guía práctica 01 péndulo simple

Guía de Laboratorio de Física Aplicada

UNIVERSIDAD PRIVADA DE TACNA Página 1

PRÁCTICA 01: MOVIMIENTO ARMÓNICO SIMPLE EN UN PÉNDULO SIMPLE

I. Objetivos:

Determinar experimentalmente de qué magnitudes depende la oscilación de un péndulo

simple.

Determinar en forma experimental el valor de la aceleración de la gravedad

II. FUNDAMENTO TEÓRICO

En general, un péndulo al oscilar no describe un movimiento armónico simple (MAS), sólo

cumple esta condición para pequeñas amplitudes angulares, es decir cuando el ángulo que forma

el hilo con la vertical es menor de 10º. Para estos pequeños valores de la amplitud angular el

período de oscilación del péndulo se expresa como se muestra en la ecuación 01.

Donde l, es la longitud del hilo y g es el valor de la gravedad.

FIGURA 01: PÉNDULO SIMPLE

IMPORTANTE:

La longitud del péndulo es la distancia entre el extremo superior del hilo, cuyo punto está en el eje de

giro, y el centro del aro. Esta longitud (L) se mide con una regla graduada.

III. MATERIALES

SOPORTE

1 OVILLO DE PAVILO

2 AROS DE LLAVERO

1 REGLA

1 CRONÓMETRO

1 TRANSPORTADOR

TIJERAS

(1)



IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTO 01.

1. Para estudiar cómo influye la amplitud de las oscilaciones en el período construye un

péndulo de a cuerdo, al formato de la figura 01, en este experimento mantendremos

constante la longitud del hilo y la masa de la pesa (aro).

2. Aparta la pesa del péndulo de la posición de equilibrio 5º, mide el tiempo en que tarda

el péndulo en dar 10 oscilaciones. Determina el período de oscilación.

3. Repite el procedimiento otras 3 veces y registra tus datos en la tabla adjunta.

TABLA 01: REGISTRO DE DATOS PARA EL PÉNDULO SIMPLE

ANGULADO A 5º

AMPLITUD ANGULAR 5º

1ª medida

2ª medida

3ª medida PERÍODO PROMEDIO (s)

4. Repite los pasos anteriores (1 al 3) con ángulos de 7º y 10º y regístralos en las tablas:


ANGULADO A 7º


1ª medida

2ª medida



ANGULADO A 10º


1ª medida

2ª medida


5. Registra los valores promedios en una tabla cómo la que sigue:

TABLA 04: REGISTRO DE PERÍODOS PROMEDIO

ÁNGULO PERÍODO (s)

5º

7º

10º



V. ANÁLISIS DE RESULTADOS PARA EXPERIMENTO 01:

¿Qué puedes concluir de la dependencia del período con respecto a la amplitud

angular cuando esta es menor que 10º?

¿Sería posible medir el tiempo de ocurrencia de un evento con un péndulo aún

cuando sus oscilaciones sean más cortas? Explica tu respuesta

¿Cómo varía el período de oscilación si la amplitud se aumenta y sus valores son

mayores de 10º?

VI. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTO 02

Trabaja con el sistema de la figura 01, y un ángulo de 10º primero con uno de los

aros y luego con el otro (Diferentes masas) para cada caso mide el tiempo en que

tarda el péndulo en dar 10 oscilaciones, repite el procedimiento con cada masa 2

veces y regístralas en las tablas adjuntas.

TABLA 05: REGISTRO DE DATOS PARA EL PÉNDULO SIMPLE MASA 01

MASA 01

1ª medida

2ª medida


TABLA 06: REGISTRO DE DATOS PARA EL PÉNDULO SIMPLE MASA 02

MASA 02

1ª medida

2ª medida


Registra los valores promedio en una tabla

6. Registra los valores promedios en una tabla cómo la que sigue:

TABLA 07: REGISTRO DE PERÍODOS PROMEDIO

ÁNGULO PERÍODO (s)

Masa 01

Masa 02



VII. ANÁLISIS DE RESULTADOS PARA EXPERIMENTO 02:

¿Encontraste variaciones significativas con respecto a la masa?

¿Qué puedes concluir de la dependencia del período con respecto a la masa?

VIII. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTO 03

Trabaja con el sistema de la figura 01, y un ángulo de 5º con uno de los aros.

Utiliza la pesa y el hilo para construir un péndulo de 50 cm de longitud, determina

el tiempo que emplea el péndulo en dar 10 oscilaciones. Calcula el período del

péndulo. Registra los datos en una tabla 08

Varía sucesivamente la longitud del hilo desde 60 cm hasta 100 cm. De 10 cm en

10 cm, y mide en cada caso cuánto tarda el péndulo en completar 10 oscilaciones.

Calcula el período de oscilación y registra los valores en la tabla número 08

Calcula en cada caso el cuadrado del período de oscilación, T2

Construye la gráfica del período en función de la longitud del péndulo

Construye la gráfica del período al cuadrado en función de la longitud del péndulo

TABLA NRO. 08 DEPENDENCIA DEL PÉNDULO CON LA LONGITUD.

Longitud l (m)

Período

T (s) T2 (s2)

0.50

0.60

0.70

0.80

0.90

1.00

IX. ANÁLISIS DE RESULTADOS PARA EXPERIMENTO 03:

A partir de la gráfica de T Vs. l, concluye cómo varía la el período al aumentar la longitud del

péndulo.

A partir de la expresión matemática para el período del péndulo verifica la ecuación 2:

Calcula la pendiente de la gráfica en función de l, de acuerdo con el valor obtenido determina

el valor de la aceleración de la gravedad.

X. CONCLUSIONES:

XI. BIBLIOGRAFÍA

XII. ANEXOS

(2)

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