Lab. de Pendulo Simple y Compuesto (2)

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LABORATORIO DE FSICA I PENDULO SIMPLE Y COMPUESTO

AO DE LA INVERSIN PARA EL DESARROLLO RURAL Y LA SEGURIDAD ALIMENTARIA"

UNIVERSIDAD TECNOLOGICA DEL PERFACULTAD DE INGENIERA ELECTRNICA Y MECATRNICA

Curso:Laboratorio de Fsica II

Profesor:

Informe Nro.:1

Tema:Pndulo Compuesto

Mesa Nro:3

Integrantes:Garca Dante, Juan Noriega Mendoza, Felipe Obregn Huamn, Miguel Montenegro Ramrez, Mario Fecha del Experimento: Jueves 5de Diciembre de 2013

Hora:De 14:40 a 16:20

Fecha de entregadel informe:Lunes 24 de Diciembre de 2013

Hora:De 14:40 a 16:20

2013-III

INTRODUCCIN

En el mundo los casos de balanceo son muchos y uno de ellos por ejemplo: sera el de un nio jugando al columpio, como nosotros desde pequeos jugbamos pero con algn amigo el cual nos aplicaba una fuerza he impulsaba hasta llegar a cesar la fuerza y poder descender por accin de la gravedad este principio se aplica para estudiar el tema de pndulo.

Pero en este caso analizaremos el pndulo matemtico el cual nos dice que al soltar una masa desde un punto ubicado a una cierta amplitud ( ngulo) de la vertical, este describe un movimiento de pndulo simple el cual pasa por su punto inicial con una cierta velocidad dado por su propio peso que pasa por el punto que antes estaba en reposo, en el movimiento el mvil describe un semi-circulo en su trayectoria, el cual para estudiarlo mejor se podra hacer una descomposicin vectorial, haciendo un diagrama de cuerpo libre para desarrollarlo.

PENDULO SIMPLE Y COMPUESTO OBJETIVOS: Medicin del periodo de un pndulo como una funcin de la amplitud y longitud. Determinar la aceleracin de la gravedad obtenida a travs del pndulo simple. Revisar el concepto de Inercia. Calcularlos momentos de inercia apartir de estos periodosde oscilacin. EQUIPOS Y MATERIALES: SOPORTE UNIVERSAL

Unsoporte de laboratorio, soporte universal opie universales una pieza delequipamiento de laboratoriodonde se sujetan laspinzas de laboratorio, mediantedobles nueces.El soporte universal es una herramienta que se utiliza en laboratorios para realizar montajes con los materiales presentes en el laboratorio y obtener sistemas de mediciones o de diversas funciones. No se tiene datos de quin haya sido el inventor del soporte.

UNA (01) PLOMADA DISCO Unaplomadaes unapesanormalmente de metal de formacilndrica

EQUIPOS Y MATERIALES: UNA (01) BARRA METLICA

BALANZA:

Equipo utilizado para determinar la masa de un cuerpo, la utilizada en el laboratorio puede medir hasta 2.600 g. y tiene una apreciacin de 0,1 gr

CRONOMETRO:Esun reloj o una funcin de reloj para medir fracciones temporales, normalmente breves y precisas.

Regla Metlica Acero Inoxidable

EQUIPOS Y MATERIALES:

Wincha

Es una cinta mtrica flexible, enrollada dentro de una caja de plstico o metal, que generalmente est graduada en centmetros en un costado de la cinta y en pulgadas en el otro.

Para longitudes cortas de 3 m, 5 m y hasta 8 m, las cintas son metlicas. Para longitudes mayores a 10 m, existen de plstico o lona reforzada. Las ms confiables son las metlicas porque no se deforman al estirarse.

La wincha se debe mantener limpia y protegida de la humedad. Cuando no se use, se debe enrollar y guardar dentro de su caja o estuche.

Un (01) Transportador

Untransportadores un instrumento de medicin de ngulos en grados que viene en dos presentaciones bsicas: Transportador con formasemicirculargraduado en 180 (grados sexagesimales) o 200g(grados centesimales). Es ms comn que el circular, pero tiene la limitacin de que al medir ngulos cncavos (de ms de 180 y menos de 360), se tiene que realizar una doble medicin. Transportador con forma circular graduado en 360, o 400g.

FUNDAMENTO TERICOPENDULO SIMPLE Y COMPUESTO

Un pndulo compuesto o fsico es cualquier cuerpo rgido que puede oscilar libremente alrededor de un eje horizontal, que no pasa por su centro de masa. En consecuencia, la posicin de este cuerpo est determinada, en cualquier instante de tiempo, por el ngulo que dicho cuerpo forma con la vertical, tal como se indica en la figura adjunta. As, debemos notar que cuando este cuerpo est desviado de su posicin de equilibrio, tal como se ve en la figura, acta sobre el mismo un par de fuerzas (la normal y el peso).

La ecuacin de la dinmica de rotacin se escribe IO= -mgxsen

Donde x es la distancia entre el centro de masa y el centro de oscilacin O.IO es el momento de inercia del cuerpo respecto del eje de rotacin que pasa por O.

Expresamos la ecuacin de la dinmica de rotacin en forma de ecuacin diferencial:

Esta no es la ecuacin diferencial de un Movimiento Armnico Simple. Si la amplitud espequeapodemosaproximarelsenodelnguloalngulomedidoenradianes sen. La ecuacin diferencial se escribe entonces:

Esta es la ecuacin diferencial de un M.A.S. de frecuencia angular y periodo P

Por el teorema de SteinerIO = IC+mx2= mR2+mx2R se denomina radio de giro, para una varilla R2=l2/12, siendo l la longitud de la varilla. Elperiodo se escribe:

Cuando se representa P en funcin de x. Aparecen dos curvas simtricas con respecto a la posicin de centro de masas. El periodo alcanza un valor infinito para x=0, es decir, cuando coincide el centro de masa con el centro de oscilacin O. La curva presenta un mnimo para un cierto valor de x que se puede calcular derivando P respecto de x e igualando a cero.

Dado un valor de P podemos hallar los dos valores de x que hacen que el pndulo compuesto oscile con dicho periodo .Para obtener estos valores, elevamos al cuadrado la frmula del periodo P, obteniendo la ecuacin de segundo grado:

La ecuacin de segundo grado en x, tiene dos soluciones, que se muestran en la figura, las abscisas x1 y x2 de las intersecciones de la recta horizontal (P=cte) y la curva (P en funcin de x).De las propiedades de las soluciones de la ecuacin de segundo grado:

Midiendo en la grfica x1y x2 para un valor dado de P, obtenemos el valor de la aceleracin de la gravedad g. Tambin podemos obtener el momento de inercia del pndulo Ic=mR2compuesto respecto a un eje que pasa por el centro de masa, pesando en una balanza elpndulo y calculando R2 mediante el producto de x1por x2.

PROCEDIMIENTO DEL EXPERIMENTO PNDULO COMPUESTO

Prepare el pndulo de barra (compuesto).

El pndulo compuesto est constituido por una barra rgida de seccin rectangular y de longitud Lb, y una masa (disco D) deslizante sobre la misma, apoyndose la barra mediante una cuchilla de acero (N) en una placa metlica. La arista de la cuchilla de acero, que est dirigida hacia abajo, constituye el eje de giro del pndulo.

Una vez conseguida la verticalidad de la barra, que es su posicin de equilibrio, se separa de dicha posicin oscilando con amplitudes pequeas (