Experimento de oscilaciones pendulares

Oscilaciones pendulares

Objetivos:

El objetivo de realizar la práctica del péndulo es encontrar la relación entre el periodo de oscilación de un péndulo con diferentes longitudes, masas y ángulos midiendo cada uno de los fenómenos presentados.

Se pretende aprender y reforzar criterios teóricos del movimiento pendular mediante la realización de experimento que comprueben dichas teorías.

A corto plazo se pretende manejar computarizadamente la información obtenida para elaboración de tablas y gráficos en Excel para el aprovechamiento de las tecnologías de la información y la elaboración de blogs y el uso adecuado de los materiales incentivando la reutilización y reciclaje de los mismos.     

A largo plazo se espera mejorar la metodología investigativa a la hora de realizar experimentos físicos y el mayor provecho de la tecnología disponible.

Marco teórico:

Un sistema realiza movimiento periódico cuando a intervalos regulares de tiempo todas las variables que caracterizan su movimiento como son la posición, velocidad y aceleración.

El periodo (T) es el tiempo en el cual se repiten las propiedades realizando un ciclo de movimiento.

La frecuencia (f) es el número de ciclos realizados en la unidad de tiempo.

En el movimiento oscilatorio un sistema físico oscila alrededor de una posición de equilibrio estable realizando trayectorias es sentidos opuestos.

Un ciclo completo es cuando el objeto pasa 2 veces por la posición de equilibrio.

El movimiento pendular es un movimiento de una masa suspendida de un hilo que oscila a uno y otro lado de su posición en equilibrio debido a la acción de la gravedad. Es un movimiento M.A.S siempre y cuando el valor del ángulo que produzca el movimiento sea inferior a 10ª.

El péndulo (del lat. pendŭlus, pendiente)¹ es un sistema físico que puede oscilar bajo la acción gravitatoria u otra característica física (elasticidad, por ejemplo) y que está configurado por una masa suspendida de un punto o de un eje horizontal fijos mediante un hilo, una varilla, u otro dispositivo que sirve para medir el tiempo.

El astrónomo y físico italiano Galileo Galilei, observó que el periodo de oscilación es independiente de la amplitud, al menos para pequeñas oscilaciones. En cambio, éste depende de la longitud del hilo. El período de la oscilación de un péndulo simple restringido a oscilaciones de pequeña amplitud puede aproximarse por:

Las fuerzas que actúan sobre la partícula de masa m son dos:

·         Peso mg

·         La tensión T del hilo

En la posición θ=θ₀ el péndulo solamente tiene energía potencial, que se transforma en energía cinética cuando el péndulo pasa por la posición de equilibrio.

Materiales:

Materiales utilizados:

Puntilla

Lana

Plastilina

Transportados dibujado (realizado en una hoja de papel)

Hoja de resultados

Cronometro (en este caso se uso el cronometro del celular)

Camara

Metro

Montaje:

 Péndulo en pared

Procedimiento:

Inicialmente se situó el transportador dibujado en la puntilla utilizada para posteriormente colgar la lana de hilo de 1 metro de largo con la masa sujeta.

Se procedió a hacer 3 repeticiones variando el ángulo desde donde se soltada la lana en forma de péndulo y con el cronometro se media el tiempo gastado en realizar una revolución.

Posteriormente se cambio la medida de la lana de manera que la nueva medida sería de 1.5 metros con la misma masa y se procedió a hacer las 3 repeticiones para cada ángulo utilizado.

Finalmente se dejo la longitud de 1.5 metros pero se cambio a una masa 2 haciendo los procedimientos anteriormente mencionaros.

De las repeticiones en cada uno de los intentos se saco el tiempo promedio teniendo en cuenta las variables modificadas.

Tabla de datos y Resultados:

Adjunto en el blog

Longitud	Masa	Angulo	tiempo en seg	# oscilaciones	promedio	periodo
1 metro	50 g	0	1	1	1,66666667	1,66
1 metro	50 g	0	2	1
1 metro	50 g	0	2	1
1 metro	50 g	10	1,45	1	1,37666667	1,37
1 metro	50 g	10	1,27	1
1 metro	50 g	10	1,41	1
1 metro	50 g	20	1,3	1	1,22666667	1,22
1 metro	50 g	20	1,16	1
1 metro	50 g	20	1,22	1
1 metro	50 g	30	1,15	1	1,20666667	1,2
1 metro	50 g	30	1,17	1
1 metro	50 g	30	1,3	1
1 metro	50 g	40	1,4	1	1,24666667	1,24
1 metro	50 g	40	1,17	1
1 metro	50 g	40	1,17	1
1 metro	50 g	50	1,14	1	1,08	1,08
1 metro	50 g	50	1,03	1
1 metro	50 g	50	1,07	1
1 metro	50 g	60	1,24	1	1,20666667	1,2
1 metro	50 g	60	1,25	1
1 metro	50 g	60	1,13	1
1 metro	50 g	70	1,18	1	1,19	1,19
1 metro	50 g	70	1,19	1
1 metro	50 g	70	1,2	1
1 metro	50 g	80	1,19	1	1,23333333	1,23
1 metro	50 g	80	1,19	1
1 metro	50 g	80	1,32	1
1 metro	50 g	90	0	0	0	0
1 metro	50 g	90	0	0
1 metro	50 g	90	0	0

Rótulos de fila	Suma de Angulo
1 metro	1350
0	90
1,08	50
1,19	70
1,2	90
1,22	20
1,23	80
1,24	40
1,37	10
1,66	0
(en blanco)	900
Total general	1350

