Pendulo felipe

559 visualizaciones

Publicado el

Publicado en: Educación
0 comentarios
0 recomendaciones
Estadísticas
Notas
  • Sé el primero en comentar

  • Sé el primero en recomendar esto

Sin descargas
Visualizaciones
Visualizaciones totales
559
En SlideShare
0
De insertados
0
Número de insertados
2
Acciones
Compartido
0
Descargas
5
Comentarios
0
Recomendaciones
0
Insertados 0
No insertados

No hay notas en la diapositiva.

Pendulo felipe

  1. 1. Facultad de Educación Mecánica Licenciatura en Educación Básica con Énfasis en Ciencias Naturales y Educación Ambiental Laboratorio 3: “Péndulo simple” Presenta: Edgar Felipe Chicue Rojas Asesor: Juan Manuel Perea Espitia Neiva, Huila, Colombia 22 de Octubre del 2012
  2. 2. PENDULO SIMPLE RESUMEN : el desarrollo de este laboratorio se centra en comprender el comportamiento físico de un péndulo simple, para ello se debe entender de manera clara los conceptos tales como periodo, frecuencia, gravedad, entre otros que influyen o hacen parte del sistema a analizar bien sea mediante el análisis conceptual (físico) y por qué no a partir de cada uno de los datos registrados, teniendo la capacidad de interpretarlos describiendo teóricamente lo que cada uno de estos muestra generados por el comportamiento general del sistema, en este caso el péndulo simple. El manejo de la linealizacion de datos experimentales (medidas directas e indirectas), es de vital importancia ya que a partir de estos se puede entender el procedimiento que tiene como fin predecir el comportamiento del sistema. I. INTRODUCCION En el presente laboratorio se evidencia la capacidad que se tiene de interpretar y relacionar datos y resultados experimentales, con modelos teóricos, mediante la realización de prácticas experimentales para poder determinar la validez y exactitud de los mismos, con el fin de entender el comportamiento físico de un péndulo simple y así identificar sus características tales como su movimiento periódico, el cual consiste en una masa suspendida de una cuerda, de masa despreciable que oscila dentro de un intervalo de tiempo, determinando tal comportamiento por método grafico y transitoriamente verificarlo con los valores teóricos calculados; teniendo en cuenta características tales como la gravedad, periodo, longitud (cuerda) y masa; que se encuentran implícitos en el análisis que se hará en este sistema (péndulo simple). Posteriormente categorizar y tabular cada uno de los datos con sus correspondientes unidades e incertidumbres y así poder determinar el comportamiento físico del péndulo que es básicamente lo que esta explicito paso por paso en el contenido de este laboratorio y cada una de las partes, procedimientos, muestras (datos y gráficos) que lo conforman. II. OBEJTIVO
  3. 3. Calcular el valor teórico y experimental de la gravedad generada en este practica. III. MARCO TEORICO Aspecto Teórico: Un péndulo simple se define como una partícula de masa m suspendida del punto O por un hilo inextensible de longitud l y de masa despreciable, como muestra la [Figura 1]; si la partícula se desplaza a una posición x (ángulo que hace el hilo con la vertical) y luego se suelta, el péndulo comienza a oscilar. Naturalmente es imposible la realización práctica de un péndulo simple, pero si es accesible a la teoría. El péndulo simple se denomina así en contraposición a los péndulos reales, compuestos o físicos, únicos que pueden construirse. [Figura 1] El péndulo describe una trayectoria circular, un arco de una circunferencia de radio l. las fuerzas que actúan sobre la partícula (masa m) son dos el peso mg (gravedad g) y la tensión (T) del hilo o cuerda, el ángulo está representado (θ). Como pauta importante a tener en cuenta a la hora de analizar el comportamiento del péndulo simple es que este es un caso de movimiento periódico el cual presenta un periodo y una frecuencia angular dados por la expresión que se muestra a continuación: Donde W representa a la frecuencia angular y T al periodo cada uno correspondiente al sistema péndulo simple, entre tanto la longitud de la cuerda está representada por L y la gravedad respectivamente con g. Como se puede observar en la segunda expresión el periodo T no depende de la geometría ni de la masa del cuerpo que oscila o se mueve. Conceptos El período de una oscilación (T) es el número de variaciones necesarias para que dicha oscilación vuelva a ser representada por cualquiera de los valores anteriores obtenidos, con un índice de cadencia regular.
  4. 4. La gravedad (g), es la fuerza de atracción a que está sometido todo cuerpo que se halle en las proximidades de la Tierra. La frecuencia o 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 (W). Su unidad en el Sistema Internacional es el radián por segundo (rad/s). La Frecuencia es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico. IV. MONTAJE EXPERIMENTAL [Figura 2] Montaje Experimental (imagen tomada de http://carolina2010.wordpress.com/laboratorio- de-pendulo-simple/) Como muestra la [Figura 2] el montaje experimental está compuesto por un soporte o pinza, hilo, masa, soporte, base del soporte, regla que permite medir las distintas longitudes de cuerdas que se tomaron para cada tiempo u oscilación diferentes y precisamente se hizo uso de un cronometro para medir el tiempo. NOTA: los ángulos para todas las longitudes fueron equivalentes a 10 grados estos se midieron con un transportador que fue fijado en la parte superior del soporte. Luego de conocer el montaje experimental se procede a contabilizar el tiempo para cada una de las longitudes a medirse, en cuanto a la masa va ser siempre la misma para toda la práctica experimental y así se van registrando cada uno de los datos con sus correspondientes incertidumbres y unidades. V. RESULTADOS Procedimiento: en la tabla No. 1 se registran cada una de las distintas longitudes de la cuerda y sus tiempos correspondientes. I (cm) t1(s) ± t2(s) ± t3(s) ± 43 9,12±0,01 9,06±0,01 9,04±0,01 48 9,63±0,01 9,56±0,01 9,66±0,01 53 10,31±0,0 1 10,63±0,0 1 10,09±0,0 1 58 10,5±0,01 10,59±0,0 1 10,56±0,0 1 63 10,94±0,0 1 10,94±0,0 1 11±0,01 68 11,5±0,01 11,57±0,0 1 11,28±0,0 1 73 11,63±0,0 1 11,84±0,0 1 12,02±0,0 1 Tabla No.1 En la tabla No. 1 se encuentran registrados las distintas longitudes (verde), entre tanto cada tiempo evidentemente se tomo en
  5. 5. segundos (s) y su incertidumbre corresponde al cronometro. En la tabla No. 2 aparece registrado el tiempo promedio y el valor de los periodos para cada tiempo y longitud I (cm) t promedio(s) ± T(S) 43 9,07±0,29 1,30±0,01 48 9,62±0,29 1,37±0,01 53 10,18±0,29 1,45±0,01 58 10,55±0,29 1,51±0,01 63 10,96±0,29 1,57±0,01 68 11,45±00,29 1,64±0,01 73 11,83±0,29 1,69±0,01 Tabla No. 2 De los datos de la tabla No. 2 se observa el tiempo promedio (s) que fue calculado mediante la calculadora Entre tanto la incertidumbre del Periodo (T), corresponde a la misma del tiempo es decir la del cronometro esto ya que para hallar cada una de los periodos se utilizo la expresión: T= (t TOTAL)/ (Nº Oscilaciones) Donde T corresponde al periodo que va ser equivalente a t TOTAL que equivale al tiempo total registrado para cada una de las longitudes, sobre el número de oscilaciones que en este caso para todos fue de 7 en total. En la segunda parte del procedimiento se procede hallar la gravedad con cada pareja de datos de longitud y periodo calculados anteriormente y que se evidenciaron en la tabla No. 2 cada uno con su correspondiente incertidumbre. En la tabla No. 3 que se muestra a continuación se registra el valor de la gravedad y su correspondiente incertidumbre. Para ello se reescribirá en esta tabla los mismos valores referentes a la longitud (de la cuerda) y el periodo de las mismas cada uno también con sus correspondientes incertidumbres y unidades. I (cm) T(S) g (cm/s²) 43 1,30±0,0 1 1010,39±28,2 0 48 1,37±0,0 1 1004,03±25,5 2 53 1,45±0,0 1 989,97±23,12 58 1,51±0,0 1 1008,04±21,9 3 63 1,57±0,0 1 1014,55±20,6 7 68 1,64±0,0 1 1003,35±19,1 9 73 1,69±0,0 1 1009,04±18,2 7 g promedio (cm/s²) 1005,63±8,06 Tabla No. 3 En la tabla se muestra los valores de cada gravedad calculados para el cálculo de cada
  6. 6. valor se hizo uso de una ecuación o expresión correspondiente que se muestra a continuación: La expresión anterior corresponde al cálculo del periodo (T) que depende de una longitud (L) y el valor de la gravedad (g), “usada en el péndulo simple”, pero para el calcular el valor de la gravedad que se muestra en la tabla No. 3 es necesario despejar la gravedad (g) de la anterior expresión luego de ello se obtiene que: Luego de obtener el despeje correspondiente de la gravedad (g) se hace el reemplazo en la ecuación de cada uno de los valores longitud (L) y periodo (T) que aparecen en la tabla No. 3. Ejemplo: I (m) T(S) g (cm/s²) 57 1,30±0,01 1010,39 Tomando cada valor de longitud y periodo posteriormente reemplazándolos en la expresión de la gravedad y así obtenemos su valor (esta es la gravedad experimental), tabla No. 3(a). I (cm) T(S) g (cm/s²) 43 1,3 1010,39 48 1,37 1004,03 53 1,45 989,97 58 1,51 1008,04 63 1,57 1014,55 68 1,64 1003,35 73 1,69 1009,04 Tabla No. 3(a) CONCLUSIONES El presente laboratorio nos ha permitido identificar el método correcto y adecuado que se debe utilizar para el registro de los datos experimentales teniendo en cuenta los criterios provenientes de allí. (Aspecto teórico). El análisis y procesamiento de cada uno de los datos tomados con respecto al montaje experimental, los tiempos, y cada una de las longitudes que se marcaron en el procedimiento (en cuanto al péndulo) y que nos permitieron identificar de manera clara el concepto de péndulo simple y todas sus
  7. 7. características que hacen parte de la temática del presenta laboratorio. A partir de los datos experimentales que se obtuvieron en el laboratorio se ha podido establecer las diferencias entre los conceptos que intervienen en el momento de analizar el comportamiento físico de un péndulo o cualquier otro sistema derivado de este; y a su vez interpretarlos de manera clara y así evaluar tal comportamiento de la mejor forma. BIBLIOGRAFIA [1] Mecánica Experimental para Ciencias e Ingeniería, Mario Enrique Álvarez Ramos. [2] Introducción al análisis de datos experimentales, Roque Serrano Gallego. [3] http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/dinamica/tra bajo/pendulo/pendulo.htm. [4] Física para la ciencia y la tecnología: Oscilaciones y Ondas. Paull Allen Tipler, Gene Mosca, 2005. [5] http://carolina2010.wordpress.com/laboratorio- de-pendulo-simple/.

×