EL PENDULO SIMPLE · Universidad Nacional Aut onoma de Honduras UNAH-VS Departamento de F sica...
4
Universidad Nacional Aut´ onoma de Honduras UNAH-VS Departamento de F´ ısica Experimento No. 3 LF200 EL P ´ ENDULO SIMPLE OBJETIVOS 1. Determinar el periodo en funci´ on de la longitud (L) del hilo para peque˜ nas desviaciones. 2. Calcular el valor de la aceleraci´ on de la gravedad. 3. Determinar el periodo en funci´ on de la desviaci´ on. APARATOS Y MATERIALES Conjunto de esferas, metro graduado, soporte, hilo, barrera fotoel´ ectrica, contador digital, vernier. TEOR ´ IA Se llama p´ endulo simple o p´ endulo matem´ atico al sistema que consiste en una masa puntual suspendida de un hilo inextensible y sin peso. Cuando el hilo del p´ endulo esta en posici´ on vertical, el cuerpo se encuentra en la posici´ on de equilibrio (Fig. 1 a). Figura 1: P´ endulo simple Al desviarse el p´ endulo de la posici´ on de equilibrio un ´ angulo cualquiera θ la componente w sen θ, est´ a dirigida hacia la posici´ on de equilibrio del p´ endulo, y al soltarlo la masa vibrar´ a u oscilar´ a en torno a dicha posici´ on. (Fig. 1 b). La condici´ on para que el movimiento sea arm´ onico simple es que la fuerza restauradora sea directamente proporcional a la elongaci´ on angular θ. En el caso del p´ endulo simple el movimiento oscilatorio no se produce por una fuerza el´ astica sino por la componente de la fuerza gravitacional w sen θ, dirigida hacia la posici´ on de equilibrio. Si el ´ angulo θ es peque˜ no: tan θ = sen θ = θ 1
Transcript of EL PENDULO SIMPLE · Universidad Nacional Aut onoma de Honduras UNAH-VS Departamento de F sica...
Universidad Nacional Autonoma de HondurasUNAH-VSDepartamento de Fısica
Experimento No. 3LF200
EL PENDULO SIMPLE
OBJETIVOS
1. Determinar el periodo en funcion de la longitud (L) del hilo para pequenas desviaciones.
2. Calcular el valor de la aceleracion de la gravedad.
3. Determinar el periodo en funcion de la desviacion.
APARATOS Y MATERIALES
Conjunto de esferas, metro graduado, soporte, hilo, barrera fotoelectrica, contador digital, vernier.
TEORIA
Se llama pendulo simple o pendulo matematico al sistema que consiste en una masa puntual suspendidade un hilo inextensible y sin peso. Cuando el hilo del pendulo esta en posicion vertical, el cuerpo seencuentra en la posicion de equilibrio (Fig. 1 a).
Figura 1: Pendulo simple
Al desviarse el pendulo de la posicion de equilibrio un angulo cualquiera θ la componente w sen θ,esta dirigida hacia la posicion de equilibrio del pendulo, y al soltarlo la masa vibrara u oscilara entorno a dicha posicion. (Fig. 1 b).La condicion para que el movimiento sea armonico simple es que la fuerza restauradora sea directamenteproporcional a la elongacion angular θ.En el caso del pendulo simple el movimiento oscilatorio no se produce por una fuerza elastica sino porla componente de la fuerza gravitacional w sen θ, dirigida hacia la posicion de equilibrio. Si el anguloθ es pequeno:
tan θ = sen θ = θ
1
Universidad Nacional Autonoma de HondurasUNAH-VSDepartamento de Fısica
Experimento No. 3LF200
PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
Figura 2: Montaje experimental para la determinacion del periodo de un pendulo simple.
El montaje se efectua segun la Fig. 2. La esfera se ata al hilo que a su vez se fija al portaplacas. Encaso de que el hilo sea nuevo, sera conveniente dejar suspendida la esfera durante algunos minutos,para que el hilo se alargue. La longitud del pendulo se medira cada vez antes y despues del ensayopara hallar la media. Para ello se tendra en cuenta el radio de la bola. Con la barrera fotoelectrica concontador digital se mide cada vez un semiperiodo.
2
Universidad Nacional Autonoma de HondurasUNAH-VSDepartamento de Fısica
Experimento No. 3LF200
Tabla I
No. L(cm)1
2T (s)
T (s)Promedio
1
2
3
4
5
Para medir el periodo en funcion de la desviacion, se desplaza el pendulo hacia ambos lados y se sumanlos semiperiodos.
Tabla II
x(cm)
1
2T (s)
T (s)Promedio
sen2 1
2θ
3
Universidad Nacional Autonoma de HondurasUNAH-VSDepartamento de Fısica
Experimento No. 3LF200
CALCULOS Y ANALISIS DE RESULTADOS
1. En papel milimetrado trace T como funcion de L. Dependiendo del tipo de curva obtenido,linealice mediante los metodos conocidos.
2. La curva T = f(L) es del tipo: y por lo tanto su ecuacion es de la forma:
3. Calcular el valor de la aceleracion de la gravedad y el error relativo en la medicion indirecta dela g.
4. En papel milimetrado trazar T como funcion sen2 1
2θ.
4
