1. INTRODUCCION
Este laboratorio está enfocado a conseguir el valor numérico de la aceleración del campo
gravitatorio (gravedad) en la Universidad de los Llanos, utilizando el sistema de péndulo
simple. Desarrollando habilidades para hacer mediciones de tiempo y longitudes, también
en la observación y la comparación de un mismo fenómeno físico (la oscilación de un
péndulo) con diferentes características. El soporte teórico que se utiliza en este laboratorio,
está relacionado con el péndulo simple1
que es un sistema mecánico que exhibe movimiento
periódico. Está formado por una pesa semejante a una partícula de masa m suspendida por
una cuerda ligera de longitud L que está fija en el extremo superior, el movimiento se
presenta en el plano vertical y es accionado por la fuerza gravitacional, teniendo en cuenta
que el ángulo sea pequeño (menor a 10°) el movimiento es muy cercano al del oscilador
armónico simple.
El análisis esta desarrollado en el orden de las actividades que se hicieron; obteniendo por
ultimo las conclusiones de este laboratorio.
DESARROLLO EXPERIMENTAL
1. En el experimento de péndulo simple se utilizaron los siguientes materiales:
Imagen 1 transportador imagen 2 hilo inextensible imagen 3 regla imagen 4 tornillo gonometrico
Imagen 5 esfera de plomo imagen 6 cronometro
2. Se armo el montaje del péndulo simple:
Imagen 7 montaje
1
SERWAY. Raymond A. Fisica tomo 1. McGraw-Hill. Capitulo 15 pag 468
2. 3. Después de armar el montaje, se cambio las longitudes del hilo (0,25 0,50 1,00 1,50
y 2,00 metros) y se mantuvo los 5 grados de inclinación para todas ellas, midiendo el
tiempo que tarda en hacer 60 oscilaciones. El periodo se obtuvo dividiendo el tiempo, entre
las 60 oscilaciones; además se realizo este proceso 3 veces para cada longitud; los cuales
se obtuvieron los siguientes resultados:
Tabla 1 (toma de datos)
longitud (m) tiempo (s) Periodo (T)
0,25 61 1,01
64 1,06
61 1,01
T= 1,03
0,5 86 1,43
88 1,46
86 1,43
T= 1,44
1 122 2,03
119 1,59
122 2,03
T=2,01
1,5 149 2,48
149 2,48
149 2,48
T=2,48
2 172 2,86
169 2,81
172 2,86
T=2,84
RESULTADOS
Para obtener los resultados se hizo el siguiente proceso:
Hallar el periodo promedio para cada longitud. (ver tabla 1)
Después se gráfico longitud vs periodo. (ver grafico 1)
Como en la gráfica anterior dio una curva, se linealiso elevando el periodo al
cuadrado (ver tabla 3)
Posteriormente se gráfico longitud vs periodo al cuadrado (ver grafico 2)
Después se hallo la pendiente experimental de la gráfica 2 (ver anexo 1)
Y por último se hallo la gravedad por medio de la ecuación donde k es la
pendiente experimental.
3. Tabla 2
L(m) 0,25 0,5 1 1,5 2
T 1,03 1,44 2,01 2,48 2,84
Gráfica 1 (L vs T)
Tabla 3
L(m) 0,25 0,5 1 1,5 2
T*2 1,06 2,07 4,04 6,15 8,06
Gráfica 2 (L vs T^2)
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
0 0.5 1 1.5 2 2.5
T
L(m)
L vs T
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
0 0.5 1 1.5 2 2.5
T^2
L(m)
L vs T^2
4. Para hallar el valor de la gravedad se hace por medio de la ecuación donde k es la
pendiente experimental. (Ver anexo 1)
g=39,478/4,02
g=9,82m/s^2
Análisis
1) El error aleatorio se presenta cuando el péndulo esta realizando las oscilaciones, puesto
que es muy difícil detener el cronometro en el momento exacto en que el péndulo realiza su
ultima oscilación.
2) El error sistemático se presenta en el momento en el se trata de medir el ángulo con el
cual se pondrá en oscilación el péndulo simple.
3)En la toma de datos(tabla 1), se observa que entre mayor sea la longitud que tenga el hilo
inextensible, mayor será el periodo que se obtiene de este.
4)El análisis grafico utilizado en el laboratorio, es muy eficaz puesto que el valor de la
gravedad arrojado en el laboratorio es de 9,82m/s2
es muy cercano al valor verdadero de la
gravedad en la universidad de los llanos que es de 9,6m/s2
.
Conclusiones
1) Se logro hallar la aceleración de la gravedad en la universidad de los llanos que tiene un
valor de 9.82 m/s2
, muy cercano al valor que los estudiantes de licenciatura en matemáticas
y física han presentado en sus prácticas con respecto al laboratorio péndulo simple el cual
tiene un valor de 9,6m/s2
.
2) El período de un péndulo sólo depende de la longitud de la cuerda, a mayor longitud de
cuerda mayor período.
3) Debido a que el período es independiente de la masa, podemos decir entonces que todos
los péndulos simples de igual longitud en el mismo sitio oscilan con períodos iguales.
5. Referencias
http://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%A9ndulo_simple
SERWAY. Raymond A. Física tomo 1. McGraw-Hill.
ANEXO 1
Para hallar la pendiente experimental se hallo 5 factorial que es igual a 10 y posteriormente
se encontró el valor de cada una de las pendientes.
Tabla 4
pendiente proceso valor
1 1,01/0,25 4,04
2 2,98/0,75 3,98
3 5,09/1,25 4,07
4 7/1,75 4
5 1,97/0,5 3,94
6 4,08/1 4,08
7 5,99/1,5 3,99
8 2,11/0,5 4,22
9 4,02/1 4,02
10 1,91/0,5 3,82
La pendiente experimental= pmax + pmin / 2
= 4,22 + 3,82 / 2
= 4,02