1er Informe de Laboratorio Fisica 2

7/26/2019 1er Informe de Laboratorio Fisica 2

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CURSO: Laboratorio de Fsica II

INTEGRANTES:Quispe Ramrez Luis !"#$"#!%A &&&&&&&&&Sairitupac Ramos 'ie(o !"#$"!)"F &&&&&&&&&

*ROFESOR: *ac+as ,os-

SECCION: .E/

1er Informe de Laboratorio:

NDULO FSICO Y TEORE! DE STE

#$1%

UNI0ERSI'A' NACIONAL 'E INGENIER1AFACULTA' 'E INGENIER1A 2EC3NICASE2ESTRE ACA'42ICO !"#$5II

#

HORARIO: jueves de 13-16 horas


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PRLOGO

En el presente laboratorio se evidencia la capacidad que se tiene para interpretar

relacionar datos resultados e!peri"entales# con "odelos te$ricos# "ediante la reali%aci$nde pr&cticas e!peri"entales para poder deter"inar la valide% la e!actitud de los "is"os#

con el 'in de entender el co"porta"iento '(sico de un p)ndulo si"ple as( identi'icar sus

caracter(sticas tales co"o su "asa suspendida de una cuerda# de "asa despreciable que

oscila dentro de un intervalo de tie"po# deter"inado tal co"porta"iento por ")todo

*r&'ico transitoria"ente veri'icarlo con los valores te$ricos calculados+ teniendo en

cuenta caracter(sticas tales co"o la *ravedad# periodo# lon*itud ,cuerda "asa+ que se

encuentran i"pl(citos en el an&lisis que se har& en este siste"a ,p)ndulo si"ple

.osterior"ente cate*ori%ar tabular cada uno de los datos con sus correspondientes

unidades e incertidu"bres as( poder deter"inar el co"porta"iento '(sico del p)ndulo

que es b&sica"ente lo que esta e!plicito paso por paso en el contenido de este laboratorio

cada una de las tablas/

!


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NDICE

1/ .r$lo*o 00000000000000000000000000000//

/ Objetivos 0000000000000000000000000000

3/ Representaci$n esque"&tica del 'en$"eno en estudio00000000//

2/ unda"ento te$rico00000000000000000000000///

4/ Hoja de datos00000000000000000000000000//

6/ 5&lculos # resultados *r&'icos000000000000000000///

/ 5onclusiones co"entarios 00000000000000000000

7/ 8iblio*ra'(a0000000000000000000000000000

)


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OBJETIVOS

Comprobar experimentalmente las leyes del pndulo fsico midiendo el periodo de oscilacin

de una barra metlica para varias posiciones del centro de oscilacin.

Hallar la variacin del T(periodo), respecto a la lonitud entre el C.!, y el e"e en #ue oscila.

$eterminar el tipo de movimiento respecto al nulo de iro de la barra metalica.

%aber el procedimiento del calculo de momento de inercia para cuerpos con eometra

desconocida.

%


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REPRESENTACIN ESQUEMTICA DEL FENMENO EN ESTUDIO

$

2ateria6es usados: *asos a se(uir:

Se co6oca 6a barra e76a cuc+i66a por u7o de6os +uecos m8se9tremos de 6a barra

Soporte co7 cuc+i66a

2ordaza simp6e

Se mue;e 6a barrame7os de #$< = seprocede medir e6tiempo

>arra met86ica

Cro7?metro

*or @6timo se mide76as osci6acio7es = 6a6o7(itud desde e6+ueco sueto a6 ce7trode (ra;edad de 6abarra

Re(6a met86ica


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FUNDAMENTO TERICO

9n pndulo !"#$oo pndulo $o%pu&"'oes cualquier cuerpo r(*ido que pueda oscilarlibre"ente en el ca"po *ravitatorio alrededor de un eje hori%ontal 'ijo# que no pasa por sucentro de "asa/

D&du$$#(n d&l p&)#odo

El p)ndulo '(sico es un siste"a con un solo *rado de libertad+ el correspondiente a la

rotaci$n alrededor del eje 'ijo ,i*ura 1/ a posici$n del p)ndulo '(sico queda deter"inada#

en cualquier instante# por el &n*ulo que 'or"a el plano deter"inado por el eje de rotaci$n

el centro de *ravedad ,; del p)ndulo con el plano vertical que pasa por el eje de

rotaci$n/

la"are"os h a la distancia del centro de *ravedad ,; del p)ndulo al eje de rotaci$n


