EL PENDULO

Un péndulo simple se define como una partícula de masa m suspendida del punto O por un hilo inextensible de longitud l y de masa despreciable.
Si la partícula se desplaza a una posición q0 (angulo que hace el hilo con la vertical) y luego se suelta, el péndulo comienza a oscilar.
| El péndulo describe una trayectoria circular, un arco de una circunferencia de radio l. Estudiaremos su movimiento en la dirección tangencial y en la dirección normal.Las fuerzas que actúan sobre la partícula de masa m son dos * el peso mg * La tensión T del hilo |

Período de oscilación

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

MATERIALES
Soporte Hilo

Masas Regla


Cronometro TransportadorPROCEDIMIENTO
1. Construye un péndulo con una de las masas y el hilo. Para determinar cómo influye la masa que oscila en el periodo del péndulo, en este experimento utilizaremos amplitudes angulares de 10° y no variaremos la longitud del hilo. Mide el tiempo que tarda el péndulo en hacer 10 oscilaciones y determina el periodo de oscilación. Repite la misma medida otras dos veces y registra los datos en una tabla como la siguiente

Masa De La Pesa |
1ra Medida
2da Medida
3ra Medida
Periodo promedio

2. Cambia la masa del péndulo y determina el periodo de oscilación. Repite el procedimiento otras dos veces y registra los datos en una tabla como la del numeral 1.

6. Un ascensor de 2.5 [m] de altura, sube con aceleración constante de 4 [m/s2] y en el momento en que la velocidad es de 3 [m/s] sedesprende u tornillo del techo del ascensor. ¿Al cuanto tiempo cae el tornillo al piso del ascensor Sugerencia: marco de referencia ascensor. Aceleraciones y velocidades relativas.

7. Dibuje el diagrama de fuerzas (diagrama de cuerpo libre) para los objetos que se muestran en las figuras. En (A) se tiene una esfera de masa pic], distribuida uniformemente. Desprecie el rozamiento entre las paredes del canal y la esfera. En la figura (B), los bloques tienen masas , y y el coeficiente de fricción entre las superficies es .


8. Un objeto de 4 [kg], inicialmente en reposo y en el origen, se somete a la acción de dos fuerzas [N] y [N]. Determine
a. La aceleración del objeto
b. La velocidad en el tiempo t=3 [s]
c. La posición del objeto en el tiempo t=3 [s].


Los dos bloques de la figura estan unidos por una cuerda gruesa uniforme de 4
kg]. Se aplica una fuerza de 200 [N] hacia arriba como se muestra. Determine la
|aceleración del sistema, la tensión en la parte superior e inferior de la
|cuerda. Un niño de masa [kg] se pesa en una bascula de resorte situada sobre una plataforma especial que se desliza por un plano inclinado un angulo como muestra la figura (Desprecie el rozamiento entre la plataforma y el plano inclinado) ¿Qué peso registrara la bascula en estas condiciones? Respuesta: 396 [N]


11. Un bloque pequeño de masa [pic kg] se coloca dentro de un cono invertido que gira sobre un eje vertical de modo que la duración deuna revolución es [s]. Las paredes del cono forman un angulo con la vertical. El coeficiente de fricción estatica entre el bloque y el cono es . Si el bloque ha de mantenerse a una altura [pic]sobre el vértice del cono, ¿Qué valores maximo y mínimo puede tener ?

12. El bloque A de la figura pesa 1.2 [N], y el B, 3.6 [N]. El coeficiente de fricción cinética entre todas las superficies es de 0.3. Determine la magnitud de la fuerza horizontal necesaria para arrastrar el bloque B a la izquierda con rapidez constante a) si A descansa sobre B y se mueve con él (figura de la izquierda); b) si A no se mueve (figura de la derecha).

13. Se tiene un conjunto de bloques de masa , y , de dimensiones despreciables y unidos mediante hilos inextensibles. Si el coeficiente de fricción cinética entre los bloques y y la superficie horizontal es y respectivamente. Determine el valor de la masa [pic en términos de , , y ) para que todo el sistema se mueve con velocidad constante.

14. (10 puntos) Los bloques de la figura tienen masa [pic [kg] y [kg]. Se aplica una fuerza sobre el bloque de masa (ver figura). Si el coeficiente de fricción entre y es y entre y el piso es , ¿Cual debe ser la relación para que el sistema permanezca en reposo?

15. Una partícula de masa que pende de un hilo inextensible, de longitud [m], se mueve en un círculo horizontal con rapidez constante, [m/s], constituyendo un péndulo cónico. Suponiendo que se conoce el angulo , que form
3. Coloca la tercera masa y repite las mediciones del paso anterior. Registra los datos en una tabla como la del numeral 1.

4. Registra los valores promedios del periodo en una tabla.

Masa de la pesa | Periodo(s) |





MONTAJE DEL EXPERIMENTO

TABLAS DE DATOS
0.05kg
Masa De La Pesa |
1ra Medida
2da Medida
3ra Medida
Periodo promedio

0.045kg
Masa De La Pesa |
1ra Medida
2daMedida
3ra Medida
Periodo promedio

0.008kg
Masa De La Pesa |
1ra Medida
2da Medida
3ra Medida
Periodo promedio

0.005kg
Masa De La Pesa |
1ra Medida
2da Medida
3ra Medida
Periodo promedio

TABLA DE PROMEDIOS

Masa de la pesa | Periodo(s) |





ANALISIS DE RESULTADOS
1. Compara los resultados obtenidos para las diferentes masas. ¿Encuentras alguna variación significativa en el periodo al variar la masa del péndulo?
2. ¿Qué puedes concluir acerca de la dependencia del periodo de un péndulo con respecto a la masa?


Solución

1. Al comparar los resultados de las cuatro masas, no se identifica ningún cambio significativo; ya que si se tiene la misma longitud del hilo, el periodo no cambiara para las diferentes masas.

2. Con los datos obtenidos se puede concluir que el periodo no varía teniendo diferentes masas mientras se posea la misma longitud del hilo, las mismas oscilaciones y la gravedad. También depende del angulo porque cuanto mayor sea el recorrido que hace la pesa, siendo la aceleración constante, mayor sera el tiempo en hacer un periodo.