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7/25/2019 INFORME_N5_periodo-versus-longitud..docx

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Laboratorio de ondas y calor

MANTENIMIENTO DE

MAQUINARIA DE PLANTALaboratorio N5

LABORATORIO DE ONDAS Y

CALOR

PERIODO VS LONGITUD

INFORME

Integrantes del grupo:

Apellidos y Nombres Seccin Grupo

SANTOS MESCUA Wander Juan C13 A

MESA: N2

Profesor: Soca Flores Carlos enriqueFecha de realizacin: 21 de oct!reFecha de entrega: " de #o$%e&!re

'()* II


2/202


I+ INTRODUCCION:

En el presente laboratorio se podr observar la capacidad que se tiene parainterpretar y relacionar datos y resultados experimentales, con modelos tericos,mediante la realizacin de prcticas experimentales para poder determinar lavalidez y la exactitud de los mismos, con el fin de entender el comportamientofsico del pndulo.

As identificar sus caractersticas tales como la longitud de la cuerda y el tiempo deoscilacin periodo!, de tal manera de poder comprobar nuestro experimento deuna forma matemtica encontrando esa relacin entre el periodo y la longitud que

se podr conseguir gracias al programa "asco capstone mediante el grafico, quese tendr que trazar la lnea de a#uste, para ello se tendr que introducir los datosrespectivos de la longitud y el periodo.


3/20!


II+ OB,ETIVO $eterminar la relacin matemtica entre el periodo y la longitud de un

pndulo simple.

%inealizar una curva e interpretar la gradiente de las magnitudes

involucradas.

III. RECONOCIMIENTO DE LAS VARIABLES:

Variable depediete:&. El periodo '!

Variable idepediete:&. %a longitud cm!

Variable! "otrolada!:&. %a masa gr!(. Amplitud angular.


4/20"


IV+ MARCO TEORICO-

#$d%lo !i&ple:

)n pndulo simple es un sistema fisico ideal que se compone por un *ilo blando yinextensible no se puede extender!, sostenido por su extremo superior de unpunto fi#o, con una masa redonda en su extremo inferior que esta dise+adaespecialmente para este traba#o y oscila libremente. "or ello, si el movimiento dela masa se mantiene en un punto fi#o, se dice que es un pndulo plano en casocontrario se dice que es un pendulo esferico.)n pndulo simple se define como una particula de masam! suspendidad de unpunto - por un *ilo extensible, de longitud %, as como se muestra en la figura &.&.si la particula se desplasa a una posicin x angulo que forma el *ilo en la vertical!

y luego se suelta el pndulo y comienza a oscilar.%a posicin de dic*o pndulo se describe mediante su distancia angular

respecto a la vertical, como se ve en la figura.

El momento de la fuerza gravitatoria sobre la bolita del pndulo respecto al punto

de suspensin esmglsen =

, que tiende a restaurarlo a su posicin vertical deequilibrio.

omo el momento de inercia del pndulo es

2I ml=

, la ecuacin del movimientoI =

/e convierte en

22

2

dml mglsen

dt

=

o sea.

2

2 0

d gsen

dt l

+ =

/i es peque+o, podemos utilizar la aproximacin senradianes!, que resultavlida *asta un &01, para 2 345 y *asta el &1 para 2&35. /ustituyendo senpor

en la ecuacin anterior, obtenemos una ecuacin simple62

2

2 0n

d

dt

+ =


5/20#


7igura &6 movimiento de pndulo

En dnde

2 /n g l =

2 /T l g=

.-bsrvese que el periodo del movimiento es independiente de la masa de la bola.

En el lmite de las oscilaciones peque+as la solucin general t! tiene la forma6

( ) ( )m n

t sen t = +

As mismo, de6 longitud de arco! 8 ngulo! x radio! esto e

x(t)=(t)L

9eemplazando

x(t)=m sen (n+)L

As mismo

A=mL

"or tanto queda

x(t)=A sen (n+)

"or otro lado el soft:are "asco apstone, sugiere6 x(t)=A sen (n+

)+C

Mo'i&ieto o!"ilatorio:


6/20$


Es todo movimiento o cambio de estado fsico que se repite en le tiempo, seg;n sunaturaleza fsica de las oscilaciones pueden ser6


7/20%


7igura (6 sensor de movimiento.