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que pode"os escribir en la 'or"a

0 ,3

que es una ecuaci$n di'erencial de se*undo orden# del "is"o tipo que la que encontra"os

para el p)ndulo si"ple/

En el caso de que la a"plitud an*ular de las oscilaciones sea peque@a# pode"os poner

sen la ecuaci$n B3C adopta la 'or"a

0 ,2

que corresponde a un "ovi"iento ar"$nico si"ple/

El periodo de las oscilaciones es

0 ,4

Lon*#'ud )&du$#d+

?ie"pre es posible encontrar un p)ndulo si"ple cuo periodo sea i*ual al de un p)ndulo

'(sico dado+ tal p)ndulo si"ple recibe el no"bre de p)ndulo si"ple equivalente su

lon*itud D recibe el no"bre de lon*itud reducida del p)ndulo '(sico/ 9tili%ando la e!presi$n

del periodo del p)ndulo si"ple de lon*itud# pode"os escribir

0 ,6

# por lo tanto# tene"os que

0 ,
https://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%A9ndulo_f%C3%ADsico#Eqnref_3https://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%A9ndulo_simplehttps://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%A9ndulo_f%C3%ADsico#Eqnref_4https://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%A9ndulo_f%C3%ADsico#Eqnref_5https://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%A9ndulo_f%C3%ADsico#Eqnref_6https://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%A9ndulo_f%C3%ADsico#Eqnref_7https://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%A9ndulo_f%C3%ADsico#Eqnref_3https://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%A9ndulo_simplehttps://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%A9ndulo_f%C3%ADsico#Eqnref_4https://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%A9ndulo_f%C3%ADsico#Eqnref_5https://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%A9ndulo_f%C3%ADsico#Eqnref_6https://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%A9ndulo_f%C3%ADsico#Eqnref_7


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As(# en lo que concierne al periodo de las oscilaciones de un p)ndulo '(sico# la "asa del

p)ndulo puede i"a*inarse concentrada en un punto ,O= cua distancia al eje de

suspensi$n es/ al punto recibe el no"bre de centro de oscilaci$n/ odos los p)ndulos

'(sicos que ten*an la "is"a lon*itud reducida,respecto al eje de suspensi$n oscilar&n

con la "is"a 'recuencia+ i/e/# la 'recuencia del p)ndulo si"ple equivalente# de lon*itud/

,OJA DE DATOS

D
https://es.wikipedia.org/wiki/Centro_de_oscilaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Longitud_reducidahttps://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Eje_de_suspensi%C3%B3n&action=edit&redlink=1https://es.wikipedia.org/wiki/Frecuenciahttps://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%A9ndulo_simple_equivalentehttps://es.wikipedia.org/wiki/Centro_de_oscilaci%C3%B3nhttps://es.wikipedia.org/wiki/Longitud_reducidahttps://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Eje_de_suspensi%C3%B3n&action=edit&redlink=1https://es.wikipedia.org/wiki/Frecuenciahttps://es.wikipedia.org/wiki/P%C3%A9ndulo_simple_equivalente


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CALCULOS - RESULTADOS

1/ A8A FG1

& de'(e)o L (cm) t1*+, t#*+, t-*+,

& deo+)i.a)ione+

/eriodo T*/romedio,

# $"D ))D# )) )) !" #B

! %$D )!" )!$ )!DD !" #B%) %"D )!%# )!$" )!$B !" #B!% )$D )!)" )!#B )!!" !" #B#$ )"D )## )!"! )#D !" #B"B !$D )!$) )!%$ )!$) !" #B! !"D ))" ))% ))$ !" #BDD #$D #) #) #" #" # #"D !"$$ !"BB !")B #" !"$

#" $D !D" !$D !!$ #" !$

/ a ;ra'ica vs I

" #" !" )" %" $" B""

"$#

#$

!