Longitud	Masa	Angulo	tiempo en seg	# oscilaciones	promedio	periodo
1,5 metros	50 g	0	1,9	1	1,93666667	1,93
1,5 metros	50 g	0	1,95	1
1,5 metros	50 g	0	1,96	1
1,5 metros	50 g	10	1,63	1	1,6	1,6
1,5 metros	50 g	10	1,72	1
1,5 metros	50 g	10	1,45	1
1,5 metros	50 g	20	1,5	1	1,45666667	1,45
1,5 metros	50 g	20	1,4	1
1,5 metros	50 g	20	1,47	1
1,5 metros	50 g	30	1,6	1	1,57666667	1,57
1,5 metros	50 g	30	1,6	1
1,5 metros	50 g	30	1,53	1
1,5 metros	50 g	40	1,48	1	1,45666667	1,45
1,5 metros	50 g	40	1,49	1
1,5 metros	50 g	40	1,4	1
1,5 metros	50 g	50	1,48	1	1,46333333	1,46
1,5 metros	50 g	50	1,46	1
1,5 metros	50 g	50	1,45	1
1,5 metros	50 g	60	1,5	1	1,53333333	1,53
1,5 metros	50 g	60	1,57	1
1,5 metros	50 g	60	1,53	1
1,5 metros	50 g	70	1,4	1	1,38333333	1,38
1,5 metros	50 g	70	1,36	1
1,5 metros	50 g	70	1,39	1
1,5 metros	50 g	80	1,4	1	1,36333333	1,36
1,5 metros	50 g	80	1,35	1
1,5 metros	50 g	80	1,34	1
1,5 metros	50 g	90	0	0	0	0
1,5 metros	50 g	90	0	0
1,5 metros	50 g	90	0	0

Rótulos de fila	Suma de Angulo
1,5 metros	1350
0	90
1,36	80
1,38	70
1,45	60
1,46	50
1,53	60
1,57	30
1,6	10
1,93	0
(en blanco)	900
Total general	1350

1,5 metros	100g	0	0,7	1	1,24	1,24
1,5 metros	100g	0	1,51	1
1,5 metros	100g	0	1,51	1
1,5 metros	100g	10	1,67	1	1,66	1,66
1,5 metros	100g	10	1,67	1
1,5 metros	100g	10	1,64	1
1,5 metros	100g	20	1,6	1	1,61	1
1,5 metros	100g	20	1,53	1		1,61
1,5 metros	100g	20	1,7	1
1,5 metros	100g	30	1,78	1	1,72	1,72
1,5 metros	100g	30	1,7	1
1,5 metros	100g	30	1,68	1
1,5 metros	100g	40	1,65	1	1,65	1,65
1,5 metros	100g	40	1,6	1
1,5 metros	100g	40	1,7	1
1,5 metros	100g	50	1,68	1	1,67	1,67
1,5 metros	100g	50	1,67	1
1,5 metros	100g	50	1,66	1
1,5 metros	100g	60	1,68	1	1,63666667	1,63
1,5 metros	100g	60	1,58	1
1,5 metros	100g	60	1,65	1
1,5 metros	100g	70	1,56	1	1,56666667	1,56
1,5 metros	100g	70	1,58	1
1,5 metros	100g	70	1,56	1
1,5 metros	100g	80	1,37	1	1,39666667	1,39
1,5 metros	100g	80	1,4	1
1,5 metros	100g	80	1,42	1
1,5 metros	100g	90	0	0	0	0
1,5 metros	100g	90	0	0
1,5 metros	100g	90	0	0

Rótulos de fila	Suma de Angulo
1,5 metros	1350
0	90
1	20
1,24	0
1,39	80
1,56	70
1,61	20
1,63	60
1,65	40
1,66	10
1,67	50
1,72	30
(en blanco)	880
Total general	1350

Conclusión:

De los resultados obtenidos podemos concluir que:

El periodo de oscilación es proporcional a la longitud del péndulo; ya que a mayor longitud del péndulo mayor el tiempo de oscilación; a mayor longitud del péndulo, mayor es la distancia que este recorre en una oscilación, demorándose más.

A menor longitud menor periodo de oscilación y a mayor longitud mayor periodo de oscilación.

A mayor longitud del péndulo menor es la frecuencia, siendo inversamente proporcionales; sin embargo cuando la masa es menor el péndulo se mueve con menos fuerza que con el de mayor masa.

Al construir un péndulo con longitudes de cuerdas iguales cambiando las masas el periodo de oscilación no varía; de esta manera se afirma que el periodo de oscilación del péndulo es independiente de la masa.

Electroestatica

Electroestatica

Estudio de las interacciones y fenómenos producidos debido a los electrones en situaciones de reposo.

La carga eléctrica es la propiedad de la materia para manifestar su estado eléctrico ya que el átomo en estado de equilibrio posee mismo numero de protones y electrones por lo tanto cuando el numero de electrones es diferente en los átomos tiene carga eléctrica.

El átomo cuando pierde electrones es llamado cation y cuando gana electrones se llama anion.

La regla fundamental de las cargas es que cargas iguales se repelen mientras que cargas opuestas se atraen.

Sin embargo la carga ni se crea ni se destruye sino que se transfiere de un cuerpo a otro.

Formas de electrizar un cuerpo:

La fuerza eléctrica es la fuerza existente entre dos cuerpos y por medio de la ley de Coulomb se realiza la siguiente expresión:

En las regiones que rodean las cargas eléctricas se forman un campo eléctrico de carácter vectorial que disminuye con la distancia que conduce una fuerza eléctrica sobre la carga que se ubique en ese punto.

El campo eléctrico se detecta si se pone una carga de prueba y se genera la siguiente relación:

La representacion gráfica del campo eléctrico se puede mostrara a través de las lineas de fuerza que este genera: