Informe De Laboratorio Pendulo Simple.docx

LABORATORIO FÍSICA MECÁNICA PENDULO SIMPLE

JESUS ALVAREZ RAMIRZ - 180824

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE INGENIERIAS INGENIERIA MECANICA OCAÑA 2016

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TABLA DE CONTENIDO pág. 1. Introducción…………………………………………………………….…..3 2. Objetivos………………………………………………………………….…4 2.1 Objetivo General…………………………………………………….…4 2.2 Objetivos específicos………………………………………………….4 3. Marco teórico…………………………………………………………….….5 3.1 Descripción Teórica…………………………………………………...5 3.2 Leyes Del Péndulo…………………………………………………….5 4. Lista de materiales…………………………………………………………7 5. Diseño experimental……………………………………………………….8 6. Procedimiento………………………………………………………………9 7. Tabla de datos………………………..……………………………………10 8. Graficas……………………………………………………………………..11 9. Análisis de datos y graficas………………………………………………13 10. Calculo de errores…………………………………………………………14 11. Conclusiones………………………………………………………………15 12. Bibliografía………………………………………………………………….16

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1. INTRODUCCION

En este informe hemos tratado de mostrar nuestro manejo del tema tratando de especificar en la experiencia que tuvimos en el laboratorio sobre el péndulo simple; con el cual experimentamos acerca de sus características como lo es el periodo en función de la longitud con masa constante. Realizando el análisis respectivo y estudiando las leyes del péndulo simple para así poder determinar si los resultados obtenidos en nuestra experiencia va acorde con lo que se conoce teóricamente a través de la observación de tablas de datos y graficas para saber cual fue nuestro margen de errores. Este tema tiene mucha importancia y este movimiento los podemos observar en objetos como: el reloj de péndulo, el metrónomo que sirven para medir el tiempo, la plomada (sirve para medir profundidad), está el péndulo de Newton que demuestra la conservación de la energía, el de Foucault se utiliza para demostrar la rotación de la tierra.

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2. OBJETIVOS

2.1.

OBJETIVO GENERAL

 Experimentar acerca de las características de un péndulo simple mediante mediciones del periodo en función de su longitud para una masa constante.

2.2.

OBJETIVOS ESPECIFICOS

 Aprender a tomar datos experimentales y clasificarlos en tablas.  Encontrar y tratar los errores cometidos al realizar una medida en el laboratorio.  Aprender a analizar unos resultados experimentales mediante graficas apropiados deduciendo a partir de la grafica obtenida la ecuación que describe el fenómeno estudiado.  Encontrar como depende el periodo de oscilación en un péndulo con su longitud.

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3. MARCO TEORICO Un péndulo simple se define como una partícula de masa m suspendida del punto 0 por un hilo inextensible de longitud l y de masa despreciable. 3.1. 

DESCRIPCIÓN TEÓRICA

PERÍODO: Se define como el tiempo que se demora en realizar una oscilación completa. Para determinar el período se utiliza la siguiente expresión T/ N° de Osc. (Tiempo empleado dividido por el número de oscilaciones).



FRECUENCIA: Se define como el número de oscilaciones que se generan en un segundo. Para determinar la frecuencia se utiliza la siguiente ecuación N° de Osc. / T (número de oscilaciones dividido del tiempo).



AMPLITUD: Se define como la máxima distancia que existe entre la posición de equilibrio y la máxima altura.



CICLO: Se define como la vibración completa del cuerpo que se da cuando el cuerpo parte de una posición y retorna al mismo punto.



OSCILACIÓN: Se define como el movimiento que se realiza siempre al mismo punto fijo

3.2. 

LEYES DEL PENDULO El periodo de un péndulo es independiente de su amplitud. Esto significa que si se tienen péndulos iguales (longitud y masa), pero uno de ellos tiene una amplitud de recorrido mayor que el otro, en ambas condiciones la medida del periodo de estos péndulos es el mismo. 5



El periodo de un péndulo es directamente proporcional a la raíz cuadrada de su longitud. Esto significa que el periodo de un péndulo puede aumentar o disminuir de acuerdo a la raíz cuadrada de la longitud de ese péndulo.

