Manual de Prácticas de Laboratorio Laboratorio de Física II
PÉNDULO SIMPLE SIMPLE
Optaciano Vásque !"
UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTÚNEZ de mayolo DEMAYOLO” FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL CURSO TEM A
:
FISICA II
INFORME N° 02 : “PENDULO SIMPLE”
DOCENTE:
Msc. VÁSQUEZ GARCÍA, Op!c"!#$ L$%'$
ALUMNO :
CAMONES (ARA, E)&%
HUARAZ - PERÚ 2014
7
Manual de Prácticas de Laboratorio de Física II
PÉNDULO SIMPLE
Optaciano Vásque !"
Universidad nacional “SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO”
A!ULTAD DE !IEN!IAS
DEPARTAMENTO ACADÉMICO DE CIENCIAS SECCIÓN DE FÍSICA
PRACTICA N° 02
“PENDULO SIMPLE”
AUTOR: M.Sc. Optaciano L. V!"#$% Ga&c'a "UA#AZ $ %E#Ú 7
Manual de Prácticas de Laboratorio de Física II
PÉNDULO SIMPLE
Optaciano Vásque !"
()*+ UNIVERSIDAD NACIONAL “SANTIAGO ANTUNEZ DE MAYOLO”
FACULTAD DE CIENCIAS DEPARTAMENTO DE CIENCIAS SECCIÓN DE FISIC.
I. OBJETIVO(S) I.1. Ob!"#$%& '!!*+!& C$*p%)&% &+ $%" -s"c$ )& +! &c/!c"# )"-&%c"!+ )&+ $sc"+!)$% !%*#"c$ s"*p+& Es/)"!% +!s $sc"+!c"$#&s )&+ p1#)/+$ )&&%*"#!% +!s s"*p+"-"c!c"$#&s 3/& )&4 5!c&%s& p!%! 3/& )"c5!s $sc"+!c"$#&s p/&)!# s&% )&sc%"!s c$*$ /# *$6"*"$ !%*#"c$ s"*p+&
I.2. Ob!"#$%& E&,!/#%& I#6&s"!% +! )&p)c"! )&+ p&%$)$ T )& /# p1#)/+$ s"*p+& )& s/ +$#"/) L +! *!s! m )& +! *!s! p)/+!%. M$s%!% 3/& &+ p&%$)$ 7 )& /# p1#)/+$ )&p)& s"#"-"c!"6!*& )& +! !*p+"/) !#/+!% )& +! $sc"+!c"# p!%! 8#/+$s %!#)&s, p&%$ 3/& +! )&p)c"! &s "#s"#"-"c!#& p!%! p&3/&9!s !*p+"/)&s !#/+!%&s )& $sc"+!c"#. D&&%*"#!% &:p&%"*!+*& &+ 6!+$% )& +! !c&+&%!c"# )& +! %!6&)!) g &+ +!4$%!$%"$ c$*p!%!#)$ &+ p&%$)$ )& /# p1#)/+$ s"*p+& *&)")$ c$# +! p%&)"cc"# &%"c!.
II.
MARCO TERICO CONCEPTUAL E+ p1#)/+$ s"*p+& $ p1#)/+$ *!&*8"c$ &s /# s"s&*! *&c8#"c$ 3/& &:5"4& *$6"*"$ p&%")"c$ $sc"+!$%"$. E+ p1#)/+$ s"*p+& c$#s"s& /#! &s-&%! c$#s")&%!)! p/#/!+ )& *!s! m s/sp)")! )& /# p/#$ -";$ *&)"!#& /#! c/&%)! +!%!, -+&:"4+& & "#&:s"4+& )& +$#"/) L *!s! )&sp%&c"!4+& c$*p!%!c"# c$# +! *!s! )& +! &s-&%!, c$*$ s& */&s%! +! -"/%! 2.
(*)
(b)
#3* 2.1. =a) Representación de un péndulo simple, (b) diagrama de cuerpo libre de m.
S" +! *!s! m s& )&sp+!'! /# 8#/+$ p&3/&9$ θ ! p!%"% )& +! p$s"c"# 6&%"c!+ s& +"4&%! )&s)& &+ %&p$s$ s& $4s&%6! 3/& +! &s-&%! )&sc%"4& /# *$6"*"$ !%*#"c$ s"*p+& s"&*p%& c/!#)$ s& )&sp%&c"& +! -%"cc"# %& &++! &+ !"%&. D&+ )"!%!*! )& c/&%p$ +"4%& )& +! p!%c/+! )& *!s! m s& $4s&%6! 3/& s$4%& 1s! !c>!#? +! s"# T , ! +$ +!%$ )&+ 5"+$ &+ p&s$ W = m ⃗ g )& +! *!s! p)/+!%. L! c$*p$#& !#c"!+ )&+ p&s$
mgsenθ s"&*p%& s& c/%! )"%"")! 5!c"! +! p$s"c"# )& &3/"+"4%"$, )& )"%&cc"# $p/&s! !+
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mgsenθ !c>!
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=2.
=2. Es! &s &c/!c"# )"-&%c"!+ #$ +"#&!+, c/! s$+/c"# &:!c! &s /# )&s!%%$++$ s&%"& )& "#-"#"$s 1%*"#$s. S"# &*4!%$, s" +!s $sc"+!c"$#&s s$# p&3/&9!s, &s )&c"% &+ 8#/+$ &s p&3/&9$, s& p/&)& senθ ≅ θ , )$#)& &+ 8#/+$ s& &:p%&s! %!)"!#&s. P$% +$ !#$ +! /"+"'!% +! !p%$:"*!c"# &c/!c"# )"-&%c"!+ =2. s& &sc%"4&
=2. L! &c/!c"# =2. &s +! &c/!c"# )&-&%c"!+ )& /# *$6"*"$ !%*#"c$ s"*p+&, &s )&c"%, m )&sc%"4& /# M$6"*"$ !%*#"c$ s"*p+& =M.A.S. +! s$+/c"# )& +! &c/!c"# =2. &s )& +! -$%*! =2. D$#)& θ 0 &s &+ *8:"*$ )&sp+!'!*"$ !#/+!%, φ &s &+ )&s-!s!;& ω &s +! -%&c/c"! #!/%!+ c"%c/+!%, +! *"s*! 3/& 3/&)! &:p%&s!)! c$*$
=2.H E+ p&%$)$ )&+ *$6"*"$ p)/+!% &s8 )!)$ p$%
=2.J D$#)& L &s +! +$#"/) *&)")! )&s)& &+ p/#$ )& s/sps"# 5!s! &+ c%$ )& *!s! )& +! &s-&%! g &s +! !c&+&%!c"# )& +! %!6&)!) +$c!+. D&4& $4s&%6!%s& !)&*8s 3/& +! *!s! m )& +! &s-&%! +! !*p+"/) *8:"*! )& +!s $sc"+!c"$#&s 0, #$ !p!%&c &s! &:p%&s"#. E+ p&%$)$ )& /# p1#)/+$ =)!)! #/&s%! 5"p&s"s #$ &s )&p)"& )& m 0 !+ *$s )& !c/&%)$ ! +! &$%!. S"# &*4!%$,
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s" #/&s%!s 5"p&s"s #$ s& !p+"c!# !+ &s/)"$ )&+ p1#)/+$ =&+ c!4+& &s p&s!)$, +! &s-&%! "& /#! %!# c$*p+"c!)! -$%*!, +! !*p+"/) &s %!#)&, &c., p$)%! &sp&%!%s& 3/& &s! -%*/+! #$ p%&)"c& c$%%&c!*& &+ p&%$)$ )&+ p1#)/+$. U#! "#6&s"!c"# c"-"c! c$%%&c! %!! )& "#c+/"% $)$s *$s /#$ )& +$s -!c$%&s 3/& "#-+/ c$#s!#&*&. L$s -!c$%&s 3/& p&%*!#&c c$#s!#&s s$# ++!*!)$s controles. E+ >#"c$ -!c$% 3/& c!*4"! )/%!#& +! &:p&%"*!c"# s& ++!*! variable independiente . L! p%$p"&)!) )&+ s"s&*! -s"c$ 3/& s& *")& p!%! )&&%*"#!