Práctica #7. Péndulo, experimento con celular

Práctica #7. Péndulo, experimento con celular

Autor: Muñoz Ramírez Isaac Esteban

Universidad de Guanajuato

Resumen

El presente documento muestra el montaje de un péndulo simple con utensilios fáciles de conseguir y que funcionan efectivamente. El siguiente experimento tiene el fin de conocer el comportamiento de un movimiento simple armónico, y también determinar el valor de la aceleración de la gravedad mediante un ajuste gráfico. El péndulo consiste en un columpio casero con 2 cuerdas en ambos extremos, y contiene un teléfono celular como masa para causar tensión en la cuerda. Por último, se utilizó una aplicación para obtener los datos durante la oscilación de este péndulo.

Introducción

El péndulo simple, es un dispositivo conformado por un objeto que tiene masa, una cuerda que sostiene a dicho objeto, y por un punto en el que pende la cuerda y ésta sufre una tensión debida por el objeto.

Para empezar, fueron usados objetos poco convencionales para un laboratorio, es decir utensilios caseros fáciles de conseguir. Por otra parte, usar directamente un teléfono inteligente para un experimento, resulta ser una idea algo arriesgada, pero funciona igualmente.

El movimiento armónico simple es un tipo de movimiento periódico que ocurre en un sistema mecánico cuando la fuerza que actúa sobre un objeto es proporcional a la posición del objeto en relación con alguna posición de equilibrio, siempre que esta fuerza vaya dirigida a la posición de equilibrio.

La aplicación utilizada para este experimento fue phyphox, una aplicación desarrollada en el segundo instituto de Física de la Universidad RWTH Aachen. Sirve para realizar experimentos físicos con un teléfono inteligente, mediante el uso de sus sensores. Es capaz de reproducir experimentos ya instalados o incluso permite a los usuarios definir otros. Sin embargo, existen restricciones dependiendo del dispositivo que tenga dicha aplicación.

Montaje Experimental

Conforme pasa el tiempo, la tecnología llega cada vez con más innovaciones, entre ellas el desarrollo de nuevas aplicaciones. Por lo que, a falta de recursos durante esta contingencia, se busca la forma de realizar investigaciones, usando otros materiales.

Para armar el columpio, fue tomado un cubrebocas desechable, a este se le quito su cuerda y en cada extremo le fue introducido una agujeta, las cuerdas fueron atadas a una varilla de metal procurando que , esta fue el punto de donde cuelga el columpio estuviera en equilibrio.

Fue elegido un cubrebocas, puesto que su forma se asemeja a un columpio cuando está suspendido en una barra. Su cuerda fue retirada porque era elástica, y era necesario ajustar su longitud para hacer por lo menos 5 mediciones.

 Luego fue puesto sobre el columpio un celular, con esto el péndulo fue ensamblado.

Antes de empezar a trabajar, fue utilizado otro celular con la aplicación de phyphox instalada, debido a dos problemas, el primero fue que el teléfono con la aplicación no tenía acceso a la función péndulo, el segundo fue que el columpio estaba adaptado solamente a teléfonos inteligentes. Entonces, fueron usados teléfonos, uno como masa y el otro como cronometro de proximidad (proveniente de phyphox).

El cronometro de proximidad funciona así, se configura una distancia mínima y una distancia máxima, la primera sirve para que el sensor detecte al objeto que se acerca, y la segunda es un complemento para definir los periodos. El sensor reacciona cuando un objeto se acerca a dicha distancia mínima.

Para este proceso, fue definida una distancia mínima de 2 cm y una máxima de aproximadamente 1 m. Además, como el péndulo estaba colgando en el aire, fueron puestos objetos que para que el sensor del teléfono pudiera reaccionar con la masa del péndulo, así como una base para celular que permitiera cambiar su ángulo de inclinación.

Con todo preparado, fue activado un acceso remoto desde la aplicación hacia a una computadora para recolectar los datos del sensor. Fue reproducida la función, mientras que empezó a oscilar el péndulo, y el sensor reaccionó. Las medidas arrojadas fueron mediante una gráfica de distancia contra tiempo, pero también arrojaron los datos con 5 tiempos, los cuáles son los periodos de oscilación del péndulo, pero no todos eran confiables, solo fueron tomados en cuenta los que eran parecidos y hacían promedio.

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