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].