Guía e Informe péndulo físico

PREINFORME LABORATORIO DE FÍSICA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE MEDELLÍN FÍSICA DE OSCILACIONES ONDAS Y ÓPTICA TEMA: OSCILACIONES DE UN PÉNDULO COMPUESTO O FÍSICO PRACTICA No: GRUPO NO: DÍA: HORA: EQUIPO NO DOCENTE: MONITOR: INTEGRANTES 2. OBJETIVO GENERAL OF6 p Verificar el comportamiento periódico de oscilador armónico del péndulo compuesto OBJETIVOS ESPECÍFICOS Medir la aceleración de la gravedad mediante el análisis de la expresión del periodo del péndulo físico.

Ecuación 1 De la cual fácilmente se obtiene que: Ecuación 2 Se debe observar que la fuerza de reacción R que ejerce el pivote en O sobre el cuerpo r[gido no hace torque, por lo que no aparece en la ecuación. Además, también es necesario resaltar que esta ecuación diferencial no es lineal, y por lo tanto el péndulo físico no oscila con Movimiento Armónico Simple.

Sin embargo, para pequeñas oscilaciones (amplitudes del orden de los por tanto: Ecuación 3 La ecuación 3, indica que para pequeñas amplitudes el movimiento pendular es armónico y a partir de esta, haciendo uso de las unidades del Sistema Internacional, tenemos que la recuencia propia en Hz y el periodo del sistema en segundos están dados por las ecuaciones 4 y 5 respectivamente. Ecuación 4. Frecuencia del sistema Ecuación 5. Periodo del sistema Reemplazando la ecuación 6 (teorema de ejes paralelos) en la ecuación 5, se puede obtener que el periodo del sistema péndulo físico esta descrito por la Ecuación 7.

Ecuación 6 eje que pasa por el centro de masa y que es paralelo al eje que pasa por el punto de suspensión O g Aceleración de la gravedad b = Distancia desde el punto de apoyo O hasta al centro de gravedad del cuerpo PROCEDIMIENTO Medir las dimensiones de la regla (largo y ancho). Reportarlas en la Tabla 1. Realizar el montaje mostrado en la figura 2 y haciendo uso de una fotocompuerta y del instrumento virtual sonoscopio del paquete PhysicsSensor medir el tiempo necesario para que el péndulo realice una oscilación completa siguiendo los pasos descritos a continuación: 1.

Suspender la regla del primer agujero y ubicar la fotocompuerta de tal forma que al oscilar el péndulo se interrumpa el haz de luz con el alambre delgado que se encuentra en su parte inferior. Ver figura 3 Figura 2 Figura 3 2. Para iniciar la adquisició n la fotocompuerta 3 proceder a conectarla al P do la terminal USB capturar cuando el sistema se encuentre «estable» y antes de detener la captura asegúrese que mínimo se hayan realizado 3 interrupciones del haz de luz con el alambre que se encuentra en la parte inferior de la regla (péndulo ffsico).

La señal obtenida en el sonoscopio será similar a la de la figura 4 donde cada uno de los picos mostrados equivale a una interrupción del haz de luz. Esta señal le permitirá medir el tiempo empleado por el péndulo ara hacer una oscilación completa, a través de la medición del intervalo temporal entre el primer pico y el tercer pico de la señal.

Reportar el tiempo obtenido para este primer valor de b (distancia desde el punto de apoyo al centro de masa de la regla) con su respectiva incertidumbre en la Tabla 2. Nota: Se debe evitar realizar ZOOM en el eje x en el Sonoscopio, ya que si esto se hace la incertidumbre de la medida cambiara. Figura 4 4. Repetir el procedimiento anterior suspendiendo la regla en los demás agujeros (diferentes valores de b) e ir reportando los datos btenidos en la Tabla 2 con su respectiva incertidumbre. 5.

Con los datos recolectados en la Tabla 2 y a partir de una linealización de la ecuación del periodo del sistema (Ecuación 7), obtener el valor de la aceleración de la gravedad de la ciudad de Medellín y del radio de giro de la regla respecto a su centro de masa realizando el análisis de los resultados obtenidos a partir de la regresión lineal de la gráfica empleando el software de regresion obtenidos a partir de la regresión lineal de la gráfica empleando el software de regresión lineal del paquete PhysiscSensor.

Ecuación 7. Linealizacón de la ecuación del Periodo del sistema 6. Comparar el valor obtenido a partir de la regresión lineal de la aceleración de la gravedad con el valor que se reporta como valor convencionalmente verdadero () y comparar también el valor obtenido del radio de giro con su valor calculado teóricamente. 7. Realizar las conclusiones y responder a las preguntas dadas al final de este documento con base en la práctica realizada. I.

RECOLECCION DE DATOS Tabla 1: Datos de la regla La rgo Ancho (m) 5 Tabla 2: Recolección de da ertidumbres El porcentaje de error en la medida de la gravedad es (con base en el dato del valor convencionalmente verdadero para la aceleración de la gravedad ): Error en la medida de la aceleración de la gravedad: El radio de giro se calcula empleando la expresión, obteniéndose como valor: y su incertidumbre es: (Demostrar) Con base en esto el radio de giro experimental se reporta así: para calcular el valor teórico de este radio de giro se emplea la expresión, Donde corresponde al largo de la regla y a su ancho (ver tabla 1):