UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDASFACULTAD DE MEDIO AMBIENTE Y RECURSOS NATURALESPROGRAMA CURRICULAR - INGENIERIA FORESTALMATERIA: FISICA ONDULATORIAINFORME DE LABORATORIO #3 EL PENDULO FISICODOCENTE: JUAN CARLOS JIMENEZ PIEDRAHITA.BOGOT, ABRIL 20 DE 2015

Mario Antonio Milln Crdenas 20122180086

RESUMENEn este laboratorio se utiliz el pndulo fsico, con el cual pudimos tomar las mediciones del periodo, tiempo, longitud, y finalmente la gravedad. El Pndulo Fsico es un instrumento que nos permite tomar mediciones con la ayuda de un cronometro y una cinta mtrica. Se realiz la prctica utilizando un ngulo constante de 20 grados, y variando la longitud desde el soporte universal hasta la masa del pndulo. Se tomaron 10 medidas de tiempo en la cual el pndulo tardo en oscilar 10 veces y se sac un promedio de cada una de ellas, con esta pudimos hallar el momento de inercia y la variacin del T (periodo), respecto a la longitud entre el centro de gravedad y el eje en que oscila.INTRODUCCIONEn el estudio de los movimiento peridico de la materia y los efectos de oscilacin que presentan algunos cuerpos en movimiento, el hombre descubri muchas aplicaciones directas para el desarrollo, en efecto de cosas ms precisas, dado el caso de los relojes y las maquinarias que usando base ecuaciones que derivan del estudio del pndulo fsico, El fsico y astrnomo italiano galileo Galilei, en su bsqueda cientfica de la sabidura, encontr interesante, el movimiento que describa un pndulo al ser despedido de cierta altura con una inclinacin determinada menor de 15 grados para ser balanceado. Determino que el periodo de oscilacin era independiente de la masa del cuerpo en el extremo de la cuerda y dela amplitud del movimiento, al concluir que solo dependa de la longitud dela cuerda del extremo a extremo de ellaOBJETIVOS Calcular el periodo de oscilacin del pndulo fsico Calcular el momento de inercia para el sistema mostrado.MARCO TEORICOPNDULO FSICO:El pndulo fsico, tambin llamado pndulo mixto, consiste en un compuesto formado por un cuerpo rgido de forma irregular, mvil en torno a un punto a ejes fijos, y que oscila solamente por accin de su peso

Por el teorema de Steiner de los ejes paralelos, determinamos el momento de inercia para la varilla con un eje fijo y de ubicacin cambiante. I cm es el momento de inercia de toda la barra, M es la masa de toda la varilla y Y es la distancia del primer punto de giro hasta orificio siguiente en la barra.

Utilizando esta ecuacin podemos hallar el momento de Inercia Icm de la siguiente forma:

Al cambiar de posicin al orificio de rotacin, el momento de inercia de toda la varilla cambia segn esta frmula:

Para hallar la gravedad experimental se despeja g de la anterior ecuacin de esta forma:

PROCEDIMIENTO Utilizando un soporte universal realiza el montaje de la regla y un pivote de acuerdo a la siguiente grfica.Long: 51.5cmMasa: 173.5g

Con un cronometro y desplazando la regla en un ngulo de 20 grados sin separar del montaje, cuente el nmero de oscilaciones que se producen en 10 segundos. Vari la distancia del pivote y el centro de masa y realice otra vez el mismo procedimiento explicado anteriormente.RESULTADOS1) Calculo de periodo experimental usando la frmula: sabiendo que n (nmero de oscilaciones es igual a 10: Distancia (cm)25.520.515.510.55.5

Tiempos promedio (10 medidas)6.246.166.045.985.63

Periodo experimental0.620.610.600.590.56

2) Distancia vs Periodo experimentalDistancia (cm)25.520.515.510.55.5

Periodo (T)0.0820.0710.0590.0470.032

3) Distancia, Periodo y gravedad experimentalDistancia (cm)25.520.515.510.55.5

Periodo (T)0.0820.0710.0590.0470.032

Gravedad Experimentalm/s23.44.88.016.626.6

4) Error experimental:

Para hallar el error experimental se us la siguiente ecuacin:

Sabiendo que la gravedad en Bogot es de 9.71m/s2, reemplazando en la ecuacin, nos muestra los siguientes resultados:

1) 2) 3) 4) 5) ANALISIS DE RESULTADOSPodemos determinar segn la ecuacin del periodo que tanto masa como el ngulo son un factor despreciable y por lo tanto no influye en el resultado del periodo, al realizar el movimiento de oscilacin con un ngulo de 20 grados demostramos que la ecuacin para el periodo es ineficiente ya que esta describe un movimiento armnico simple y la que necesitamos es la de un movimiento armnico amortiguado ya que a ngulos mayores de 15 grados el viento empieza a realizar una considerable fuerza de friccin, esto lleva a cometer errores en el clculo, En los diferentes casos las oscilaciones que dio el pndulo simple, el ngulo inicial con el que se solt no es el mismo, tiene una ligera variacin debido a que las herramientas utilizadas no son l suficientemente precisas. El tiempo medido para cada caso de oscilacin sufre variaciones debido a la precisin del cronometro. La pivote que sostiene a la barra metlica no es un eje fijo (como se indica tericamente) tiene pequeas vibraciones, esto provoca una propagacin de errores. El momento de inercia obtenido respecto al eje de oscilacin (terico y experimental) son diferentes debido a que no se consideran los huecos que tiene la barra.CONCLUSIONESEn un pndulo fsico, cuanto ms se acerca el eje de oscilacin al centro de gravedad, su periodo disminuye luego aumenta. En un pndulo fsico y simple el ngulo de giro debe ser mucho menor a 15 grados, para que sea un M.A.S (movimiento armnico simple) y si es mayor a esta se da un M.A.A (movimiento armnico amortiguado).En el experimento se pudo poner a prueba las frmulas de pndulo fsico hechas en clases. En el desarrollo del laboratorio nos dimos cuenta que existe fuerzas que no se consideran en los resultados como son la masa y el ngulo.ANEXOS:Dnde: m (masa)=0.17kg L (longitud total)=0.51m D (distancia entre el hueco y el centro de masa): 1) T1= 0.252) T2=0.203) T3=0.154) T4=0.105) T5= 0.5 g (gravedad)= 9.8m/s2

1) Calculo del periodo:

1) 2) 3)4)5)

2) Calculo de gravedad experimental:Dnde: m (masa)=0.17kg L (longitud total)=0.51m D (distancia entre el hueco y el centro de masa): 6) T1= 0.257) T2=0.208) T3=0.159) T4=0.1010) T5= 0.5 g (gravedad)= 9.8m/s2 T= Periodo

1) =3.4 m/s2 2) =4.8 m/s2 3) =8.0 m/s2 4) =16.6 m/s2 5) =6.6 m/s2

BIBLIOGRAFIA:

Mecnica Racional(Dinmica),editorial Libros Tcnicos, Jorge Das Mosto; Pg. 233.

www.sociedadcolombianadefisica.org.co/revista/Vol36_1/articulos/pdf/3601056.pdf

www.fisicarecreativa.com/guias/pendulo2.pdf