Péndulo simple

Prácticas de laboratorio:

  • Marco teórico: El péndulo simple consiste en una masa puntual suspendida de un hilo de masa despreciable y que no se puede estirar. Si movemos la masa a un lado de su posición de equilibrio (vertical) esta va a oscilar al rededor de dicha posición.
    El movimiento del péndulo simple es armónico y que al estudiar la dinámica de su movimiento obtendremos que el periodo y la frecuencia dependen solamente de la longitud y la gravedad.
    PERIODO: Se define como el tiempo que se demora en realizar una oscilación completa.
    FRECUENCIA: Se define como el número de oscilaciones que se generan en un segundo.
    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.
    **Leyes del péndulo:
    Ley de masas: El periodo es independiente de la masa y de su naturaleza. Es decir que en dos péndulos con la misma longitud pero de diferentes masas el periodo de los péndulos es igual.
    Ley del isocronismo: El periodo de oscilación de un péndulo es independiente de la amplitud. Siempre que éstas sean suficientemente pequeñas como para que la aproximación senθ ≈ θ sea aceptable. E

     Ley de las longitudes: A mayor longitud mayor periodo de oscilación, y a menor longitud menor periodo de oscilación, es decir son inversamente proporcionales.
    • Materiales:
    1. Cuerda resistente de 1 metro de longitud.
    2. Masas de diferente magnitud
    3. Pesa
    4. Cronómetro
    5. Transportador grande
    6. Regla
    • Obejtivos:
      Comprobar las leyes del péndulo simple apartir de las aplicaciones.
    • Procedimiento:
      La práctica tendrá tres partes:

      1. Ya teniendo el montaje del péndulo simple en un lugar donde no ejerza fricción con ningún objeto se procede a dejar la longitud de la cuerda y la masa sin ninguna variación, posterior a esto se colocará el péndulo de tal manera en que coincida con los ángulos del transportador y así se irá moviendo por los siguientes grados: 4º, 6º, 8º, 10º, 20º, 30º, 40º, 50º, 60º, 70º, 80º y  90º, en cada grado se contabilizarán 5 oscilaciones con el cronómetro y se tomará el tiempo que recorrió el péndulo.
      2. En la segunda parte sólo variará la masa, y se dejará el mismo ángulo y longitud, y se procederá a contabilizar 5 oscilaciones con el cronómetro para cada una de las masas.
      3. Finalmente, cambiará la longitud y quedarán intactos el ángulo y la masa. El procedimiento será igual que en las partes anteriores para cada longitud.

    A continuación adjunto la tabla de datos y de resultados de la anterior aplicación junto con las gráficas correspondientes:

    Péndulo

    • Análisis de resultados:

    *En el experimento a partir de 8º a 90º el periodo va aumentando.
    *En los grados 4 y 6 el periodo es muy similar.
    *Cuando la masa cambia pero la longitud y el ángulo es constante, el periodo no tiene mayor variabilidad.
    *Cuando el péndulo tiene menos longitud, es menor el tiempo de oscilación.

    • Conclusiones:En el experimento es evidente el cumplimiento de las leyes del péndulo.
      *En los ángulos más inferiores como lo son el 4 y el 8 se cumple la ley del isócrono, en la cual el periodo no tiene gran variación.
      *En la parte en la cual se modifica la masa, el periodo de oscilación no tiene cambios cumpliendo así la ley de las masas.
      *Al cambiar la longitud del péndulo, es evidenciable que a menor longitud, menor tiempo de oscilación y a mayor longitud mayor tiempo de oscilación, correspondiendo a la ley de las longitudes planteada anteriormente. 

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