Aceleración de la gravedad

INDICE

GLOSARIO…………………………………………………………………………………….3

INTRODUCCION……………………………………………………………………………..4

OBJETIVOS…………………………………………………………………………………...5

EQUIPOS Y MATERIALES………………………………………………………………….5

MARCO TEORICO…………………………………………………………………………...7

PROCEDIMIENTO……………………………………………………………………………12

DIAGRAMA DE PROCESOS…………………………………………………….…….…...14

PRESENTACION DE DATOS………………………………………………………….…...15

CALCULOS Y RESULTADOS……………………………………………………………...29

CUESTIONARIO…………………………………………………………………………….31

OBSERVACIONES……………………………………………………………………….…35

CONCLUSIONES……………………………………………………………………………36

RECOMENTACIONES………………………………………………………………………36

APENDICE……………………………………………………………………………………37

BIBLIOGRAFIA………………………………………………………………………………42

GLOSARIO

Aceleración de la gravedad:

Es la aceleración con la que la tierra atrae a los cuerpos en caída libre.

Cuerpo:

Es lo más apreciable de manera sensible, en su longitud, en su profundidad y latitud que ocupa un lugar en el espacio.

Masa:

La masa (la cantidad de materia) de cada cuerpo es atraída por la fuerza de gravedad de la Tierra. Esa fuerza de atracción hace que el cuerpo (la masa) tenga un peso, que se cuantifica con una unidad diferente: el Newton (N).

Peso:

Es la fuerza que ejerce la gravedad sobre una masa y ambas magnitudes son proporcionales entre sí, pero no iguales, pues están vinculadas por el factor aceleración de la gravedad.

Frecuencia:

Es el número de vueltas que da el móvil en cada unidad de tiempo.

Periodo:

Se le denomina periodo (T) al tiempo empleado por el móvil en dar una vuelta completa para un móvil que ha dado varias vueltas.

Fuerza centrípeta:

Se llama fuerza centrípeta a la fuerza, o al componente de la fuerza que actúa sobre un objeto en movimiento sobre una trayectoria curvilínea, y que está dirigida hacia el centro de curvatura de la trayectoria.

Longitud del péndulo:

Es la distancia entre el punto de suspensión y el centro de gravedad del péndulo (masa).

Oscilación completa o doble oscilación:

Es el movimiento realizado por el péndulo, desde una posición extrema hasta la otra y su vuelta hasta la primera posición inicial.

Oscilación simple:

Es la trayectoria descrita entre dos posiciones.

Amplitud:

Es el ángulo formado por la posición de reposo(equilibrio) y una de las posiciones extremas.

INTRODUCCION

El péndulo simple es uno de los modelos ideales más comunes en la física, consiste en una masa puntual suspendida de un hilo de masa despreciable y que no se puede estirar. Si movemos la masa a un lado de su posición de equilibrio (vertical) esta va a oscilar al rededor de dicha posición.

La plomada de un teodolito y un niño que se balancea en un columpio son ejemplos prácticos que se pueden simular o modelar como un péndulo simple.

Debemos tener en cuenta que para que este modelo sea válido, las oscilaciones deben ser pequeñas. Esto en razón a que para ángulos pequeños el seno de ángulo Ɵ es casi igual al ángulo Ɵ en radianes.

Así podemos decir que el movimiento del péndulo simple es armónico y que al estudiar la dinámica de su movimiento obtendremos que el periodo y la frecuencia dependan solamente de la longitud y la gravedad.

OBJETIVOS

Objetivos generales:

Conocer, comprender e identificar los movimientos de los cuerpos que se encuentran bajo los efectos de la fuerza gravitacional del planeta tierra mientras se encuentran oscilando en un movimiento pendular simple, identificando que leyes rigen los movimientos que experimentan los cuerpos bajo los efectos de la fuerza gravitacional.

Objetivos específicos:

Estudio de un cuerpo en movimiento oscilatorio.

Determinar el valor de la aceleración de la gravedad a través del péndulo simple.

Analizar el movimiento realizado por el cuerpo con el software LOGGER PRO.

Entender cuál es el correcto funcionamiento de las herramientas. Sensor de movimiento y del programa LOGGER PRO.

Realizar un análisis grafico de los parámetros registrados por el sensor a fin de establecer con un mínimo margen de error las magnitudes físicas buscadas (Periodo y amplitud).

Verificar la relación entre el periodo y la amplitud.

Capturar los resultados del péndulo simple arrojadas por el sensor en el programa LOGGER PRO.

Analizar e interpretar las graficas obtenidas.

EQUIPOS Y MATERIALES

01 Photogate Vernier (sensor).

01 interface Vernier.

01 Móvil ( masa de péndulo)

01 Pc con software LOGGER PRO.

01 soporte universal.

01 transportador.

03 Abrazaderas tipo mariposa

01 huincha

MARCO TEORICO

El principio del péndulo fue descubierto por el físico y astrónomo italiano Galileo, quien estableció que el periodo de la oscilación de un péndulo de una longitud dada puede considerarse independiente de su amplitud, es decir, de la distancia máxima que se aleja el péndulo de la posición de equilibrio. (No obstante, cuando la amplitud es muy grande, el periodo del péndulo sí depende de ella). 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. Por ejemplo, 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. El movimiento pendular es una forma de desplazamiento que presentan algunos sistemas fiscos como aplicación practica al movimiento armónico simple. A continuación hay tres características del movimiento pendular que son: péndulo simple, péndulo de torsión y péndulo físico.

Péndulo simple:

El sistema físico llamado péndulo simple está constituido por una masa puntual m suspendida de un hilo inextensible y sin peso que oscila en el vació en ausencia de fuerza de rozamientos. Dicha masa se desplaza sobre un arco circular con movimiento periódico. Esta definición corresponde a un sistema teórico que en la práctica se sustituye por una esfera de masa reducida suspendida de un filamento ligero. El periodo del péndulo resulta independiente de la masa del cuerpo suspendido, es directamente proporcional a la raíz cuadrada de su longitud e inversamente proporcional a la aceleración de la gravedad.

Cuando se desplaza de su posición de equilibrio un ángulo θ empieza a oscilar según la ecuación: θ(t)= A .cos(wt+Ø)

Donde: T=2π*√(L/g) Entonces g=(4π^2)/T^2 L

Periodo de movimiento:

Se define como el tiempo que se demora en realizar una oscilación completa. Para determinar el período se utiliza la siguiente expresión T/ N° de Oscilaciones. (Tiempo empleado dividido por el número de oscilaciones).

T=2π*√(L/g)

Frecuencia de movimiento:

Se define como el número de oscilaciones que se generan en un segundo. Para determinar la frecuencia se utiliza la siguiente ecuación N° de Oscilaciones. / T (número de oscilaciones dividido del tiempo)

f=1/T=1/2π √(g/L)

Amplitud:

Se define como la máxima distancia que existe entre la posición de equilibrio y la máxima altura.

Ciclo:

Se define como la vibración completa del cuerpo que se da cuando elcuerpo parte de una posición y retorna al mismo punto.

Oscilación:

Se define como el movimiento que se realiza siempre al mismo punto fijo Pasemos ahora al análisis del péndulo simple, un modelo abstracto estrechamente relacionado con el anterior. Un péndulo es un sistema formado por un cuerpo suspendido de un hilo y que puede realizar oscilaciones alrededor de una posición de equilibrio estable.

El péndulo simple es un modelo que debe cumplir con las siguientes características:

El hilo del que pende el cuerpo es inextensible y sin peso

La masa del sistema se considera concentrada en el cuerpo (puntual) que oscila.

No existen agentes

...