V+ MATERIALES

Es.ec%/c0c%o#es-

!e!or de &o'i&ieto6 sirvepara detectar el movimiento ydar datos para encontrar unarelacin matemtica.

Soporte %i'er!al6 sirve parasostener el sensor demovimiento y poder realizar eltraba#o exitosamente.


8/20&


.,ilo6 sirve para colgar la

masa esfrica

Iter-a"e:permite enviar y

recibir los diferentes tipos dedatos.

So-tare #a!"o:Es un

soft:are que nos ayuda aobtener la ecuacin entre lafuerza y el resorte con surespectiva gradiente.

Cable "oe"tor:conecta elsensor al interface.

Re120 de &0der0-sir'epara (edir a que distanciaquieres )or(ar un p*ndulo+1c(,-


9/20.


PC de escr%tor%o: nosa/uda a guardar lain)or(acin reci0ida por el

sensor / nos (uestra elgraco que se )or(a con losdatos-

Ne3 do!2e- es i(portanteporque con ello pode(osar(ar todo el esque(a parapoder realizar el tra0ao-

M0s0 .0r0 .4#d2o-'asostenida del hilo / se u0ica)rente al sensor de(o'i(iento-

VI. #ROCEDIMIENTO:

1- En primer lugar, se empieza a reconocer lor materiales e instrumentos quenesecitaremos./e comienza armando el soporte universal, luego se sit;a el sensorde movimiento.


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7igura 36 monta#e del soporte universal.

O/o:El sensor debe estar ubicado a una distancia minima de &4cm de la masaoscilante.

(. En segundo lugar, a#ustamos el nuez doble en el e#e central con un soportey se le amarra el *ilo en la punta, para as formar el pndulo teniendo encuenta que el colgante debe tener una distancia indicada para realizar lamedida.

7igura 46 medicion de la longitud.

Se utiliza la regla para corro0orar que longitud sea la indicada->. se procede a encender el sensor se conecta al interfaz y luego comprobar

que el sensor de movimiento funcione se procede a revisar el contador elcual debe estar en s segundos ! para la toma de datos.

3osicin correcta del

sensor de(o'i(iento-


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7igura ?6 conexin del sensor de movimiento a la computadora.

3. 7inalmente, procedemos a realizar las mediciones, empezamos a medir laprimera experiencia de (0cm, la segunda de 30 cm y asi sucesibamente*asta llegar a &(0 cm.

/e obtuvieron los datos calculando con un cronometro, como ayuda paraobtener lo que es el n;mero de oscilacin mediante un tiempo.

Re"o&eda"i(: @o tomar datos de intervalos peque+os, lo correcto seratomar intervalos ms amplios, para as poder reconocer la lnea de a#usteadecuada.Dato! br%to!:

LONGITUD 5c&6 7 8 (+(*

c&

PERIODO 5se16

2 )(9( )'

:( )*

;( )*

;( )>=

)'( '>)

'abla (6 datos procesados.

$espues estos datos de la tabla & se introduce la programa pasco capstone.


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7igura 6 periodo versus longitud.

. En esta parte proceso, el periodo lo elevamos al cuadrado para poder trasarla linea de a#uste.

LONGITUD 5c&6 7 8

(+(* c&

PERIODO 5se16'

2 )

9( )>99

:( '>'*

;( '>;=

)(( ">:)

)'( 9>9)

'abla >6 datos elevando al cuadrado el periodo.

Es importante este proceso para asi poder trasar la linea de a#uste de una maneracorrecta.

T' $erss L-


14/201"


7igura B 6 42 'ersus 5, / l6nea de auste-

B. 7inalmente, se traso la linea de a#uste al grafico donde obtuvimos una ecuacionlineal,la cual esta la C0D representa el periodo, la C1D la longitud y la &y la bes lacosntante.

Iterpreta"i( -2!i"a de la l2ea de a/%!te:

VII. RESULTADOS DEL LABORATORIO:I- 7E8IS479S E A49S 7EA5I;A9S

Y?&@ 7

5ongitud3eriodo


15/201#


atos 0rutos:

LONGITUD 5c&6 7 8

(+(* c&

PERIODO 5se16

2 )(

9( )'

:( )*

;( )'

:( )>*

;( )>=

)'( '>)


16/201$


87S 5

A49S E5 3E7I99 A5 C>A7A9 ? 5A 59N8I4>:

LONGITUD 5c&6 7 8

(+(* c&

PERIODO 5se16'

2 )

9( )>99

:( '>'*

;( '>;=

)(( ">:)

)'( 9>9)

87AFIC942 'ersus 5:


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INTER#RETACI3N 4SICA DE LA LNEA DE A6USTE:

REEMPLAANDO DATOS EN LA ECUACION-T=0,0346(20)+0,180

T=0,9

Y?&@ 75ongitud3eriodo


18/201&


T=0,0346(40)+0,180

T=1,6

T=0,0346(60)+0,180

T=2,3

T=0,0346(80)+0,180

T=2,9

T=0,0346(100)+0,180

T=3,6

T=0,0346(120)+0,180

T=4,3

VIII. SU7ERENCIAS:

a. -rganice su mesa para construir un monta#e que le permita tomar medidas.$e ser necesario coordine el uso de materiales adicionales con el profesor.

b. )se tablas, cuadros de doble entrada para registrar sus medidas. )secuaderno y o el soft:are "asco apstone.

c. )se planos cartesianos para graficar sus medidas.d. Encuentre las relaciones matemticas con ayuda del soft:are "asco

apstone.e. 9ealice clculos pertinentes e interprete sus resultados graficados y a#ustes.


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f. Fuarde el material y mantenga en orden su espacio de traba#o.g. "repare un reporte o informe de sus logros.

I1. OBSERVACIONES: $urante el experimento en el laboratorio se observ que entre menor sea la

longitud de la cuerda el periodo va a disminuir, por lo tanto el movimientoarmnico simple solo depende de la longitud del *ilo.

1. A#LICACIONES:

Este traba#o se aplica en la vida cotidiana como por e#emplo, en sistemas deamortiguacin *orizontales para edificios, maquinaria de demolicin, etc. El mundo

est lleno de ob#etos que oscilan o vibran, como un ob#eto en el extremo de unresorte, las cuerdas de un violn o de un piano, o los pistones de un motor, entreotros. En realidad, la mayor parte de los ob#etos u materiales vibran, al menosbrevemente, cuando se les da un impulso. $e esta manera, se representanoscilaciones elctricas en los aparatos de radio y televisin, vibraciones en unpuente al pasar un ve*culo pesado, modificaciones en un colc*n elstico cuandoun acrbata salta sobre l, y a nivel atmico, vibracin en los tomos dentro deuna molcula, etc.

1I. CONCLUSI3N:

En el presente laboratorio se concluy que el anlisis y procesamiento de cadauno de los datos tomados con respecto al monta#e experimental, los tiempos, y

cada una de las longitudes que se marcaron en el procedimiento en cuanto alpndulo!, y que nos permitieron identificar de manera clara el concepto de pnduloy todas sus caractersticas./e *a podido establecer las diferencias entre los conceptos que intervienen en elmomento de analizar el comportamiento fsico de un pndulo y a su vezinterpretarlos de manera clara y as evaluar tal comportamiento de la me#or forma.


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"or lo cual se pudo representar de una forma matemtica nuestro experimento,que se comprob reemplazando la ecuacin que se obtuvo gracias a la lnea dea#uste que se realiz en el programa pasco capstone con los datos introducidos.

E/e&plo: -G'E@H-@ $E% "E9H-$- $E

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