% &+ &-&c$ )& c!*4"$ )& +! 6!%"!4+& "#)&p)"& &s ++!*!)! variable dependiente . S" +$%!*$s *!#&% $)$s +$s )&*8s -!c$%&s c$#s!#&s, c/!+3/"&% c!*4"$ &+ %&s/+!)$ )& /# &:p&%"*$ )&4&%! p%$6"% )& +! 6!%"!4+& "#)&p)"&. D& &s& *$)$, %!!*$s )& )&;!% -/&%! +$s &-&c$s "#)"6")/!+&s 3/& c!)! /#$ )& +$s -!c$%&s &;&%c& s$4%& &+ -*$ 3/& &s!*$s &s/)"!#)$. As p$% &;&*p+$ s" +! !*p+"/) )& $sc"+!c"# &s %!#)&, &+ p&%$)$ 3/&)! &:p%&s!)! p$% +! &c/!c"#
=2.K E# &s& &:p&%"*$, U). p$)%8 )&&%*"#!% &:p&%"*!+*& +! 6!+")&' )& +!s -%*/+!s &%"c! p!%! &+ período =7 de un péndulo simple . V! ! &s/)"!% +! -$%*! 3/& &+ p&%$)$ )& /# p1#)/+$ s"*p+& =+! 6!%"!4+& )&p)"& &s !-&c!)! c/!#)$ s& 6!%! !#$ +! *!s! m )& +! &s-&%!, !s c$*$ +! !*p+"/) θ 0 )& +!s $sc"+!c"$#&s, $ +! +$#"/) L )&+ p1#)/+$ =+! 6!%"!4+& "#)&p)"& *!#")$ +$s $%$s -!c$%&s =+$s c$#%$+&s c$#s!#&s. 7!*4"1# s& /"+"'!%8 +$s %&s/+!)$s )& &s$s &:p&%"*$s p!%! *&)"% &+ 6!+$% )& +! !c&+&%!c"# )& +! %!6&)!) g &:p&%"*!+*&.
III.
MATERIAL A UTILIZAR III.1. III.2. III.5. III.. III.6. III.. III.H. III.. III.K.
IV.
U# s$p$%& /#"6&%s!+ c$# )$s 6!%"++!s )& !c&%$ /#! #/&'. U#! p%s!. U#! %&+! %!)/!)! **. U# " )&+ p1#)/+$ s"*p+&. U# c%$#*&%$. U# #"6&+ )& 4/%4/;!s. U# 6&%#"&% U#! 4!+!#'!
METODOLO'7A 4.1 E8PERIMENTO 1. I$!&"#3*#9 ! +* !,!!#* !+ ,!%% (T) ! +* *;,+#" ! +* %&#+*#9 (<0). E# &s& &:p&%"*$ s& %!! )& *&)"% +$s p&%$)$s =7 " )&+ p1#)/+$ p!%! )"6&%s!s !*p+"/)&s ",0, *!#")$ /#! +$#"/) =L -";! !s c$*$ /#! *!s! !*4"1# c$#s!#& * < )/%!#& &+ &:p&%"*$ %&p%&s!% /#! %8-"c! +! %&+!c"# %& !*4$s. P!%! &++$ s& s"/& &+ s"/"& p%$c&)"*"$. *) U"+"'!#)$ +! &s-&%! )& !c&%$, %&!+"c& +! "#s!+!c"# *$s%!)! +! -"/%! 2.24. E# +! p!%& s/p&%"$%, &+ 5"+$ )&4& !*!%%!%s& )& !+ *!#&%! 3/& s& p/&)! c!*4"!% +! +$#"/) c$# -!c"+")!). b) F";& +! +$#"/) L )&+ p1#)/+$ ! /# 6!+$% )& 1 m !p%$:"*!)!*& *")")$ +! +$#"/) )&+ L= Lhilo + R E 5"+$ c$# +! %&+! c$# &+ 6&%#"&% &+ )"8*&%$ )& +! &s-&%! = . R&"s%& )"c5$ 6!+$% c$# s/ %&sp&c"6$ &%%$%. ) C$# +! 4!+!#'! *")! +! *!s! m )& +! &s-&%!. R&"s%& )"c5$ 6!+$% c$# s/ %&sp&c"6$ &%%$% ) D&sp+!c& +!&%!+*& ! +! *!s! p)/+!% m /# 8#/+$ )& ° ! p!%"% )& +! p$s"c"# )& &3/"+"4%"$ +"41%&+! )&s)& &+ %&p$s$, *")")$ &+ 8#/+$ c$# /# %!#sp$%!)$%.