Si la partícula se desplaza a una posición ð0 (ángulo que hace el hilo con la vertical) y luego se suelta, el péndulo comienza a oscilar. El

péndulo

describe

una

trayectoria circular, un arco de una circunferencia de radio l. Estudiaremos su movimiento en la dirección tangencial y en la dirección normal. Las fuerzas que actúan sobre la partícula de masa m son dos, La acción del hilo, una fuerza T en la dirección radial, Descomponemos el peso en la acción simultánea de dos componentes, mg · senq en la dirección tangencial y mg · cosq en la dirección radial.

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4. LISTA DE MATERIALES

 1 Varilla de un metro  1 varilla de 25 cm  1 tuerca de sujeción  1 regla de 150 cm  1 Pinza de mesa  1 Cronometro  1 Piola de 150 cm  1 Pesa

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5. DISEÑO EXPERIMENTAL

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6. PROCEDIMIENTO

 Amarrar la pesa a la piola de 150 cm.  Tomar la medida de la piola según la tabla.  Desplazar el plomo hasta cierto ángulo.  Soltar el plomo y tomar el tiempo de 5 oscilaciones con el cronómetro.  Anotarlos resultados en la tabla de datos.

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7. TABLA DE DATOS

Manteniendo constantes la masa del péndulo, se calcula el período para distintas longitudes del hilo. Con una masa constante se obtiene la siguiente tabla:

Tabla 1

L (Cm)

30

40

50

60

70

T (Seg)

1.2

1.36

1.48

1.58

1.65

T² (Seg²)

1.4

1.84

2.19

2.49

2.75

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8. GRAFICAS

Longitud (cm)

Grafica 1

T (seg)

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Longitud (cm)

Grafica 2

T² (seg²)

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9. ANALISIS DE DATOS Y GRAFICAS

De acuerdo a la grafica 1 obtenida, observamos que el periodo de un péndulo es directamente proporcional a su longitud, así demostramos que los datos obtenidos al ser graficados nos dan como resultado una línea curva y de esta forma comprobamos que nuestra experiencia

coincide con la

primera ley del péndulo simple. Al graficar los datos obtenidos de la longitud en función del periodo al cuadrado obtuvimos una línea recta, en la cual se observa que el periodo de un péndulo es directamente proporcional a la raíz cuadrada de su longitud. Comprobando que el periodo de un péndulo puede aumentar o disminuir de acuerdo a la raíz cuadrada de la longitud de ese péndulo.

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10. CALCULO DE ERRORES

Al tomar los datos experimentales se pueden presentar algunas causas de error, que afectan el resultado final debido fallas en el procedimiento, cuando nos encontramos tomando las diferentes medidas.

𝒙=

1.2 𝑠 + 1.36 s + 1.48 s + 1.54 s + 1.69 s 7.27 𝑠 = = 1.03 𝑠 7 7

𝒙=

1.69 𝑠 − 1.2 s 0.49 𝑠 = = 0.245 𝑠 2 2

Medidas

Errores Absolutos

Errores Relativos

1,2 s

1,2-1.03= 0.17 s

0.17/1.03=0.16 (16%)

1,36 s

1,36-1.03= 0.33 s

0.33/1.03=0.32 (32%)

1,48 s

1,48-1,03= 0.45 s

0.45/1.03=0.43 (43%)

1,54 s

1,54-1.03= 0.51 s

0.51/1.03=0.49 (49%)

1,69 s

1,69-1.03= 0.66 s

0.66/1.03=0.64 (64%)

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11. CONCLUSIONES



Para tomar datos en forma correcta es necesario aprender a utilizar los diferentes instrumentos de medida por eso fue necesario ensayar algunas veces.



Debido a la dificultad que se presentaba para tomar el periodo de una oscilación

fue necesario tomar el tiempo para cinco oscilaciones

reduciendo de esta forma la posibilidad de errores. 

Al analizar los diferentes resultados experimentales pudimos deducir a partir de las gráficas obtenidas que se cumple la relación que existe entre la longitud y el periodo los cuales son directamente proporcionales en forma compuesta. 𝒕 ∝ √𝑳



Pudimos concluir que existe una relación de dependencia entre el periodo y la longitud ya que a mayor longitud mayor es el periodo de oscilación.

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12. BIBLIOGRAFIA 

Internet: http://www.lawebdefisica.com/rama/mecanica.php

http://platea.pntic.mec.es/pmarti1/educacion/3_eso_materiales/b_i/con ceptos/conceptos_bloque_1_3.htm

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