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lOMoARcPSD|3741347 lOMoARcPSD|3741347 LABORATORIO DE FISICA III INFORME DE LABORATORIO PRESENTADO POR: JULIAN ALEXANDER URAN COD: 880514 - 70987 MÓNICA MARÍA ROSAS COD: 1088245814 UNIVERSIDAD TÉCNOLOGICA DE PEREIRA FACULTAD DE CIENCIAS BASICAS PEREIRA OCTUBRE 5 DE 2006 lOMoARcPSD|3741347 PÉNDULO SIMPLE LABORATORIO DE FÍSICA III INFORME DE LABORATORIO PRESENTADO A: HECTOR FABIO RODAS PRESENTADO POR: JULIAN ALEXANDER URAN COD: 880514 - 70987 MÓNICA MARÍA ROSAS COD: 1088245814 UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA DE PEREIRA FACULTAD DE CIENCIAS BÁSICAS PEREIRA OCTUBRE 5 DE 2006 lOMoARcPSD|3741347 OBJETIVOS • Estudiar el comportamiento del péndulo simple • Determinar la aceleración de la gravedad ANALISIS DE DATOS lOMoARcPSD|3741347 • Centro de masa: 50 cm • Amplitud: 25.07 mm • Masa de la varilla: 943 gr • Tabla1: contiene el período para cada distancia utilizada en la practica con respecto al centro de masa Tabla 1 Perio do (s) Distancia h al centro de masa (cm) 45.2 40.2 35.2 30.2 25.1 20.1 15.3 10.2 5.1 T1 1.611 5 1.582 3 1.550 1 1.535 6 1.541 7 1.585 4 1.693 8 1.880 3 2.537 8 T2 1.610 9 1.576 0 1.549 6 1.535 0 1.541 2 1.585 0 1.693 2 1.879 9 2.534 5 T3 1.610 7 1.576 0 1.549 9 1.535 3 1.541 5 1.585 1 1.693 1 1.880 0 2.534 7 T4 1.610 7 1.576 0 1.549 4 1.534 9 1.541 0 1.585 0 1.693 0 1.880 0 2.533 1 T5 1.610 5 1.575 9 1.549 8 1.535 1 1.541 4 1.585 0 1.692 9 1.880 3 2.533 5 T6 1.610 4 1.575 9 1.549 3 1.534 8 1.540 9 1.585 0 1.692 8 1.880 3 2.532 1 T7 1.610 4 1.575 9 1.549 8 1.535 1 1.541 1 1.585 1 1.692 8 1.880 3 2.532 9 T8 1.610 3 1.575 8 1.549 3 1.534 6 1.540 6 1.585 1 1.692 7 1.880 4 2.531 5 T9 1.610 3 1.575 7 1.549 7 1.535 0 1.540 9 1.585 1 1.692 6 1.880 8 2.532 1 T10 1.610 3 1.575 7 1.549 3 1.534 5 1.540 6 1.585 1 1.692 5 1.881 2 2.530 5 Promedio del período para cada h 1.610 6 1.576 1 1.549 6 1.535 0 1.541 1 1.585 1 1.692 9 1.880 4 2.533 3 • Tabla2: contiene el período para cada distancia utilizada en la practica con respecto al centro de masa, al invertir la varilla Tabla 1 Perio do (s) Distancia h al centro de masa (cm) 45.1 40.1 35.1 30.1 25.1 20 14.9 9.9 50.1 T1 1.612 7 1.578 1 1.551 0 1.535 8 1.541 0 1.581 5 1.690 3 1.932 9 2.593 3 T2 1.612 3 1.577 7 1.550 0 1.535 4 1.540 5 1.581 2 1.689 9 1.932 6 2.593 4 T3 1.612 2 1.577 7 1.550 3 1.535 6 1.540 7 1.581 1 1.689 9 1.932 6 2.594 8 T4 1.612 1.577 1.549 1.535 1.540 1.581 1.690 1.932 2.595 lOMoARcPSD|3741347 2 6 9 2 3 2 0 7 5 T5 1.612 0 1.577 5 1.550 3 1.535 6 1.540 7 1.581 2 1.690 0 1.932 8 2.595 4 T6 1.611 8 1.577 5 1.549 9 1.535 2 1.540 2 1.581 0 1.690 0 1.932 7 2.595 8 T7 1.611 7 1.577 5 1.550 3 1.535 4 1.540 5 1.581 0 1.690 0 1.932 7 2.596 6 T8 1.611 6 1.577 6 1.549 9 1.535 0 1.540 2 1.581 0 1.690 1 1.932 6 2.595 9 T9 1.611 6 1.577 5 1.550 2 1.535 3 1.540 3 1.580 9 1.690 1 1.932 6 2.594 9 T10 1.611 5 1.577 5 1.549 9 1.535 0 1.540 0 1.580 8 1.690 1 1.932 5 2.594 4 Promedio del período para cada h 1.612 0 1.577 6 1.550 2 1.535 4 1.540 4 1.581 1 1.690 0 1.932 7 2.595 0 • De acuerdo a la gráfica obtenida, se puede observar que se presenta una simetría en relación a una línea