INSTITUTO UNIVERSITARIO POLITÉCNICO “SANTIAGO MARIÑO” EXTENSIÓN BARINAS

Presentado por: América Valero Curso: Laboratorio de Física _ Practica N°6

Prof. Juan Molina SAIA – San Felipe

Es un movimiento periódico en torno a un punto de equilibrio estable.

Una partícula efectúa un movimiento oscilatorio cuando

se mueve alrededor de una posición de equilibrio estable

Elementos que lo describen

Oscilación Periodo

Elongación

Amplitud y Frecuencia

Se clasifica

Movimiento Amortiguado

Ausencia de Fricción Conservación de

Energía

Se puede predecir su posición, velocidad, aceleración, energía

cinética y potencial

Movimiento Armónico Simple

Se caracteriza por

Ausencia de fricción y conservación de la energía

mecánica

Un péndulo simple es un sistema mecánico, constituido por una masa puntual, suspendida de un hilo inextensible y sin peso. Cuando se separa hacia un lado de su posición de equilibrio y se le suelta, el péndulo oscila en un plano vertical bajo la influencia de la gravedad. El movimiento es periódico y oscilatorio.

Considerando que el péndulo oscila libremente (sin roce) se

puede demostrar que su movimiento es un movimiento

armónico simple, siempre y cuando la amplitud de su

oscilación sea pequeña. Las fuerzas que actúan sobre la masa

son las fuerzas ejercidas por la cuerda T y la fuerza gravitacional mg. la componente tangencial de la fuerza gravitacional, mg sen ,

actúa siempre hacia = 0, opuesta al desplazamiento. Por

consiguiente, la fuerza tangencial es una fuerza restauradora, y

podemos escribir la ecuación de movimiento en la dirección

tangencial: Ft = -mg sen = m d2s

Se puede demostrar que el período de un péndulo simple es:

Con g la aceleración de gravedad del lugar. Dicha expresión indica que: a) Cuanto mayor sea la longitud del péndulo, tanto mayor será su período. b) Cuanto mayor sea el valor de la aceleración de la gravedad en el lugar donde oscila el péndulo, menor será su período. c) El período del péndulo no depende de su masa ni de la amplitud de la oscilación (siempre que sea pequeña).

La frecuencia angular del Péndulo es

Estudiar el Comportamiento del período en función: - El ángulo de oscilación - La masa de oscilación

Procedimiento Experimental Para una Práctica Período en función del ángulo de oscilación: - Deben escogerse ángulos diferentes. - Medir el tiempo de las oscilaciones a un determinado ángulo

manteniendo la masa y la longitud iguales. - Determinar el período de cada uno. (T = tiempo/nº de

oscilaciones). - Construir una gráfica T vs.

Período en función de la masa de oscilación: - Debe escogerse masas diferentes. - Medir el tiempo para las oscilaciones a una masa determinada manteniendo

el ángulo y la longitud iguales. - Repetir el procedimiento con otras masas diferentes. - Determinar el período de cada uno. - Construir la gráfica T vs. m. Período en función de la longitud: - Debe escogerse longitudes de cuerda diferentes. - Medir el tiempo para oscilaciones a una longitud de cuerda determinada

manteniendo el ángulo y la masa iguales. - Repetir el procedimiento con otras longitudes de cuerda diferentes. - Determinar el período de cada uno. - Construir la gráfica T vs. L.

Mediciones de tiempo: Debido a la igualdad de duración de todas las oscilaciones, el péndulo es de gran aplicación en la construcción de relojes, que son mecanismos destinados a contar las oscilaciones, de un péndulo, traduciendo después el resultado de ese recuento a segundos, minutos y horas.

Determinación del valor de la aceleración de la gravedad El valor de g no es constante sino que sufre variaciones, según el lugar de la Tierra que se considere. Uno de los métodos más adecuados para determinar el valor de la aceleración de la gravedad, en determinado lugar, consiste en poner en movimiento un péndulo simple de longitud conocida, determinando con mayor exactitud posible su período de oscilación.

- Tiene por objetivo evitar la resonancia a determinada frecuencia.

- En los puentes colgantes tiene por objetivo reducir movimiento telúricos y a su vez la fuerza del viento.

- Tiene por objetivo evitar que los grandes edificios, torres u otros oscilen demasiado con un sismo o el viento.

- Determinar el movimiento del viento de rotación de la tierra, es decir, determina la existencia de movimientos sísmicos.

- Una de las conclusiones de la presente práctica es haber conocido que el principio del péndulo fue descubierto por el físico y astrónomo italiano Galileo.

- Galileo indicó las posibles aplicaciones de este fenómeno, llamado isocronismo, en la

medida del tiempo. Sin embargo, como el movimiento del péndulo depende de la gravedad, su periodo varía con la localización geográfica, puesto que la gravedad es más o menos intensa según la latitud y la altitud.

- El periodo de un péndulo dado será mayor en una montaña que a nivel del mar. Por

eso, un péndulo permite determinar con precisión la aceleración local de la gravedad.

- Algunas aplicaciones del péndulo son la medición del tiempo, el metrónomo y la plomada.

- El período de un péndulo sólo depende de la longitud de la cuerda y el valor de la

gravedad.

Finalmente se puede apreciar la importancia del estudio del movimiento oscilatorio que permite estudiar la aceleración, la fuerza de gravedad y el comportamiento de los cuerpos, los cuales actúan como fuerzas recuperadoras para su aplicación en la ingeniería civil, y se puede ver la relación existente entre el péndulo simple y el movimiento oscilatorio.