Experiencia De Laboratorio 3

EXPERIENCIA DE LABORATORIO N° 3 (PENDULO FISICO)

AUTORES Mario Vásquez Carlos Vergara.

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ABSTRACT For this laboratory experience we rely on a physical pendulum where the pendulum has a hole, wherefrom hanging in a rotation sensor, every 4 cms. With this assembly we look up, bearing the arm of draft in mind, the period for 12 of the holes of the pendulum and annotate this in a table. With base in this table we find its graph and then the pendulum moment of inertia.

RESUMEN Para esta experiencia de laboratorio contamos con un péndulo físico en donde el péndulo tiene un agujero, de donde colgar en un sensor de rotación, cada 4 cms. Con este montaje encontramos, teniendo en cuenta el brazo de giro, el periodo para 12 de los agujeros del péndulo y anotamos esto en una tabla. Con base en esta tabla hallamos su gráfica y luego el momento de inercia del péndulo.

INTRODUCCION En esta experiencia de laboratorio observaremos y analizaremos el comportamiento y las características del periodo en un péndulo físico. Aprenderemos a calcular el momento de inercia del péndulo partiendo de la medida del brazo de giro y el periodo y analizaremos la grafica que se produce entre estos dos, tanto como con su formula como con los datos tomados en clase durante la realización de la experiencia. Además analizar si la masa tiene alguna variación en el periodo del péndulo.

OBJETIVOS • •

Analizar las características del periodo en el péndulo físico. Determinar el momento de inercia del péndulo.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL En este laboratorio tuvo el propósito de construir un péndulo físico para el cual, necesitamos un sensor rotacional, una varilla de 1m aproximadamente y una masa para unos casos específicos que serán expuesto en el transcurso de la experiencia. En primera instancia la experiencia constaba de hacer rotar la varilla a no más de 15 grados por que de no cumplirse esto dejaría de ser considerado como un péndulo físico, luego, la varilla constaba de varios orificios en cuales se tenía que repetir el procedimiento rotacional , pero solo hasta la mitad de los orificios, a continuación en el transcurso del experimento el periodo de nuestro péndulo a medida de que se va cambiado su eje rotacional con los orificios tiene que ser decreciente pero se llega a una instancia en donde este aumenta porque el peso que se tiene por encima del eje rotacional ya no puede ser despreciable y entonces ya empieza a cambiar los datos, en este momento es donde precisamente interviene la masa que es la que contrarresta el peso que se encuentra encima del eje rotacional y así conseguimos que el periodo de péndulo continúe decreciendo hasta llegar a la mitad de los orificios que tiene la varilla.

DATOS OBTENIDOS TABLA 1 T 1,43 1,44 1,46 1,53 1,54 1,55 1,57 1,6 1,64

d 2 6 10 14 18 22 26 30 34

TABLA 2 T 1,36 1,39 1,42 1,45 1,49 1,52 1,55 1,58 1,62

d 2 6 10 14 18 22 26 30 34

TABLA 3 T2 2,86 2,88 2,92 3,06 3,08 3,1 3,14 3,2 3,28

d 2 6 10 14 18 22 26 30 34

GRAFICA 1 (TABLA 1) 1,7

1,65

1,6

1,55

1,5

1,45

1,4 0

5

10

15

20

25

30

35

40

15

20

25

30

35

40

GRAFICA 2 (TABLA 2) 1,65

1,6

1,55

1,5

1,45

1,4

1,35

1,3 0

5

10

GRAFICA 3 (TABLA 3) 3,35

3,3

3,25

3,2

3,15

3,1

3,05

3

2,95

2,9

2,85

2,8 0

5

10

15

20

25

30

35

40

ANALISIS DE RESULTADOS Se puede observar que en la grafica existe un relación de proporcionalidad directa entre el periodo de la oscilación y distancia que existe del pivote o eje de giro hasta la masa puntual. Esto es consistente con el hecho de que se hay considerado al sistema en cuestión como un péndulo simple ideal. El considerarlo como un sistema de péndulo simple, lleva a la expresión de periodo: T = 2π√(l/g) donde l es la distancia de la que se hablaba antes, se puede observar que como se decía antes los resultados son consistentes con el modelo matemático ideal. Para finalizar, los resultados obtenidos en las experiencias difieren en cierto margen de los teóricos debido a que la amortiguación ejercida por el ambiente influye sobre el movimiento.

CONCLUSION La experiencia realizada sirve para aclarar las pequeñas dudas que se plantea uno en la mente al iniciar la experiencia, como por ejemplo si la variación en la masa del péndulo modifica el periodo en el que este oscila y aclarar algunas dudas como que hay que tener en cuenta en el momento de identificar el centro de masa del péndulo. Las pequeñas variantes de la experiencia son debidas a que el montaje del péndulo físico y la experiencia no se realizaron en un ambiente ideal, por lo tanto las diferentes fricciones y contrariedades tales como el aire y de que los agujeros de la varilla utilizada se encontrasen muy alejados entre si nos produjeron un pequeño porcentaje de error en el momento de realizar las diferentes graficas. Aprendimos con esta experiencia que mientras el centro de masa varia hay que encontrar la manera de intentar mantenerlo para que el periodo con el que oscila el péndulo no varíe y de esta manera poder encontrar mas exactamente sus momentos de inercia. Se puede observar que en la grafica existe un relación de proporcionalidad directa entre el periodo de la oscilación y distancia que existe del pivote o eje de giro hasta la masa puntual. Esto es consistente con el hecho de que se hay considerado al sistema en cuestión como un péndulo simple ideal. El considerarlo como un sistema de péndulo simple, lleva a la expresión de periodo: T = 2π√l/g donde l es la distancia de la que se hablaba antes, se puede observar que como se decía antes los resultados son consistentes con el modelo matemático ideal. Para finalizar, los resultados obtenidos en las experiencias difieren en cierto margen de los teóricos debido a que la amortiguación ejercida por el ambiente influye sobre el movimiento.

PREGUNTAS Si se incrementa la masa del péndulo, ¿Cambia el periodo? R/: El periodo del péndulo no varía cuando a este se le incrementa la masa ya que este solo depende de la aceleración que le produce la gravedad y de la longitud del péndulo. Al incrementarle la masa al péndulo sin variar su longitud este siempre oscilara con el mismo periodo pero al cambiar la longitud del péndulo este oscilara con un periodo distinto.

BIBLIOGRAFIA Notas de clase. Gráficas obtenidas de acuerdo a los datos de la experiencia. Guía: Física Calor-Ondas – Uninorte proporcionado por el profesor Serway, “Física I”, Tomo I. 4ta Edición. Ed. MC. Graw-Hill (1996).