PRÁCTI CA3 PENDULO SI MPLE
OBJETIVOS Anal i zarexperi ment al ment el as car act erí st i cas delmovi mi ent o del
péndul osi mpl e. Compr obar l a equi val enci a ent r e l a masa i ner t e y l a masa gravitatoria. Det ermi naci ón del aacel er aci ón del agravedad apart i rdelper i odo deunpéndul osi mpl e.
I NTRODUCCI ÓN Vamosar eal i zarunacompr obaci óndelmovi mi ent odeunpéndul osi mpl e, compuest o por una base, un hi l o y una bol a met ál i ca cuya masa consi der ar emos una part í cul a punt ual . Medi r emos sus per i odos de osci l aci ón endosf ases. La pri mer a part e const a de una t oma de t i empos consecut i vos para di st i nt as l ongi t udes delhi l o,s i n añadi ri mpul so alpéndul o nimedi rel gr ado que conf orma con su punt o de equi l i bri o; se t r at ar a sol o de pequeñasosci l aci ones.Lasegundapart eseharáparaunal ongi t uddehi l o fij a,mi di endoelángul oquef ormaconl abaseapart i rdel adi st anci adel a bol a con l a vert i calde l a base.Las osci l aci ones se har án de mayor ampl i t ud,gr avedadcondi chosdat os.Port ant oal gunosf act ore sdebenser “ sacr i ficados”paraunacompr ensi ónmáscl ari ficadadelexperi ment o.
Paraelest udi odelpéndul osi mpl eesnecesari osaber al gunosconcept os:
Péndul o si mpl e. - es un ent e mat emát i co si n r epresent aci ón f í si ca posi bl e. No obst ant e, una aproxi maci ón acept abl e consi st e en una masa suspendi dadeunhi l oi next ensi bl eysi npeso. -l ascual essonvari aci onesoper t ur baci onesenunsi st ema, Osci l aci ones. l ocualt r aecomoef ect odesequi l i br arl a posi ci ón deequi l i bri oest abl ede di chosi st ema. -esun movi mi ent o en t or no a un punt o de Elmovi mi ento osci l atori o. equi l i bri o est abl e. Est e puede ser si mpl e o compl et o. Los punt os de equi l i bri omecáni coson,en gener al ,aquel l osen l oscual esl af uer zanet a que act úa sobr el a part í cul a es cer o. Si el equi l i bri o es est abl e, un despl azami ent o de l a part í cul a con r espect oal a posi ci ón de equi l i bri o ( el ongaci ón)da l ugar a l a apari ci ón de una f uer za r est aur ador a que devol verál apart í cul ahaci aelpunt odeequi l i bri o.
Elmovi mi ento armóni co si mpl e( M. A. S. ). esun movi mi ent o per i ódi co, osci l at ori oyvi br at ori oen ausenci adef ri cci ón,pr oduci doporl aacci ón de una f uer za r ecuper ador a que es di r ect ament e pr opor ci onal al despl azami ent o per o en sent i do opuest o.Se car act er i za debi do a que l a acel eraci ón espr oporci onalaldespl azami ent oyt i enesent i docont r ari o.De t almaner al aecuaci ón del af uer zarest aur adoravi enedadaporl al eyde Hooke-
Movi mi ento Amorti guado. -Un movi mi ent o amor t i guado esaquelen el cualelpéndul o alcabo de un t i empo dej a de osc i l ardebi do a que l a ener gí a mecáni ca se di si pa por f uer za de r oz ami ent o. Si el amort i guami ent o es pequeño,elsi st ema osc i l a con una ampl i t ud que decr ecel ent ament econ elt i empo,en concl usi ón l aener gí ayl aampl i t ud, decr ecenenporc ent aj econst ant eenuni nt erv al odet i empo.
