LABORATORIO N° 4: PÉNDULO SIMPLE AMORTIGUADO

LABORATORIO N° 4:

PÉNDULO SIMPLE AMORTIGUADO

Resumen Ejecutivo

   El péndulo simple se define en física como un punto material (de masa m) suspendido de un hilo de longitud l y masa despreciable en el campo de gravedad. Cuando hacemos oscilar la masa, desplazándola de modo que el hilo forme un ángulo muy pequeño con la vertical, describe aproximadamente un movimiento armónico simple.

   Al ser el hilo más largo, el período de este va aumentando, y al contrario esto también se cumple.

   En el laboratorio número 4, fue posible estudiar el periodo de un péndulo mediante su masa y su largo. Por otro lado, fue posible realizar un análisis para un largo fijo, variando sus ángulos.  Esto permite concluir que el periodo de oscilación se ve afectado por el largo del hilo y por el ángulo que este tiene.

Introducción

   En el presente laboratorio se busca entender el comportamiento físico de un péndulo simple mediante un sensor rotacional e identificar sus principales características. Se utilizara una masa suspendida de una varilla metálica, la cual se hará oscilar simulando un movimiento armónico simple por una determinada cantidad de oscilaciones, en donde se determinará que el péndulo simple presenta una movimiento armónico simple para ángulos pequeños y amortiguado para ángulos mayores.

   Con los datos obtenidos, se buscará verificar los fundamentos teóricos del movimiento pendular.  

Montaje Experimental

   El experimento consistió en fijar una masa a una varilla metálica y hacerla oscilar diez veces. El tiempo de oscilación del péndulo fue calculado con el software DataStudio. Del software mencionado anteriormente, se recopiló una serie de datos (tales como periodo, tiempo de oscilación, errores, entre otros) los cuales son llevados a una planilla de Excel. Es importante mencionar que el experimento fue replicado para distintas longitudes en la varilla metálica, desplazando la masa hacia arriba o abajo.

   Para que esto fuera posible, se utilizaron los siguientes instrumentos:

• Varilla metálica, de donde colgaba la masa.
• Masa fija, con un error de 0,1(g).
• Sensor de movimiento Pasco en la parte superior del péndulo, ocupado para medir y pasar los datos a un science workshop 750 Pasco para poder obtener datos como aceleración, velocidad y ángulo (error de 1°).
• Cronometro, utilizado para medir manualmente el tiempo de las oscilaciones, con un error de 0,3(s).
• Regla evaluada en 30 (cm), para medir las distintas longitudes de la varilla, con un error de 0,1(cm).

Análisis Experimental

Tabla 1: Variación del periodo teórico en función del largo de la varilla metálica.

En la siguiente tabla se observa que a medida que aumenta el largo de la varilla metálica aumenta el periodo. Esto tiene coincide con la formula ocupada en el laboratorio.

Tabla 2: De la tabla (1) se desprende esta tabla, indicando la variación del periodo teorico² en función a la longitud de la varilla metálica.

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