EL PENDULO FISICO

I. OBJETIVOS.a) conocer el movimiento de un péndulo compuestob) Comprobar la ecuación del periodo para pequeñas oscilacionesc) Determinar la aceleración de la gravedad en lugar donde se esta

realizando esta experiencia

II. EXPERIMENTO.

A. MODELO FISICO

PENDULO FISICONo obstante, dadas las dificultades la realización de un péndulo que

se aproxime a uno simple se utiliza con estos fines el péndulo físico, como veremos seguidamente.Todo sólido rígido suspendido de un eje fijo, que no pase por su centro de gravedad, en torno al cual puede girar, recibe el nombre de péndulo físico.Sea el sólido de la figura numero 2 con el eje fijo pasando por O, y normal al plano del dibujo. Cuando este cuerpo se abandona dentro del campo gravitatorio terrestre, tenderá ocupar una posición de equilibrio tal, que el centro de gravedad G, punto de aplicación del a resultante de todas las fuerzas de la gravedad, este en la misma vertical que O, y para que el equilibrio sea estable, el punto G, debe quedar por debajo O.Cuando se separa el cuerpo de su posición de equilibrio, haciendo girar un ángulo, en torno al eje que pasa por O, se encontrará sometido a una fuerza g, aplicada en el centro de la gravedad G (m = masa total del cuerpo). Esta fuerza lugar a un momento respecto al eje fijo del que modulo es:

M = - mgh sen

Que tiende a llevar el péndulo a su posición de equilibrio.

Si como en el caso del péndulo simple, suponemos oscilaciones de pequeña amplitud, tales que se puedan sustituir el sen , por el angulo , la ecuación fundamental del movimiento de rotación de un sólido puede escribirse así :

En donde I es momento de inercia de un cuerpo respecto a un eje que pasa por O. en la forma :

c.g.

o

mg

h

Eje

vemos que la ecuación característica de un movimiento armónico simple, con frecuencia angular , se presenta para el periodo como:

B. DISEÑO DE INSTALACION

C. EQUIPOS Y MATERIALES

Una varilla de metal

L

Barra

soporte

Mesa

Sensor

Una regla graduada Una balanza Un soporte universal Un cronometro Una nuez de agarre Un transportador Sensor de periodo

D. VARIABLES INDEPENDIENTES¿Que instrumentos nos dan las variables independientes en el experimento y cuales son estas variables ?E. VARIABLES DEPENDIENTES¿Que instrumentos nos dan las variables dependientes en el experimento y cuales son estas variables ?F. RANGO DE TRABAJO¿Cuales son los rangos de trabajo de los instrumentos siguientes?¿Existe algún otro instrumento o equipo que no haya sido considerado?Tomar 20 longitudes para que permita una mejor aproximación

D. PROCEDIMIENTO1era Parte:Preparación del experimento y calibración del instrumento

1. Instalar el diseño según el gráfico2. Seleccionar las distancias angulares próximas entre 10° y 15°3. Instalar el sensor de luz para la medida del tiempo y numero de

oscilaciones 4. Pesar la barra metálica

2da Parte.- Ejecucióna. MEDICION DIRECTA

5. Medir con un cronometro el periodo tres veces y promediar6. Medir el ángulo de aproximación

TABLA N ° 1

N° Distancia h(m)

PesaP (N)

N° de OsclN

Tiempot (s)

PeriodoT (s)

Frecuencia f (hertz)

12345678910

b. MEDICIONES INDIRECTA¿calcular los valores promedios del periodo y los errores porcentuales de estos datos?¿calcular los valores promedios de la gravedad y los errores porcentuales?

1. CUESTIONARIO

1. Calcule la frecuencia promedio y determine el error.2. Calcular el momento de inercia de la barra, para cada longitud.

3. Graficar el cuadrado del periodo ( T2 ) versus la longitud ( L )4. Que conclusión se obtienen a consecuencia de los resultados del

gráfico anterior.5. Graficar el periodo de oscilación para cada longitud del centro de

giro de la barra de oscilación

III. CONCLUSIONESIV.- BIBLIOGRAFIA1.-Alonso-Finn; Física: Mecánica, Vol. I , Fondo Educativo Interamericano. 2.-Sears-Zemansky-Young; Física Universitaria, Adisson Wesley.3.-Mc Kelvey - Grotch; Física para Ciencias e Ingeniería, Tomo I , HARLA.4.-Tipler; Física, Tomo I , Reverté. 5.-Resnick-Halliday-Krane; Física, Tomo I , CECSA.