movimiento de pendulo simple

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 Tarea Pendulo Simple Pineda Rodriguez Alfredo February 2015 1 Mo vi mien to Arm´ onic o Simpl e (P´ endul o sim- ple) El p´ endulo simple se de ne en F ´ ısica como u n punto material (de mas a m) sus- pendido de un hilo (de longitud l y masa despreciable) en el campo de gravedad de la Tierra. Cuando hacemos osci lar la masa, desplaz´ andola de modo que el hilo forme un ´ angulo muy peque˜ no con la vertical, describe aproximadamente un movimiento arm´ onico simple. En efecto, al soltar la masa en reposo desde la posici´on A, la fuerza que actuar´a sobre ella ser´ a la componente tangencial del peso: F  = mg Sen (1) Para ´angulos muy peque˜ nos, podemos hacer las aproximaciones: Sen Sen (  En radianes) (2) S  = I   x  (3) Sustituyendo (2) y (3) en (1) se tiene: F  =  −mg I  x = K (x) (4) es decir, la fuerza es proporcional y de signo contrario al desplazamiento, siendo la constante: K  =  mg I  (5) Este tipo de fuerza recuperadora es la que caracteriza al movimiento arm´onico simple, en el que la frecuencia de oscilaci´ on  ω  viene dada por la relaci´ on ω 2 =  K M  => T  =  2π ω  = 2 π  m K  (6) siendo T el periodo de oscilaci´on. Sus tit uyendo (5) en (6) , obt ene mos la expresi´ on para el p eriodo de las oscilaciones del p´ endulo simple: 1

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  • Tarea Pendulo Simple

    Pineda Rodriguez Alfredo

    February 2015

    1 Movimiento Armonico Simple (Pendulo sim-ple)

    El pendulo simple se define en Fsica como un punto material (de masa m) sus-pendido de un hilo (de longitud l y masa despreciable) en el campo de gravedadde la Tierra. Cuando hacemos oscilar la masa, desplazandola de modo que elhilo forme un angulo muy pequeno con la vertical, describe aproximadamenteun movimiento armonico simple. En efecto, al soltar la masa en reposo desde laposicion A, la fuerza que actuara sobre ella sera la componente tangencial delpeso:

    F = mg Sen (1)Para angulos muy pequenos, podemos hacer las aproximaciones:

    Sen ' Sen ( En radianes) (2)

    S = I ' x (3)Sustituyendo (2) y (3) en (1) se tiene:

    F =mgI

    x = K(x) (4)es decir, la fuerza es proporcional y de signo contrario al desplazamiento,

    siendo la constante:

    K =mgI

    (5)

    Este tipo de fuerza recuperadora es la que caracteriza al movimiento armonicosimple, en el que la frecuencia de oscilacion viene dada por la relacion

    2 =K

    M=> T =

    2pi

    = 2pi

    m

    K(6)

    siendo T el periodo de oscilacion. Sustituyendo (5) en (6), obtenemos laexpresion para el periodo de las oscilaciones del pendulo simple:

    1

  • T = 2pi

    i

    g(7)

    A partir de esta expresion se puede determinar el valor de g si se miden l yT experimentalmente.

    2 Bibliografia

    1. C. Kittel, W. D. Knight y M. A. Ruderman, Mecanica del BerkeleyPhysics Course, Ed Reverte, Barcelona (1968).

    2. Alonso M. y Finn E. J., Fsica Vol. I, Ed. Addison-WesleyIberoamericana (1986).

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