4 Pendulo Fisico .docx

PÉNDULO FISICO CON MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE 3- INTRODUCCIÓN.Un sistema oscilatorio formado por una esfera de acero en el extremo de una varilla se deja oscilar, y se estudia la variación del periodo de un péndulo físico en función de la distancia de su centro de masa al punto de oscilación. 3,1- OBJETIVOS 3,1.1-O. GENERAL.Determinar el valor experimental de la gravedad en Sucre, utilizando un péndulo físico 3,1.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS.    

Encontrar la relación funcional del periodo del péndulo en función de la distancia desde su centro de masa al punto de oscilación. Determinar el valor experimental de la aceleración de la gravedad Determinar el radio de giro del péndulo Cuantificar e interpretar gráficamente: Elongación, Velocidad y Aceleración en función del tiempo. Cuantificar e interpretar gráficamente: Energía Potencial, Energía Cinética y Energía Total, en función de la amplitud.

3,2- MATERIALES Y EQUIPO.     

Pared de demostración Un péndulo físico o compuesto Esfera de acero Cuchilla Un cronometro Regla graduada

3,3.-ESQUEMA DEL EXPERIMENTO.-

3,4 – PROCEDIMIENTO.Montar el equipo de acuerdo a la Figura 4.1 Nivelarlo con precisión. Medir la distancia b desde el centro de la gravedad (marcado con “0”) de la varilla a una de las muescas de la varilla (marcado con “1”) alejándose de la esfera de acero Sujetar la cuchilla con e tornillo, de modo que la punta coincida con la muesca 1. Colocar la cuchilla sobre su soporte para suspender la barra Hacer oscilar el péndulo separándolo un determinado Angulo de la vertical. Medir el tiempo para 10 oscilaciones. Calcular el periodo T de las oscilaciones. Repetir los pasos (3), (4) y (5) sujetando la cuchilla sobre las muescas 2, 3, etc. Medir los periodos respectivos en cada caso.

3,5 –TABULACIÓN.

Determinación experimental de la aceleración de la gravedad.

b (m) 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 

t (s) x (m) v (m/s) a (m/s)



t (s) x Ek Ep (J) Er (J)

t1 (s) 14.25 12.57 12,94 14,00 15,06 16,06

t2 (s) 14,38 12,56 12,97 14,18 12,97 16,18

t3 (s) 14,50 12,81 13,31 18,25 15,12 16,66

t4 (s) 14,37 13,12 13,65 18,47 15,38 16,25

T (s) T² * b 1,45 0,21 1,29 0,33 1,35 0,55 1,43 0,57 1,53 1,17 1,63 1,59

g(m/s2) b² 0,01 0,04 0,09 9.95 0,16 0,25 0,36

r(m)

Calculo del valor de x, y, a en función del tiempo. (interpretar gráficamente)

0 T/8 T/4 3T/8 T/2 5T/8 3T/4 7T/8 T 0,16 0,11 0,00 -0,11 -0,16 -0,11 0,00 0,11 0,16 0,00 -0,40 -0,57 0,40 0,00 0,40 0,57 0,40 0,00 -2,36 -1,61 0,00 1,67 2,36 1,67 0,00 -1,67 -2,36

Calculo del valor de la energía cinética, potencial y total en función de la elongación. (interpretar gráficamente) 0 T/8 T/4 3T/8 T/2 5T/8 3T/4 7T/8 T 0,16 0,11 0,00 0,11 -0,11 -0,14 0,00 0,11 0,00 0,15 0,30 0,15 0,00 -0,15 0,30 0,15 0,30 0,15 0,00 0,15 0,30 0,15 0,00 0,15 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30

0,16 0,00 0,30 0,30

3.6- CALULOS.3,6.1-CALCULOS MATEMÁTICOS.3,6.2-GRÁFICOS Distancia vs tiempo t

x 0,00 0,18 0,36 0,54 0,73 0,91 1,09 1,27 1,45

0,16 0,11 0,00 -0,11 -0,16 -0,11 0,00 0,11 0,16

0.2 0.15 0.1

0.05 0 0

-0.05 -0.1 -0.15 -0.2

Velocidad vs tiempo

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

t

v 0,00 0,18 0,36 0,54 0,73 0,91 1,09 1,27 1,45

0,00 -0,40 -0,57 -0,40 0,00 0,40 0,57 0,40 0,00

0.8

0.6 0.4 0.2 0 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

-0.2 -0.4 -0.6 -0.8

Aceleración vs tiempo t

x 0,00 0,18 0,36 0,54 0,73 0,91 1,09 1,27 1,45

-2,36 -1,67 0,00 1,67 2,36 1,67 0,00 -1,67 -2,36

1.4

1.6

3 2 1 0 0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

-1 -2 -3

Grafica: energía cinética vs tiempo, energía potencial elástica vs tiempo ,energía total vs tiempo. t

Ek 0,00 0,18 0,36 0,54 0,73 0,91 1,09 1,09 1,27

Ep 0,00 0,15 0,30 0,15 0,00 0,15 0,30 0,15 0.00

Et 0,30 0,15 0,00 0,15 0,30 0,15 0,00 0,15 0,30

0,30 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30 0,30

0.350 0.300 0.250 0.200 0.150 0.100 0.050 0.000 0.000

0.200

0.400

0.600

0.800

1.000

1.200

1.400

1.600

3,7.-ANALISIS DE RESPUESTA.3,8 – CONCLUSIONES.Logramos determinar el valor experimental de la gravedad en Sucre, utilizando un péndulo físico. El valor de la gravedad en Sucre es de 10,106 m/s2 9- BIBLIOGRAFIA.http://www.wikipedia.com/wiki/pendulo_fisco% ANEXOS Ajuste de curva, por el método de los mínimos cuadrados.

b (m) t1 (s) 0,10 15,78 0,20 13,62 0,30 13,75 0,40 14,72 0,50 15,44 0,60 16,20 ∑ 89,51 a -0,05 b 0,25

t2 (s) t3 (s) t4 (s) T (s) T² * b 15,63 15,64 15,59 1,56 0,22 13,44 13,35 13,79 1,35 0,36 13,62 13,75 13,84 1,37 0,56 14,28 14,50 14,81 1,45 0,85 15,45 15,32 15,33 1,53 1,18 16,56 16,57 16,28 1,64 1,61 88,98 89,13 89,64 8,93 4,82

b² 0,01 0,04 0,09 0,16 0,25 0,36 0,91

0.400 0.350 0.300 0.250 curva

0.200

ajuste de curva 0.150 0.100 0.050 0.000 0.000

0.500

1.000

1.500

2.000