¡Descarga Péndulo Simple, informe de Laboratorio y más Guías, Proyectos, Investigaciones en PDF de Física solo en Docsity!
Estudio Experimental Péndulo Simple
Facultad de Ingeniería, Universidad Militar Nueva Granada Resumen En esta práctica de laboratorio se estudió el comportamiento del péndulo simple como un sistema oscilatorio. El objetivo principal fue analizar cómo depende el periodo de oscilación de variables como las longitudes del péndulo, la masa y la amplitud. Usamos un péndulo que consistía en una cuerda ligera y una esfera como masa oscilante. Se realizaron varias mediciones del tiempo que tardaba el sistema en completar 10 oscilaciones para diferentes longitudes de la cuerda. Con estos datos calculamos el periodo de oscilación y se analizaron variables mediante las tablas y gráficas. Palabras clave : Péndulo simple, periodo de oscilación, longitud de la cuerda, movimiento armónico simple, frecuencia Abstract In this laboratory practice, the behavior of the simple pendulum as an oscillatory system was studied. The main objective was to analyze how the oscillation period depends on variables such as pendulum lengths, mass and amplitude. We used a pendulum that consisted of a light string and a sphere as an oscillating mass. Several measurements were made of the time it took the system to complete 10 oscillations for different lengths of the rope. With this data we calculated the period of oscillation and variables were analyzed using the tables and graphs. Keywords : Simple pendulum, period of oscillation, length of the string, simple harmonic motion, frequency
1. Introducción
El tema de movimientos oscilatorios permite comprender el comportamiento de muchos sistemas presentes en la física. el péndulo siempre consiste en una masa suspendida de una cuerda ligera que puede oscilar libremente bajo la acción de la gravedad, cuando el péndulo es dejado en movimiento libre comienza a oscilar de un lado a otro describiendo un movimiento periódico que se repite en intervalos de tiempos iguales. En esta práctica de laboratorio se analiza experimentalmente el comportamiento de un pendular simple con el fin de estudiar la relación entre sus variables. El movimiento armónico siempre se puede expresar como:
d
2
d t
g
L
2. Detalle Experimental
Para la presente práctica sobre Péndulo Simple, fue usado un sistema que consiste en una cuerda atada a un soporte la cual posee una esfera atada a su extremo, tal como se muestra en la Figura 1. Figura 1 : Sistema de Péndulo Simple Con el montaje usado, se puso a oscilar el péndulo en un ángulo fijo usando como variable la longitud de la cuerda. Se tomaron tres tiempos para cada una de las 10 medidas de longitud de cuerda distintas, donde se puso a oscilar 10 veces el péndulo. Figura 2 : Medida de ángulo
Gráfico 1: Periodo vs Longitud Para linealizar la relación entre el periodo y la longitud, se procedió a graficar el cuadrado del periodo T^2 en función de la longitud L. Según la ecuación del péndulo simple, esta representación debe producir una relación lineal, lo que facilita el análisis de los datos experimentales y la verificación del modelo teórico. A partir de esta gráfica es posible determinar la pendiente de la recta y establecer una relación directa entre las variables involucradas. Gráfico 2: Periodo al cuadrado vs Longitud
4. Conclusiones A partir de los datos experimentales obtenidos, se observó que el periodo de oscilación del péndulo aumenta a medida que se incrementa la longitud del mismo. Aunque la gráfica de T en función de la longitud presenta una apariencia aproximadamente lineal, teóricamente esta relación no lo es, ya que el periodo depende de la raíz cuadrada de la longitud. Esta aparente linealidad se debe al rango limitado de valores utilizados en el experimento. Sin embargo, al graficar T^2 en función de la longitud, se obtuvo una relación claramente lineal, lo cual confirma el modelo teórico del péndulo simple. El análisis de los datos experimentales permitió evidenciar que el periodo de oscilación es independiente de otros factores como la masa (no considerada en esta práctica) y depende principalmente de la longitud del péndulo, tal
como lo predice la teoría. Además, la linealidad obtenida en la gráfica de T^2 vs longitud indica que el sistema se comporta como un oscilador armónico simple dentro de las condiciones del experimento. Esto demuestra que el modelo teórico es una buena aproximación para describir el movimiento del péndulo en ángulos pequeños.
5. Referencias 1. Client challenge****. (n.d.). https://es.scribd.com/presentation/465463045/pen dulo-simple
- Péndulo simple****. (n.d.). http://fisica.ciens.ucv.ve/proyectosfisica/Pendulo Simple/Contenido.html
- Serra, B. R. (2024, Marzo 29). Péndulo****. Universo Formulas. https://www.universoformulas.com/fisica/cinemat ica/pendulo/ 6. Anexos Formulas usadas PERIODO
T =
t
N
Donde N es el número de oscilaciones PROCEDIMIENTO DE LA PENDIENTE Primer punto x= L, Y=T^2 = (0.145, 0.638) Segundo punto x= L, Y=T^2 = (0.550, 2.600)
m =
GRAVEDAD EXPERIMENTAL
g =
2
m
=8.23 m / s
2
%ERROR = |
gteo − gexp
gteo |
x 100
% ERROR =
x 100 = 16.
