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Subido porGladys Ofelia Cruz Villar
Guía práctica 01 péndulo simple
Este documento presenta tres experimentos para estudiar el movimiento armónico simple de un péndulo simple. El primer experimento analiza cómo depende el período de oscilación de la amplitud angular, el segundo experimento estudia la dependencia con la masa y el tercer experimento investiga cómo varía el período con la longitud del péndulo. Los resultados experimentales se comparan con las ecuaciones teóricas para determinar valores como la aceleración de la gravedad.
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- 1. Guía de Laboratoriode Física Aplicada PRÁCTICA 01: MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE EN UN PÉNDULO SIMPLE I. Objetivos: Determinar experimentalmente de qué magnitudes depende la oscilación de un péndulo simple. Determinar en forma experimental el valor de la aceleración de la gravedad II. FUNDAMENTO TEÓRICO En general, un péndulo al oscilar no describe un movimiento armónico simple (MAS), sólo cumple esta condición para pequeñas amplitudes angulares, es decir cuando el ángulo que forma el hilo con la vertical es menor de 10º. Para estos pequeños valores de la amplitud angular el período de oscilación del péndulo se expresa como se muestra en la ecuación 01. (1) Donde l, es la longitud del hilo y g es el valor de la gravedad. FIGURA 01: PÉNDULO SIMPLE IMPORTANTE: La longitud del péndulo es la distancia entre el extremo superior del hilo, cuyo punto está en el eje de giro, y el centro del aro. Esta longitud (L) se mide con una regla graduada. III. MATERIALES SOPORTE 1 OVILLO DE PAVILO 2 AROS DE LLAVERO 1 REGLA 1 CRONÓMETRO 1 TRANSPORTADOR TIJERAS UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Página 1
- 2. Guía de Laboratoriode Física Aplicada IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTO 01. 1. Para estudiar cómo influye la amplitud de las oscilaciones en el período construye un péndulo de a cuerdo, al formato de la figura 01, en este experimento mantendremos constante la longitud del hilo y la masa de la pesa (aro). 2. Aparta la pesa del péndulo de la posición de equilibrio 5º, mide el tiempo en que tarda el péndulo en dar 10 oscilaciones. Determina el período de oscilación. 3. Repite el procedimiento otras 3 veces y registra tus datos en la tabla adjunta. TABLA 01: REGISTRO DE DATOS PARA EL PÉNDULO SIMPLE ANGULADO A 5º AMPLITUD ANGULAR 5º 1ª medida 2ª medida 3ª medida PERÍODO PROMEDIO (s) 4. Repite los pasos anteriores (1 al 3) con ángulos de 7º y 10º y regístralos en las tablas: TABLA 02: REGISTRO DE DATOS PARA EL PÉNDULO SIMPLE ANGULADO A 7º AMPLITUD ANGULAR 7º 1ª medida 2ª medida 3ª medida PERÍODO PROMEDIO (s) TABLA 03: REGISTRO DE DATOS PARA EL PÉNDULO SIMPLE ANGULADO A 10º AMPLITUD ANGULAR 10º 1ª medida 2ª medida 3ª medida PERÍODO PROMEDIO (s) 5. Registra los valores promedios en una tabla cómo la que sigue: TABLA 04: REGISTRO DE PERÍODOS PROMEDIO ÁNGULO 5º 7º 10º UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA PERÍODO (s) Página 2
- 3. Guía de Laboratoriode Física Aplicada V. ANÁLISIS DE RESULTADOS PARA EXPERIMENTO 01: ¿Qué puedes concluir de la dependencia del período con respecto a la amplitud angular cuando esta es menor que 10º? ¿Sería posible medir el tiempo de ocurrencia de un evento con un péndulo aún cuando sus oscilaciones sean más cortas? Explica tu respuesta ¿Cómo varía el período de oscilación si la amplitud se aumenta y sus valores son mayores de 10º? VI. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTO 02 Trabaja con el sistema de la figura 01, y un ángulo de 10º primero con uno de los aros y luego con el otro (Diferentes masas) para cada caso mide el tiempo en que tarda el péndulo en dar 10 oscilaciones, repite el procedimiento con cada masa 2 veces y regístralas en las tablas adjuntas. TABLA 05: REGISTRO DE DATOS PARA EL PÉNDULO SIMPLE MASA 01 MASA 01 1ª medida 2ª medida 3ª medida PERÍODO PROMEDIO (s) TABLA 06: REGISTRO DE DATOS PARA EL PÉNDULO SIMPLE MASA 02 MASA 02 1ª medida 2ª medida 3ª medida PERÍODO PROMEDIO (s) Registra los valores promedio en una tabla 6. Registra los valores promedios en una tabla cómo la que sigue: TABLA 07: REGISTRO DE PERÍODOS PROMEDIO ÁNGULO Masa 01 Masa 02 UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA PERÍODO (s) Página 3
- 4. Guía de Laboratoriode Física Aplicada VII. ANÁLISIS DE RESULTADOS PARA EXPERIMENTO 02: ¿Encontraste variaciones significativas con respecto a la masa? ¿Qué puedes concluir de la dependencia del período con respecto a la masa? VIII. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTO 03 Trabaja con el sistema de la figura 01, y un ángulo de 5º con uno de los aros. Utiliza la pesa y el hilo para construir un péndulo de 50 cm de longitud, determina el tiempo que emplea el péndulo en dar 10 oscilaciones. Calcula el período del péndulo. Registra los datos en una tabla 08 Varía sucesivamente la longitud del hilo desde 60 cm hasta 100 cm. De 10 cm en 10 cm, y mide en cada caso cuánto tarda el péndulo en completar 10 oscilaciones. Calcula el período de oscilación y registra los valores en la tabla número 08 Calcula en cada caso el cuadrado del período de oscilación, T2 Construye la gráfica del período en función de la longitud del péndulo Construye la gráfica del período al cuadrado en función de la longitud del péndulo TABLA NRO. 08 DEPENDENCIA DEL PÉNDULO CON LA LONGITUD. Longitud l (m) 0.50 0.60 0.70 0.80 0.90 1.00 IX. Período T (s) T2 (s2) ANÁLISIS DE RESULTADOS PARA EXPERIMENTO 03: A partir de la gráfica de T Vs. l, concluye cómo varía la el período al aumentar la longitud del péndulo. A partir de la expresión matemática para el período del péndulo verifica la ecuación 2: (2) Calcula la pendiente de la gráfica en función de l, de acuerdo con el valor obtenido determina el valor de la aceleración de la gravedad. X. XI. XII. CONCLUSIONES: BIBLIOGRAFÍA ANEXOS UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Página 4