perpendicular al eje x (donde se denotan las distancias al centro de masa) en el punto cero , que no resulta ser mas que el centro de masa del péndulo • Definido el período como el tiempo transcurrido durante una oscilación completa, para el punto donde h=0, es decir cuando el péndulo esta girando respecto a su centro de masa, tenemos que el período es indeterminado o tiende a infinito, pues cuando separamos la barra de su posición vertical esta cambia su estado de equilibrio y no regresa a su posición ya que el otro extremo de la barra que posee la misma cantidad de masa le genera un impulso a este extremo y lo hace impulsarse hacia arriba y viceversa. En la tierra este fenómeno no tiende hacia infinito, pues las fuerzas de fricción como el aire reducen los impulsos • El período mínimo con el cual el péndulo puede vibrar esta dado por: ➢ T1 =13.17h 2 - 8.2316h + 2.738 dT1 dh =26.34h - 8.2316 26.34h - 8.2316 =0 h = 8.2316 ⟶ 26.34 h =0.31 Reemplazando en T1 tenemos que el período mínimo es: Tmin1 =13.17(0.31) 2 - 8.2316(0.31) + 2.738 lOMoARcPSD|3741347 2 0 0 Tmin1 =1.45 s ➢ T =14.13h2 + 8.8387h + 2.826 dT2 dh =28.86h + 8.8387 28.86h + 8.8387 =0 h = - 8.8387 ⟶ 28.86 h =- 0.31 Reemplazando en T2 tenemos que el período mínimo es: T min 2 =14.13(- 0.31)2 + 8.8387(- 0.31) + 2.826 Tmin 2 =1.47 s Promediando Tmin 1 y Tmin 2 obtenemos el periodo mínimo con el cual el péndulo puede vibrar: T 1.45 +1.47 min = 2 Tmin =1.46s De acuerdo a esto se tiene que a una distancia promedio de 0.31m del centro de masa y con un período promedio mínimo de 1.46s el péndulo puede vibrar • Sabiendo que h0 =K 0 =0.31m y m =0.943Kg tenemos que el momento de inercia rotacional (I 0 ) alrededor del C.M es: I =mK 2 0 0 I =(0.943Kg) * (0.31m)2 I =0.091Kg.m2 lOMoARcPSD|3741347 • Trazando una recta paralela al eje x para un período de 1.55s mayor al mínimo T0 tenemos: (h1 , h2 ) =(0.4 , 0.22) (h´, h´ ) =(0.4 , 0.22) 1 2 Sabiendo que L =h + h y L´ =h´ + h´ , obtenemos 1 2 1 2 L =0.62m L´=0.62m Por la tanto la longitud promedio es de 0.62m y sabiendo que T =2𝑢 tenemos que la gravedad es: 4𝑢 2 L g = T 2 4𝑢 2 (0.62m) g = (1.55s)2 g =10.2 m / s 2 La diferencia porcentual sabiendo que el valor teórico de la gravedad es 9.8 m/s2 es: E% = datoteorico - dato exp eriemntal *100 datoteorico E% = 9.8m / s 2 - 10.2m / s 2 9.8m / s 2 *100 E% =4.08% L g lOMoARcPSD|3741347 2 PREGUNTAS 1. ¿Cuál es la longitud del péndulo simple equivalente cuyo período es T0 el mínimo hallado? ➢ T1 =13.17h 2 - 8.2316h + 2.738 dT1 dh =26.34h - 8.2316 26.34h - 8.2316 =0 h = 8.2316 ⟶ 26.34 h =0.31 ➢ T =14.13h2 + 8.8387h + 2.826 dT2 dh =28.86h + 8.8387 28.86h + 8.8387 =0 h = - 8.8387 ⟶ 28.86 h =- 0.31 Por lo tanto la longitud equivalente es de 0.31m APLICACIONES • Relojes de péndulo: En estos relojes la fuerza motriz es la acción de la gravedad que actúa sobre el peso que cuelga de una cuerda enrollada sobre un cilindro, el cual transmite el movimiento mediante una rueda al piñón, el cual mueve la rueda. Este engrana a su vez con el piñón que transmite mediante esta el movimiento. lOMoARcPSD|3741347 • CONCLUSIONES BIBLIOGRAFIA
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