Práctica 1: Péndulo de torsión

Madrid, 14 de enero de 2022

Practicas de física

Práctica 1: Péndulo de torsión

Objetivos:

• Determinar la constante elástica del péndulo de torsión.
• Determinar los momentos de inercia de varios cuerpos.

Lo primero que hicimos en esta practica fue colocar una varilla en el péndulo de torsión. Medimos una distancia r desde el centro de la varilla con una regla milimetrada. Desde esta misma distancia colocamos un dinamómetro y, creando una perpendicular entre el mismo y la varilla, tiramos de el para determinar la fuerza que ejerce el muelle en 6 ángulos distintos. Lo hicimos de esta forma porque la dirección de la fuerza ejercida por el muelle es opuesta a la dirección en la que se tira la varilla. Por lo tanto, un ángulo de 90° nos da la fuerza real. Luego de determinar que r = 0.091m, los resultados fueron los siguientes:

Con estos valores podemos encontrar el momento de la fuerza en cada ángulo, con la ecuación: .[pic 1]

Los momentos de fuerza para cada ángulo quedan de la siguiente manera:

Esto nos permite calcular el coeficiente de torsión k.

En el siguiente grafico se ve el valor del momento de fuerza (τ), en función del ángulo de torsión.

[pic 2]

Haciendo una regresión lineal, pudimos conseguir una recta, la cual su pendiente mas se acerca al valor real de la constante k, que vemos que es aproximadamente 1.494.

Ya que tenemos el valor del coeficiente k, pudimos encontrar el momento de inercia de 5 objetos, incluyendo la varilla. Estos objetos nuevos fueron: cilindro hueco, cilindro macizo, esfera y disco. Para esto medimos con un cronómetro los periodos de oscilación de cada objeto y utilizamos la formula del periodo  , y despejamos I para encontrar el momento de inercia para los objetos.[pic 3]

El siguiente grafico representa los periodos obtenidos para cada objeto:

A partir de estos valores determinamos el momento de inercia de cada cuerpo.

[pic 4]

[pic 5]

[pic 6]

[pic 7]

[pic 8]

[pic 9]

Practica 2: Péndulo balístico

La practica consiste en disparar 8 veces el mismo proyectil y medir: la masa m del proyectil, la velocidad del proyectil, la longitud r del péndulo y el ángulo ϕ que recorre el péndulo. Los objetivos de estas mediciones eran determinar la masa M de la caja del péndulo y estudiar las distintas energías que intervienen en el experimento. [pic 10]

Al realizar las mediciones obtuvimos los siguientes datos:

[pic 11]

[pic 12]

Cuando el proyectil mueve el péndulo, hasta que el mismo alcanza una altura máxima Δh. Este cambio de altura nos permite calcular la energía potencial a través de la siguiente formula:

[pic 14]

Utilizando el triangulo rectángulo que se genera con r y , podemos determinar que . Por lo que podemos reescribir la formula como:[pic 15][pic 16]

[pic 17]

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