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(*)
#3* 2.2.
(b)
(*) P=+% ,+! !+ +*b%*"%#%> (b) I&"*+*#9 !+ ,=+% ,+!
!) C$# &+ c%$#*&%$ *")! &+ "&*p$ %&3/&%")$ p!%! 10 oscilaciones. R&p"! &s& p!s$ p$% %&s 6&c&s %&"s%& s/s )!$s +! !4+! I. /) D&&%*"#& &+ p&%$)$ )&+ p1#)/+$ p!%! )"c5$ 8#/+$ /s!#)$ +! &c/!c"# ( T = t / n ) , )$#)& t &s &+ "&*p$ n &+ #>*&%$ )& $sc"+!c"$#&s. 3) R&p"! +$s p!s$s =), =& =- p!%! 8#/+$s )& <0°, <°, 20°, 2° 0°. O%)& +$s )!$s +! !4+! I 5!! /#! %8-"c! %&p%&s!#)$ &+ p&%$)$ -/#c"# )& +! !*p+"/).
T*b+* I. Relación período (T) – amplitud de oscilación (θ 0 ) para el movimiento pendular .
E?,!#;!"% I: A;,+#" 6 10 16 20 26 50
L L0 ! "L @ .6 0.6 ;;
T#!;,% (&)
m mo ! "m @ 44.5 0.13
P!%%
"1
"2
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T1
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<.KK 2.00 <.K <.K 2.02 2.02
<.KK <.K <.K <.K 2.02 2.02
<.K <.KK <.K <.K 2.02 2.02
4.2 E?,!#;!"% II. I$!&"#3*#9 ! +* !,!!#* !+ ,!%% (T) ! +* ;*&* (;) !+ ,=+%. E# &s& &:p&%"*$ s& %!! )& *&)"% +$s p&%$)$s = T i )&+ p1#)/+$ p!%! )"6&%s!s *!s! mi *!#")$ c$#s!#&s +! !*p+"/) 0 +! +$#"/) =L )/%!#& $)$ &+ &:p&%"*$ %&p%&s!% /#! %8-"c! +! %&+!c"# 3/& !p!%&c& %& &+ p&%$)$ +! *!s! )&+ p1#)/+$. P!%! &++$ s& s"/& &+ s"/"& p%$c&)"*"$.
*) U"+"'!#)$ +! &s-&%! )& !c&%$, %&!+"c& +! "#s!+!c"# *$s%!)! +! -"/%! 2.24. b) F";& +! +$#"/) L )&+ p1#)/+$ ! /# 6!+$% )& 1 m !p%$:"*!)!*& *")")$ +! +$#"/) )&+ L= Lhilo + R E 5"+$ c$# +! %&+! c$# &+ 6&%#"&% &+ )"8*&%$ )& +! &s-&%! = . R&"s%& )"c5$ 6!+$% c$# s/ %&sp&c"6$ &%%$%.
