Informe Laboratorio Usach

Experimento Nº3:

Aplicación de procesamiento de datos

Resumen: Se puede decir que el péndulo es el símbolo de la ciencia. Con este elemento tan simple, se pudo comprobar la traslación de la tierra, ya que este se mantiene siempre en el mismo lugar, demostrando el giro de la tierra.

El principio del péndulo fue descubierto originalmente por Galileo (físico y astrónomo), quien estableció que el periodo de oscilación es independiente de la amplitud (distancia máxima que se aleja el péndulo de la posición de equilibrio). Por el contrario, sí depende de la longitud del hilo.

Introducción: En el presente informe se utilizó dicho instrumento (péndulo) para así obtener datos experimentales a partir de su montaje, se calculó su periodo de oscilación con distintas longitudes y masa constante.Dichos datos se utilizaron para determinar una relación funcional entre la variable independiente (longitud del hilo del que suspende una masa) y una variable dependiente (período de oscilación del sistema). Éstos serán representados gráficamente, ajustados, rectificados, calculados según el método de los promedios para así obtener la aceleración de gravedad experimental y compararla con su valor teórico, consiguiendo así, el error porcentual.

Materiales:

Péndulo

Regla o huincha

Foto puerta

Base magnética y barras

Programa Data Studio

Nuez de laboratorio

Hilo

Marco Teórico:

Péndulo: Un péndulo simple se define como una partícula de masa m suspendida del punto O por un hilo inextensible de longitud y de masa despreciable.

Si la partícula se desplaza a una posición q0 (ángulo que hace el hilo con la vertical) y luego se suelta, el péndulo comienza a oscilar.

El péndulo describe una trayectoria circular, un arco de una circunferencia de radio R. Estudiaremos su movimiento en la dirección tangencial y en la dirección normal.

Las fuerzas que actúan sobre la partícula de masa m son dos

el peso mg

La tensión T del hilo

Foto puerta: Permite medir tiempos, velocidades, aceleraciones, etc. Consiste en un diodo emisor y otro receptor montado en una estructura en forma de U, cuando un objeto interrumpe el haz manda la señal al contador. Un indicador luminoso muestra cuando la foto puerta es activada. Lleva incorporada una varilla para su fijación en cualquier posición.

Nuez: Esta herramienta es clasificada como los materiales de metal que residen en el laboratorio.

La Finalidad que tiene la Nuez es sujetar otras herramientas, como argolla o pinzas, la cual a su vez debe sujetarse en un soporte universal.

Formulario

ε%=(|g teórico-g "experimenta" l|)/gteórico×10

Método de los promedios:

Método Experimental

En primer lugar se procede a realizar el montaje del péndulo, el cual consta de una base magnética sobre la cual se instalan dos nueces, una de ellas sobre la base sosteniendo así la foto puerta, y la segunda unos centímetros más arriba sobre la cual se instala una barra que sostiene el péndulo colgando de un hilo y el cual es acomodado de manera que quede lo más cercano posible al centro de masas de la foto puerta (considerando que hay errores en la medición).

Luego, se construye una tabla de datos en donde se considera como variable independiente a la longitud del hilo y como variable dependiente al periodo, y con la ayuda de los sensores de la foto puerta y del programa data Studio, se comienza a medir el periodo del péndulo variando en cada medición la longitud del hilo, pero manteniendo constante su masa.

El método para tomar los datos es el siguiente: se pone en movimiento el objeto y se da inicio al sensor para comenzar a medir el periodo de oscilación y obtener un promedio de éste, el cual se da en el programa utilizado (para cada longitud se realiza el mismo procedimiento).

Posteriormente con los datos obtenidos, se procede a graficar con el programa Data Studio (“Periodo v/s Longitud”), obteniendo entonces la relación funcional a través del ajuste por usuario, la cual arroja las constantes necesarias para, a través de la igualación con la fórmula del periodo de un péndulo, obtener la aceleración de gravedad de éste.

Luego se ejecuta la rectificación de la curva, cambiando la variable longitud, por la raíz cuadrada de cada una de ellas, obteniendo el gráfico junto con la relación funcional lineal correspondiente y a través de la cual se obtiene nuevamente la aceleración de gravedad.

También se procede a calcular la aceleración de gravedad obteniendo el valor de las constantes por medio del método de los promedios y así comparar las relaciones funcionales y la aceleración de gravedad obtenidas a través de estos tres métodos.

Finalmente se calcula el error porcentual tomando como referenciael valor de la aceleración de gravedad teórico y el experimental.

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