INTRODUCCION

En el presente laboratorio se evidencia la capacidad que se tiene para interpretar

y relacionar datos y resultados experimentales, con modelos teóricos, mediante la

realización de prácticas experimentales para poder determinar la validez y la

exactitud de los mismos, con el fin de entender el comportamiento físico de un

péndulo simple y asi identificar sus características tales como su masa

suspendida de una cuerda, de masa despreciable que oscila dentro de un

intervalo de tiempo, determinado 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 asi 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 tablas.

OBJETIVOS

los objetivos de este laboratorio es aprender a identificar un péndulo simple,

ya que el péndulo es un sistema físico que puede oscilar bajo la acción

gravitatoria y que está configurado bajo una masa suspendida de un punto

o de un eje horizontal fijos mediante un hilo, varilla u otro dispositivo, este

tiene usos muy variados  como lo son la medida del tiempo, la intensidad de

la gravedad y distintos usos mas, aprendamos a identificar que es una

oscilación y en cuanto tiempo transcurre.

Calcular el valor teórico y experimental de la gravedad generada en este

practica.

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.

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.

IDEAS PREVIAS

¿En qué punto del movimiento de un péndulo simple es máxima la tensión en el cordón? ¿y mínima? En cada caso. Explique su razonamiento.

-es máxima en el medio, cuando está en la posición más baja.

-en los extremos la tensión es mínima y la velocidad es cero.

¿Un estándar de tiempo podría basarse en el periodo de cierto péndulo estándar?

- si porque a partir del periodo obtenido se tendría el tiempo deseado

¿Cómo se podría determinar la gravedad a partir de una cuerda a y una masa m y un cronometro?

A partir de la ecuación T=2π(√L/g)) se despeja la gravedad luego de montar un

sistema de un péndulo de longitud a y masa m , con el cronometro solo se mide un

movimiento desde que pasa por un punto fijo a otro tomando el periodo de dicho

péndulo después de ponerlo a oscilar alejándolo del punto de equilibrio

ACTIVIDAD PRÁCTICA

Para la realización de esta práctica es necesario utilizar el smart timer y una

compuerta ( photogate).

Figura 2

1. Para una masa fija de 100 g, mida con el smart timer el periodo del péndulo para las longitudes de 20, 30, 40, 50 cm. Registre los datos en la tabla 1

2. Ahora, manteniendo una longitud de 50 cm, mida el periodo del péndulo para las masa de 40, 80, 120, 200. Registre los datos en la tabla 2.

3. Para un a,asa constante de 120 g y una longitud constante de 50 cm, realice variaciones en el angulo con el que el péndulo se suelta. Registre los datos en la tabla 3.

4. Realice un proceso de lineación de L en función de T^2, graficar L en función de T^2

RESULTADOS

Procedimiento:

En la tabla No. 1 se encuentran registrados las distintas longitudes de la cuerda,

entre tanto cada tiempo evidentemente se tomo en segundos (s) y su error

porcentual corresponde al cronometro.

Longitud L (cm) Periodo medido Tm(s)

Periodo teórico Tt (s)

E%

20 1,0495 8,971 88,10%

30 1,2223 10,987 88,875

40 1,3107 12,687 89,875

50 1,5214 14,185 89,24

tabla No. 1

En la tabla No. 2 aparece registrado el tiempo promedio y el valor de los periodos

para cada tiempo y longitud

Masa (g) Periodo medido Tm(s)

Periodo teórico Tt (s)

E%

40 1,5281 19,185 89,227

80 1,5313 19,185 89,204

120 1,5196 19,185 89,287

160 1,5293 19,185 89,218

200 1,5163 19,185 89,310

tabla No. 2

En la tabla No. 3 aparece registrado el periodo del péndulo con longitud y masa

constante y su debido porcentaje de error.

Angulo (Ѳ) Periodo medido Tm(s)

Periodo teórico Tt (s)

E%

10° 1,4389 14,185 89,856

20° 1,4872 14,185 89,,515

30° 1,4782 14,185 89,579

40° 1,4932 14,185 89,473

50° 1,5239 14,185 89,256

60° 1,5287 14,185 89,223

tabla No. 3

Teniendo en cuenta los datos se realiza las graficas en Excel correspondiente a:

20 30 40 5002468

10121416

Periodo vs Longitud

Series1

Longitud(cm)

Perio

do T

t(S)

PREGUNTAS

¿Cuáles son las variables físicas que realmente influyen en el péndulo de

oscilación de un péndulo simple?

En el movimiento de oscilación de un péndulo solo influyen la longitud de la cuerda

y el Angulo con el que el péndulo se suelta ya que afectan su velocidad con

respecto al tiempo en que tarda el periodo.

¿Qué opina acerca de la gráfica T vs L?¿qué tipo de grafica es?

Es una gráfica lineal en la cual el se interpreta que mientras mayor sea la longitud

de la cuerda mayor será el periodo(son directamente proporcional)

40 80 120 160 2000

5

10

15

20

25

Periodo vs masa

Series1

masa(g)

Perio

do tm

(S)

¿Qué sucede al aumentar la longitud del cordón y manteniendo una masa

constante y de igual forma manteniendo una longitud constante y aumentar

la masa ?

Cuando aumenta la longitud del cordón dejando la masa constante el periodo de

oscilación aumenta proporcionalmente a la longitud, y cuando la longitud es

constante y aumenta la masa el periodo de oscilación no varía.

¿puede usted afirmar que describe un M.A.S? explique su respuesta.

No corresponde a un Movimiento Armónico Simple (MAS), ya que para que lo sea

debe tener ángulos relativamente pequeños, los cuales no los tienen.

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 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.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

1. http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/dinamica/trabajo/pendulo/pendulo.htm.

2. Física para la ciencia y la tecnología: Oscilaciones y Ondas. Paull Allen Tipler,

Gene Mosca, 2005.

3. [5] http://carolina2010.wordpress.com/laboratorio-de-pendulo-simple/.

4. Apuntes de la clase física 3