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) C$# +! 4!+!#'! *")! +! *!s! m )& +! &s-&%!. R"s%& s/ 6!+$% c$# s/ %&sp&c"6$ &%%$% +! 7!4+! II. ) C$#s")&%& /#! !*p+"/) c$#s!#& *")")$ c$# &+ %!#sp$%!)$% /# 8#/+$ %& θ ≅ 5 ° −10 ° . R&"s%& &+ 6!+$% &sc$")$ +! 7!4+! II. !) D&sp+!c& +!&%!+*& ! +! &s-&%! 5!s! &+ 8#/+$ &sc$")$ )1;&+! $sc"+!% +"4%&*&. /) M")! &+ "&*p$ 3/& )&*$%! +! &s-&%! )!% 10 oscilaciones . R&"s%& s/s 6!+$%&s +! 7!4+! II. 3) D&&%*"#& &+ p&%$)$ )&+ p1#)/+$ p!%! )"c5$ 8#/+$ /s!#)$ +! &c/!c"# ( T =t / n ) , )$#)& t &s &+ "&*p$ n &+ #>*&%$ )& $sc"+!c"$#&s F) R&p"! +$s p!s$s )&s)& =! 5!s! = p!%! +!s )&*8s &s-&%!s. R&"s%& s/s 6!+$%&s +! 7!4+! II.
T*b+* II: Relación período (T) – masa (m) para el movimiento pendular θ0
E?,!#;!"% II: L L0 ! "L 1; 1;;
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*) U"+"'!#)$ +! &s-&%! )& !c&%$ )& *!$% )"8*&%$, %&!+"c& +! "#s!+!c"# *$s%!)! +! -"/%! 2.24. b) C$# +! 4!+!#'! *")! +! *!s! m )& +! &s-&%!. R"s%& s/ 6!+$% c$# s/ %&sp&c"6$ &%%$% +! 7!4+! III. ) C$#s")&%& /#! !*p+"/) c$#s!#& *")")$ c$# &+ %!#sp$%!)$% /# 8#/+$ %& θ ≅ 5 ° −10 ° . R&"s%& &+ 6!+$% &sc$")$ +! 7!4+! III. ) F";& +! +$#"/) L )&+ p1#)/+$ ! /# 6!+$% )& 120 m !p%$:"*!)!*& *")")$ +! +$#"/) L= Lhilo + R E )&+ 5"+$ c$# +! %&+! c$# &+ 6&%#"&% &+ )"8*&%$ )& +! &s-&%! = . R&"s%& )"c5$ 6!+$% c$# s/ %&sp&c"6$ &%%$% +! !4+! III.
!) D&sp+!c& +!&%!+*& ! +! &s-&%! 5!s! &+ 8#/+$ &sc$")$ )1;&+! $sc"+!% +"4%&*&.
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M")! &+ "&*p$ 3/& )&*$%! +! &s-&%! )!% 10 oscilaciones . R&"s%& s/s 6!+$%&s +! 7!4+! III.
3) D&&%*"#& &+ p&%$)$ )&+ p1#)/+$ p!%! )"c5$ 8#/+$ /s!#)$ +! &c/!c"#
( T =t / n ) ,
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F) R&p"! +$s p!s$s )&s)& =! 5!s! = p!%! +!s )&*8s +$#"/)&s. R&"s%& s/s 6!+$%&s +! 7!4+! III. T*b+* III: Relación período (T) – longitud (L) para el movimiento pendular
E?,!#;!"% III: 0.1 3
θ0
θ
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@ 1 m mo ! "m @ 2.
T#!;,% (&)
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1>20 1>10 1>00 0>0 0>0 0>0 0>G0 0>60
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2.20K 2.<2 2.0 <.K0 <.0 <. <. <.2
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2.2< 2.<K 2.0 <.K< <.< <. <. <.2
2.21255 2.15GG 2.02GG 1.055 1.000 1.G0GG 1.64GG 1.42655
L%3#"
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4.4 M%!+% ;*"!;"#% E# +!s s&cc"$#&s !#&%"$%&s p/)"*$s c$#%!% 3/& &+ p&%$)$ )& /# p1#)/+$ )&p)& )& s/ +$#"/) p&%$ #$ )& s/ *!s!. A5$%! 6!*$s ! %!!% )& )&&%*"#!% )& 3/1 *!#&%! &+ p&%$)$ )&p)& )& +! +$#"/) )& p1#)/+$. P!%! )&% )&!++!)!*& c$*$ &+ p&%$)$ +! +$#"/) &s8# %&+!c"$#!)$s #&c&s"!*$s c$#s%/"% /# *$)&+$ *!&*8"c$. E# &s! &c/!c"# #/&s%$ *$)&+$ s&%! /#! &c/!c"# 3/& &:p%&s& +! %&+!c"# )&!++!)! %& &+ p&%$)$ )&+ p1#)/+$ +! +$#"/) )&+ *"s*$. 7)%&*$s c/! )$s *$)&+$s p!%! &6!+/!% c*$ &+ p&%$)$ )&+ p1#)/+$ &s8 %&+!c"$#!)$ c$# s/ +$#"/). #odelo lineal :
T = AL + B , )$#)& A s$# c$#s!#&s.