Peri ododePéndul oSi mpl e. -Unamasapunt ualcol gandodeunacuer da si nmasa,esunej empl oi deal i zadodeunpéndul osi mpl e.Cuandose despl azadesdesupunt odeequi l i br i o,l af uerzaderest auraci ónquel ot r ae denuevoalcent r o,est ádadapor:
MATERI ALEMPLEADO
Cr onómet r o Hi l o Regl a Pelota Bal er o Soport eparafij arelpéndul o
PROCEDI MI ENTO EXPERI MENTAL PRESENTACI ÒN DE DATOS TRATAMI ENTO DE DATOS
CUESTIONARI O 1-
Quét i podemovi mi ent odescri beunpéndul o:
Movi mi entoArmóni coSi mpl e,ElMovi mi entoArmóni coSi mpl e ( conoci dotambi éncomoM. A. S. )esunmovi mi entoperi ódi coque quedadescri toen f unci ón delti empoporunaf unci ón armóni ca. Cuandol atrayectori aesrecti l í neal apartí cul aquereal i zael movi mi entoarmóni cosi mpl eosci l aal ej ándoseyacercándosedeun puntosi tuadoen elcentrodesutrayectori a( puntodeequi l i bri o) . 2- Descr i becualesl adi f er enci aent r eunaecuaci ónr aci onalyuna ecuaci ónempí ri ca:
Unaecuaci ón empí ri caesquesepuederesol vercon elusoescasoo nul odecál cul ososol oconl ógi ca. 3- Gr aficadet usval or esexper i ment al es,per oahor adelcuadr adodel peri odocont r al al ongi t uddelpéndul o: a)muest r al agr áfica b)det ermi nal af ormadel aecuaci ónempí ri ca c)comparal aecuaci ónconl aqueobt uvi st edel af ormal ogarí t mi ca. Ar gume nt asisondi st i nt asol ocorr espondi ent e d)cualeselsi gni ficadodeayb e)deest aecuaci óndet ermi naelval ordel aacel er aci óndel agravedaden elsi t i odeexper i ment aci ónycompáral oconl oobt eni dodet uecuaci ón empí ri ca. 4- Deacuerdocont uexper i ment oelperi ododeosci l aci óndelpéndul o, dependede: a)l amasadepéndul o?, b)Del af ormadel amasapendul ar ? c)Del aacel er aci óndel agr avedad?
CONCLUSI ONES Despuésdeanal i zarelmovi mi ent oar móni cosi mpl el al eydel agr avi t aci ón uni ver salyder eal i zar elexperi ment osepuede concl ui rqueelval ordel a gr avedadquepudi mosobt enernoesunval ormuyal ej adodel ar eal i dady eler r orqueobt uvi mosnof ueun er r ormuygr andeporl ocualpodemos darporhechoqueelr esul t adoquel eobt uvo noest at an al ej adodel os parámet r os. Debemosent endert ambi én quet r at amosde emul arun péndul osi mpl e con un ángul o pequeño,t omemosen cuent a quet ambi én elcál cul o es aproxi mado yqueen un movi mi ent o armóni co si mpl eelpéndul o podrí a osci l arporsi empr eya queser eal i zaen un ent ornovací oosi nf ri cci ón y despreci andoelpesodel acuer daquesost i enel amasayqueasuvezes t a esi next ensi bl e y que en elcaso delexper i ment o hubo unas pequeñas vari aci onesenl amedi dadelángul oyenl at omadel osdi st i nt ost i empos. Pormedi odel al eydegravi t aci ón uni ver salpodemoscompr enderporqué enal gunospunt osdelpl anet al agravedadesunt ant omenorqueenot r os, porej empl o,enl ospol osl agr avedadesmayorporquel adi st anci aquehay ent r e un cuer po si t uado en elpol o y elcent r o de masa de l at i er r a es menoraldeun cuer poqueseencuent r aenelecuador ,hayquer ecor dar que l al ey de l a gr avi t aci ón uni ver salnos di ce que ent er a ms cer ca se encuent r en l oscuer posmayorser ál af uer za deat r acci ón ali gualquea mayormasaelr esul t adoser áelmi smo,est ot ambi énexpl i caporquéenl a l unal agravedadesmenor ,debi doaquel al unaposeemenormasaquel a t i e r r a . Por úl t i mo sol o podemos agr eg ar que l as observaci ones al péndul o const rui doenl aborat ori o.Amayorl ongi t uddel acuer damayorelarcoque r ecorr e y mayor elt i empo que t ar da en r eal i zar un ci cl o y es t e va aument andodemaner al i nealporl oquehayunar el aci ónent r el al ongi t ud del acuer dayper i odo.
REFERENCIAS:
Ki r kpat ri ckL. D. ,Fí si caunami r adaalmundo,Sext aEdi ci ón,Cengage Learni ng,Méxi co2010. Fí si caAut oresJerryD.Wi l son,Ant honyJ.BuffaEdi t orPearson Educaci ón,2003, N. ºdepági nas842pági nas. SERWAY,RaymondA. ,JEWETTJr . ,JohnW. ,Fí si caparaci enci ase i ngeni er í asVol .1, 6aedi ci ón,Edi t ori alThomsonAño2005pág.749. Méxi co DF. Rober tResni ck,Fí si caVol umen1,GrupoEdi t ori alPATRI A,Méxi co,2011, Pgs.157-163