!$

)

T*+, 0+ L*)m,

Lo7(itud L

*eriodo T


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b Encuentre el valor de donde el periodo es "ini"o

-?e sabe que: T=2 I

mgL +IL=IG+mL

2

-espejando : L=I.4

2

m. g.T2

-para 1/6J se* e!peri"ental J/3J7"

teoricoJ/312 "

c 5o"pare el valor de I obtenido en b con el que obtiene de la *r&'ica

en ,a/

error2 0.3140.308

0.314 3 1$$21451

d K5u&l es el periodo para esta distanciaL

- de :T=2 I

mgL teorico 1/6J1M

e e su *r&'ico# Kpuede deducir dos puntos de oscilaci$n con el "is"o

periodoL Ind(quelos:

.oseen el "is"o periodo ,1/6se* los puntos que tienen 2J/7

4/7

3/ A8A FG

& de '(e)o L *)m, T# IL L#*)m#,

# $"D !D$

"BB)"

D !$D"B%! %$D !B

"$DBB"%B !"B%

) %"D !B!"$"$""#

$ #BB%B%

% )$D !$"%)!D!#

) #!D#B%

$ )"D !$B")""B%

# %DB%

#"


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B !$D !B!")#B!

BB$B%

!"D !D!"!!D#D

%)!B%

D #$D )!"

"!)D))"

B !%B% #"D %!"

"!#)!B$% ##BB%

#" $D $B"#B!)

! ))B%

2/ ;ra'ico I N?

" ""$ "# "#$ "! "!$ ")"

"#

"!

")

"%"$

"B

"

"D

IL 0+ L#*m#,

Lo7(itud!

2ome7to de I7ercia

4/ deter"ine I; por co"paraci$n

1#7726! P J#1M1733 "teorico1/7726 Q*

IL=mL2+IG I; teorico J/1M1733 Q*/"

6/ hallar el error e!peri"ental que se obtuvo

##


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I;1

12 , Pb + b 3/ c" + e!peri"ental11J/3 c" + e!peri"ental 1/7726

Q*

I;J/1M1732 Q*/"

Kue error e!peri"ental se obtuvoL

S error I;0.19128340.1912833

0.1912834 ! 1JJ S

J/JJJJ4S

Esto se debe a que la barra no es ho"o*)nea porque tiene a*ujeros lo cual

varia su o"ento de Inercia te$rico

/ hallar el equivalente del p)ndulo si"ple del a*ujero T

U

L2

g J/J13 "

1/67 s

* M/71 "Vs

7/de"uestre de 'or"a analitica las relaciones ,1 ,

#!


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#)


14/17


#%


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CONCLUSIONES - COM ENTARIOS

E6 c86cu6o de mome7to de i7ercia para cuerpo ue 7o prese7ta (eometraco7ocida es m8s 8ci6 ca6cu6ar6o uti6iza7do e6 p-7du6o sico

E7 u7 p-7du6o sico cua7to m8s se acerca e6 ee de osci6aci?7 a6 ce7tro de(ra;edad su periodo dismi7u=e = 6ue(o aume7ta

E7 u7 p-7du6o sico = simp6e e6 87(u6o de (iro debe ser muc+o me7or a #$(rados para ue sea u7 2AS Hmo;imie7to arm?7ico simp6e = si es ma=or aesta se da u7 2AA Hmo;imie7to arm?7ico amorti(uado

E7 e6 e9perime7to se pudo +a66ar 6a 6o7(itud de u7 p-7du6o simp6e eui;a6e7te a6a barra met86ica uti6iza7do pre;iame7te e6 periodo e9perime7ta6

E7 e6 e9perime7to se pudo po7er a prueba 6as ?rmu6as de p-7du6o sico +ec+as

e7 c6ase

E7 e6 desarro66o de6 6aboratorio 7os dimos cue7ta ue e9iste uerzas ue 7oco7sideramos e7 6os resu6tados como 6a temperatura 6a uerza de ricci?7 de6aire

E6 mome7to de i7ercia obte7ido co7 6a (raJca ;s L2

;aria co7 respecto

a6 mome7to de i7ercia obte7ido co7 6os datos medidos e7 e6 6aboratorio esto sedebe por 6os ;a6ores apro9imados de 6a ormu6a periodo K i7ercia = tambi-7 e76os ;a6ores apro9imados e7 6os c86cu6os de pote7cia para +a66ar 6os coeJcie7tes

de 6a u7ci?7 L2=F() . Lo mismo ocurre co7 6a masa de 6a barra

#$


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E6 periodo de6 mo;imie7to es i7depe7die7te de 6a masa =a ue e7 6a ormu6adada

Ti 2

img li

reemp6aza7do de6 mome7to de i7ercia 6a masa de6 p-7du6o

se ca7ce6a por 6o ta7to e6 periodo 7o depe7de de 6a masa si7o de 6a 6o7(itud de6ee a6 pu7to e7 ue 6a masa est8 situada

BIBLIOGRAFA

rancis ?ears/# arW


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