#odelo cuadr$tico:
2
T =CL+ D , )$#)& C D s$# c$#s!#&s.
N/&s%$ $4;&"6$ &s )&&%*"#!% )$s c$s!s? P#;!%: N"#/#$ )& +$s )$s *$)&+$s )&sc%"4 c$%%&c!*& +$s )!$s =)%$ )& +!s "#c&%")/*4%&s S!3%: c!s$ !-"%*!"6$, c/8+&s s$# +$s 6!+$%&s )& +!s c$#s!#&s &+ *$)&+$ P!%! &6!+/!% +! s"/!c"# p%&s!)! c$#s%/"*$s )$s %8-"c!s /s!#)$ &+ p%$%!*! E:c&+. U#! s&%8 /#! %8-"c! )& T = &+ &;& )& +!s y -%& ! L = &+ &;& )& +!s . E+ *$)&+$ +"#&!+ p%&)"c& 3/& +$s )!$s s& c/%!# ! +$ +!%$ )& /#! +#&! %&c! /# %8-"c$ T 6s L. E+
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PÉNDULO SIMPLE
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7
Manual de Prácticas de Laboratorio de Física II
PÉNDULO SIMPLE
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Manual de Prácticas de Laboratorio de Física II
PÉNDULO SIMPLE
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Manual de Prácticas de Laboratorio de Física II
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PÉNDULO SIMPLE
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7
Manual de Prácticas de Laboratorio de Física II
PÉNDULO SIMPLE
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7
Manual de Prácticas de Laboratorio de Física II
PÉNDULO SIMPLE
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7
Manual de Prácticas de Laboratorio de Física II
PÉNDULO SIMPLE
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7
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Manual de Prácticas de Laboratorio de Física II
PÉNDULO SIMPLE
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Manual de Prácticas de Laboratorio de Física II
PÉNDULO SIMPLE
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B0.0HHK
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2
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*WsX
7
*WsX
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PÉNDULO SIMPLE
Optaciano Vásque !"
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CONCLUSIONES B
S& c$#c+/& 3/& +! *!s! #$ "& #"#># &-&c$ &+ p&%"$)$ 7, #" !*p$c$ &+ 8#/+$ )& )$#)& s& )&;! +"4%&, ! 3/& &+ p&%"$)$ s$+!*& )&p)& )& +! +$#"/) +! %!6&)!).
7
Manual de Prácticas de Laboratorio de Física II
B VII.
PÉNDULO SIMPLE
Optaciano Vásque !"
7!*4"1# s& $4s&%6 3/& &+ p&%"$)$ 7 &s )"%&c!*& p%$p$%c"$#!+ ! s/ +$#"/), p$% +$ !#$ &+ p&%"$)$ )&p)& %&!+*& )& +! +$#"/).
RECOMENDACIONES VII.<. As&>%&s& 3/& +! !*p+"/) )& +! $sc"+!c"# p!%! +$s &:p&%"*$s II III s&!# p&3/&9!s, c!s$ )& #$ )"sp$#&% )& /# %!#sp$%!)$% &s! s"/!c"# s& c$#s"/& )&sp+!'!#)$ +! *!s! /#! )"s!#c"! 5$%"'$#!+ )& !+ *!#&%! 3/& )"c5! )"s!#c"! s&! /# )1c"*$ )& +! +$#"/) )&+ p1#)/+$.
#3* 2.5.
#ecanismo como se puede determinar la medida del $ngulo
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BIBLIO'RA7A <. 2. . . . .
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