Modulo Movimiento Armónico Simple

INTRODUCCIÓN

En la naturaleza hay muchos movimientos que se repiten a intervalos iguales de tiempo, estos son llamados movimientos periódicos. En Física se ha idealizado un tipo de movimiento oscilatorio, en el que se considera que sobre el sistema no existe la acción de las fuerzas de rozamiento, es decir, no existe disipación de energía y el movimiento se mantiene invariable, sin necesidad de comunicarle energía exterior a este. Este movimiento se llama MOVIMIENTO ARMÖNICO SIMPLE (MAS)

El movimiento Armónico Simple, un movimiento que se explica en el movimiento armónico de una partícula tiene como aplicaciones a los péndulos, es así que podemos estudiar el movimiento de este tipo de sistemas tan especiales, además de estudiar las expresiones de la Energía dentro del Movimiento Armónico Simple.

OBJETIVOS

 Estudiar el periodo de un péndulo simple, que se expresa como:

 Observar en qué influye la longitud de la cuerda en la cantidad de oscilaciones por minuto que hace el péndulo y la diferencia en la cantidad de oscilaciones por minuto al cambiar el material y el peso de la masa.

 Visualizar fenómenos físicos que intervienen en el movimiento de un péndulo simple.

1. TEMAS DE CONSULTA

2.1 Leyes del péndulo simple.

2.2 Periodo del péndulo simple.

2.1 Leyes del péndulo simple.

Péndulo simple: Es un péndulo ideal constituido por un hilo inextensible de masa despreciable, que oscila libremente en un plano fijo. El ser un péndulo ideal es imposible la realización de una práctica con este péndulo, pero si es accesible a la teoría.

Periodo de oscilación: Es el intervalo de tiempo entre dos puntos equivalentes de una onda u oscilación, también se puede asociar a la frecuencia mediante la relación: 1 periodo= 1/frecuencia

Isocronismo: Igualdad de duración en los movimientos de un cuerpo.

Leyes de los péndulos:

Ley de masas: Esta ley concretamente dice que: En dos péndulos con la misma longitud pero de diferentes masas el periodo de los péndulos es igual porque el periodo es independiente de la masa y de su naturaleza.

Ley del isocronismo: El periodo de oscilación de un péndulo es independiente de la amplitud. Siempre que éstas sean suficientemente pequeñas como para que la aproximación senθ ≈ θ sea aceptable.

Ley de las longitudes: A mayor longitud menor periodo de oscilación, y a menor longitud mayor periodo de oscilación, es decir son inversamente proporcionales.

2.2 Periodo del péndulo simple.

El período T del péndulo no depende de la masa que cuelga ni de la amplitud de la

oscilación. Únicamente depende de la longitud del hilo l y del valor de la aceleración de

la gravedad g, según la expresión:

Por tanto, a través de la medida del período de oscilación del péndulo simple es posible comprobar la

aceleración de la gravedad en el lugar en que se encuentra situado.

2. MATERIALES

 Hilos

 Eferas metálicas

 Cronometro

 Regla

 Soporte universal

 Tranportador

 Balanza

4. PROCEDIMIENTO

4.1. Realizar el montaje de un péndulo simple de una longitud de 30 cm y una masa determinada.

4.2. Calcule el tiempo que demora el péndulo en dar 10 oscilaciones completas con un ángulo de amplitud menor 0 igual a 10°. Repita tres veces el mismo proceso, llenando la siguiente tabla 1.

Longitud 30cm

Nº de oscilaciones 10 10 10

Tiempo (t) 11 11 11,

Periodo (T) 1,1 1,1 1,1

Para calcular en Periodo (T),

=

=

=

4.3. El proceso anterior repítalo para 4 longitudes diferentes aumentándola de 10cm en 10cm, realizando una tabla para cada una de las longitudes (40cm, 50cm, 60cm y 70cm).

TABLAS

Longitud 40cm

Nº de oscilaciones 10 10 10

Tiempo (t) 12 12 12

Periodo (T) 1,2 1,2 1,2

=

=

=

...