Informe número 11, laboratorio de física básica 2, facultad de ingeniería. Cursos básicos.Descripción completa
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PRACTICA Nº 3 PÉNDULO FÍSICO CON MOVIMIENTO ARMONICO SIMPLE
1. INTRODUCCIÓN Se denomina péndulo físico o compuesto, cuando un objeto colgante oscila alrededor de un eje fijo que no pasa por su centro de masa y el objeto no puede aproximarse con precisión como una masa puntual. 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 de la distancia de su centro de masa al de oscilación.
2. PRUEVA NO 1 Determinación del valor experimental de la gravedad utilizando un péndulo físico .
2.1 Objetivo general
Determinar el valor experimental de la gravedad en Sucre, utilizando un péndulo fisco.
2.2 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. EQUIPOS Y MATERIALES Pared de demostración. Un péndulo físico o compuesto. Esfera de acero. Cuchilla. Un cronometro. Regla graduada.
4 . M O M T A J E D E L E Q U IP O
5. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Montar el equipo de acuerdo la figura. Nivelarlo con precisión. Medir la distancia b desde el centro de 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 el 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 ángulo de la vertical. Medir el tiempo para 10 oscilaciones. Calcular el periodo T de las oscilaciones.
6.Tabulación de datos experimentales TABLA Nº 4.1 DETERMINACION EXPERIMENTAL DE LA GRAVEDAD 2
2
b (m)
T1 (s)
T2 (s)
T3 (s)
T4 (s)
T (s)
T *b 2 (s *m)
b (m2)
g 2 (m/s )
r (m)
0.10
14.42
14.15
14.51
14.35
1.436
0.206
0.01
7.13
0.41
0.20
12.51
12.73
12.78
12.75
1.269
0.322
0.04
8.24
0.41
0.30
13.03
13.09
12.97
13.03
1.303
0.509
0.09
9.08
0.41
0.40
13.98
13.99
13.91
14.03
1.398
0.782
0.16
9.45
0.41
0.50
13.96
14.95
14.92
14.95
1.494
1.116
0.25
9.81
0.41
0.60
13.10
16.03
15.98
15.98
1.602
1.540
0.36
9.93
0.41
TABLA Nº 4.2 CALCULO DEL VALOR DE “x”; “v”; “a” EN FUNCION DEL TIEMPO (interpretar
gráficamente).
ts
0
T/8
T/4
3T/8
T/2
5T/8
3T/4
7T/8
T
x (cm)
16.50
16.50
16.49
16.49
16.48
16.46
16.44
16.42
16.40
v(cm/s)
0
-1.00
-2.00
-3.00
0
1.00
2.00
3.00
0
a(cm/s2)
-323.81
-323.78
0
-323.54
-323.32
-323.05
0
-322.32
-321.86
TABLA Nº 4.3 GRAFICAR LA ENERGIA CINETICA, POTENCIAL Y TOTAL EN FUNCION DE LA
t (s)
0
T/8
T/4
3T/8
T/2
5T/8
3T/4
7T/8
T
x(c m)
16.50
16.50
16.49
16.49
16.48
16.46
16.44
16.42
16.40
Ek(e rg)
0
804.81
3218.6 4
7239.6 8
0
20090. 08
28909. 78
39317. 37
0
42833 86.1 42833 86.11
4.28258 1.302 428338 6.11
427614 6.434 428338 6.11
42833 86.11 42833 86.11
42632 96.04 42833 86.11
42440 68.74 42833 86.11
42833 86.11 42833 86.11
Ep(e rg) Et(e rg)
0 42833 86.11
ELONGACION (interpretar gráficamente).
Calculos: 2
T *b 2
2
2
T *b= 1.436 *0.10=0.206 s /m 2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
T *b=1.269 *0.20=0.322 s /m T *b=1.303 *0.30=0.509 s /m T *b=1.398 *0.40=0.782 s /m T *b=1.494 *0.50=1.116 s /m T *b=1.602 *0.60=1.540 s /m b 2
2
2
b = 0.10 =0.01 m 2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
b =0.20 =0.04 m b =0.30 =0.09 m b =0.40 =0.16 m b =0.50 =0.25 m b =0.60 =0.36 m
