m 0.6258s
49 cm 0.49m 0.6809s
56 cm 0.56m 0.7419s
64.5 cm 0.645m 0.8012s
Se calcula la fuerza promedio (Fp), el alargamiento promedio (Xp) y posteriormente
se calcula la constante “K”.
Calculo de la aceleración de la gravedad promediada:
G=4 π2( LP2
) G=4 π2( 2.46
3.43362) = 8.24 m/seg
Calculo de la aceleración de la gravedad longitud en función de periodo:
1. G=4 π2( LP2
) G=4 π2( 0.35
0.58382) = 40.63 m/seg
2. G=4 π2( LP2
) G=4 π2( 0.4150.62582
) = 49.59 m/seg
3. G=4 π2( LP2
) G=4 π2( 0.49
0.68092) = 41.71 m/seg
4. G=4 π2( LP2
) G=4 π2( 0.56
0.74192) = 40.15 m/seg
5. G=4 π2( LP2
) G=4 π2( 0.6450.80122
) = 39.65 m/seg
Experiencia N° 2. Calculo de la velocidad, altura, energía cinética y potencial.
Tabla 2: medidas del camino curvo con riel con respecto a la esfera
Cabe destacar que esta experiencia consiste en fijar el extremo del dinamómetro a
una polea magnética y el extremo libre se cuelga a una base del juego de pesas
colgantes, seguidamente se va colocando sobre la base, masas diferentes que
producirán fuerzas diferentes.
Tabla N° 2.
N
°
Desplazamiento (cm) Altura (cm) Tiempo (s)
1 20 26cm 0.4174 s
2 20 26 cm 0.4250 s
3 20 26 cm 0.4213 s
4 40 15 cm 0.5608 s
5 40 15 cm 0.5659 s
6 40 15 cm 0.5611 s
7 60 21 cm 0.6901 s
8 60 21 cm 0.6891 s
9 60 21 cm 0.6898 s
10 80 31 cm 0.9619 s
11 80 31 cm 0.9898 s
12 80 31 cm 0.9993 s
13 100 23.5 cm 1.308 s
14 100 23.5 cm 1.395 s
15 100 23.5 cm 1.299 s
Se calcula la fuerza promedio (Fp), el alargamiento promedio (Xp) y
posteriormente se calcula la constante “K” de un dinamómetro.
Calculo de la velocidad:
V=DIAMETRO ESFERATIEMPO
1. V=diametro esf .tiempo V=0.019m
0.4174 = 0.0455 m/s
2. V=diametro esf .tiempo V=0.019m
0.4250 = 0.0447 m/s
3. V=diametro esf .tiempo V=0.019m
0.4213 = 0.0450 m/s
4. V=diametro esf .tiempo V=0.019m
0.5608 = 0.0338 m/s
5. V=diametro esf .tiempo V=0.019m
0.5659 = 0.0335 m/s
6. V=diametro esf .tiempo V=0.019m
0.5611 = 0.0338 m/s
7. V=diametro esf .tiempo V=0.019m
0.6901 = 0.0275 m/s
8. V=diametro esf .tiempo V=0.019m
0.6891 = 0.0275 m/s
9. V=diametro esf .tiempo V=0.019m
0.6898 = 0.0275 m/s
10. V=diametro esf .tiempo V=0.019m
0.9619 = 0.0197 m/s
11. V=diametro esf .tiempo V=0.019m
0.9898 = 0.0191 m/s
12. V=diametro esf .tiempo V=0.019m
0.9993 = 0.0190 m/s
13. V=diametro esf .tiempo V=0.019m
1.308 = 0.0145 m/s
14. V=diametro esf .tiempo V=0.019m
1.395 = 0.0136m/s
15. V=diametro esf .tiempo V=0.019m
1.299 = 0.0146 m/s
CALCULO DE LA ENERGIA CINETICA
EC=12.M .V 2
1. EC=12. (4.26 ) . (0.0455 )2 = 4.4096325 x 10−3
2. EC=12.(4.26) .(0.0447)2 = 4.2559317 x 10−3
3. EC=12. (4.26 ) . (0.0450 )2 = 4.31325 x 10−3
4. EC=12.(4.26) .(0.0338)2 = 2.4333972 x 10−3
5. EC=12.(4.26) .(0.0335)2 = 2.3903925 x 10−3
6. EC=12.(4.26) .(0.0338)2 = 2.4333972 x 10−3
7. EC=12.(4.26) .(0.0275)2 = 1.6108125 x 10−3
8. EC=12.(4.26) .(0.0275)2 = 1.6108125 x 10−3
9. EC=12.(4.26) .(0.0275)2 = 1.6108125 x 10−3
10. EC=12.(4.26) .(0.0197)2 = 8.266317 x 10−4
11. EC=12. (4.26 ) . (0.0191 )2 = 7.770453 x 10−4
12. EC=12. (4.26 ) . (0.0190 )2 = 7.6893 x 10−4
13. EC=12. (4.26 ) . (0.0145 )2 = 4.478325 x 10−4
14. EC=12. (4.26 ) . (0.0136 )2 = 3.939648 x 10−4
15. EC=12.(4.26) .(0.0146)2 = 4.540308 x 10−4
CALCULO ENERGIA POTENCIAL
Ep= m.g.h
1. Ep= 4.26gr.(9.8).h
2.
CONCLUSIÓN
Con la realización de este informe acerca de las “Leyes de Newton”, con
fundamento en el experimento de laboratorio hemos logrado concluir que se lograron
determinar las fuerzas que intervienen causando movimiento y determinando así las
leyes que los rigen. En tal sentido, se interpretaron los fenómenos presentes en el
ensayo, así como las fuerzas que actúan sobre un cuerpo, y determinando las leyes
que intervinieron en esas fuerzas, seguidamente se calcula la constante “K” de un
resorte y de un dinamómetro, así mismo se calcularon las aceleraciones utilizando
diferentes piezas rodantes.
En otro orden de ideas, se llego a la conclusión que las Leyes de Newton,
también conocidas como leyes del movimiento, son tres principios a partir de los cuales
se explican la mayor parte de los problemas planteados por la dinámica, en particular
aquellos relativos al movimiento de los cuerpos.
ANEXOS
LEYES DE NEWTON
LEY DE HOOKE
BIBLIOGRAFIA
[1] Wikipedia, la enciclopedia libre. Leyes de Newton. Disponible en internet desde:
https://es.wikipedia.org/wiki/Leyes_de_Newton [con acceso el 23-05-2013].
[2] Wikipedia, la enciclopedia libre. Movimiento rectilíneo uniforme. Disponible en
internet desde: http://es.wikipedia.org/wiki/Ley_de_elasticidad_de_Hooke [con acceso
el 23-05-2013].
[3]. Disponible en internet desde:
http://es.wikipedia.org/wiki/Diagrama_de_cuerpo_libre [con acceso el 23-05-2011].
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