FIS.1_.EXP.P_NDULO.SIMPLE - todoesquimica-I
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1 Actividad Práctica INTEGRANTES: ______________________________________________________ ______________________________________________________ ______________________________________________________ ______________________________________________________ EL PÉNDULO SIMPLE UNIDAD TEMÁTICA: ONDAS OBJETIVOS. En esta práctica vamos a medir el periodo de oscilación de un péndulo simple en función de la longitud del hilo y del ángulo de la desviación inicial. MATERIALES. Esferas metálicas o tuercas Soporte Cronómetro Hilo para atar la esfera Papel milimetrado Regla Transportador. MÉTODO EXPERIMENTAL. El montaje se efectúa según la figura que se adjunta más abajo. La esfera metálica (o tuerca) se ata al hilo, que a su vez se fija a un soporte. La longitud del péndulo se medirá antes y después de cada ensayo para hallar la media. Para ello se tendrá en cuenta el radio de la bola. En la primera parte del experimento, el péndulo se moverá haciendo pequeñas oscilaciones. En la segunda parte, aumentan las desviaciones. Para medir los ángulos iniciales en la segunda parte, podremos utilizar un transportador de ángulos. 2 Experimento 1: Oscilaciones de un péndulo Propósito: Obtener la relación que existe entre el tiempo y el número de oscilaciones de un péndulo. Materiales Soporte, barrita con gancho, bola e hilo y cronómetro Procedimiento y análisis 1. Une el péndulo a uno de los extremos del cordel usando el hilo y fíjalo al soporte. 2. Coloca el sistema sobre una mesa y deja que el péndulo cuelgue libremente de modo similar al de la ilustración. 3. Se separa la masa del péndulo de la posición de equilibrio y se cuentan diez oscilaciones. Se repite la medida separando una distancia mayor de la posición de equilibrio. ¿Existe alguna diferencia? Registra tus datos. nº de oscilaciones distancia (en cm) 10 10 cm 10 15 cm 10 20 cm T (en s) 4. Separa el péndulo de la posición de equilibrio (20 cm) y cuenta cinco oscilaciones. Determina el tiempo que se emplea en darlas. 5. Repetir el experimento cuatro veces aumentando en cada medida un número de oscilaciones 6. Con los datos de los puntos (4) y (5) construye la tabla: o nº de oscilaciones Distancia (en cm) 5 20 cm 9 20 cm 13 20 cm 17 20 cm 21 20 cm T (en s) T/nº de oscilaciones Obtener la gráfica del tiempo frente al nº de oscilaciones. ¿Qué relación existe entre ambas? Calcular la pendiente y la ecuación matemática. 3 Experimento 2: ¿Cómo varía el período de un péndulo con su longitud? Propósito: Encontrar la relación entre el periodo de oscilación de un péndulo y su longitud Materiales requeridos Tres hilos de 20, 40 y 60 cm., respectivamente Una masa (por ejemplo una tuerca) Un soporte Un transportador con ángulos de 30, 60 y 90 grados Un Cronómetro Procedimiento 1. Con el hilo y la masa se forman, primero, un péndulo de 20cms. 2. Toma el péndulo y, manteniendo el hilo tenso, levántalo hasta que el hilo se encuentre formando un ángulo de lanzamiento de 45° con respecto de la barra de soporte. 3. Se suelta el péndulo desde esta graduación y con el cronometro se mide el tiempo que tarda en hacer 10 oscilaciones. Este procedimiento se repite tres veces y se saca un promedio con los resultados. Registra tus datos. 4. nº de oscilaciones Ángulo lanzamiento Longitud hilo 10 45º 20 cm 10 45º 20 cm 10 45º 20 cm T (en s) Se sigue el mismo procedimiento, pero con el hilo de 40 y 60 cms, manteniendo como constantes la masa y ángulo de lanzamiento. Registra tus datos. nº de oscilaciones Ángulo lanzamiento Longitud hilo 10 45º 40 cm 10 45º 40 cm 10 45º 40 cm nº de oscilaciones Ángulo lanzamiento Longitud hilo 10 45º 60 cm 10 45º 60 cm 10 45º 60 cm T (en s) T (en s) 4 El período corresponde al tiempo que transcurre entre el viaje de ida y vuelta de la masa hasta la posición de partida, completando un ciclo. Con los promedio obtenidos, construye la siguiente tabla: L/cm t (10 oscilaciones)/s T= t/10 T2 T = período. t = tiempo en dar 10 oscilaciones. L = longitud del péndulo en cm. Obtén la gráfica del período frente a la longitud. ¿Hay proporcionalidad? Obtén la gráfica del cuadrado del período frente a la longitud. ¿Qué relación existe? Calcular la pendiente y la ecuación matemática. ¿Qué apariencia muestra el gráfico obtenido? Los puntos que representan los datos ¿sugieren una recta o una curva ¿Qué ocurre con el período a medida que se acorta la longitud del péndulo? La frecuencia corresponde al número de ciclos por unidad de tiempo. ¿Qué ocurre con la frecuencia a medida que disminuye el valor del período? Determina, a partir del gráfico, el valor de la longitud del péndulo que produce un período de 2 segundos. Prueba establecer experimentalmente la longitud del péndulo que produce un período de 2 segundos y establece si se corresponde con el valor obtenido en el análisis de tu gráfica. Obtén la gráfica, para las distintas longitudes, para el período y la frecuencia. 5 Experimento 3: ¿Cómo varía el período de un péndulo con su masa? Propósito: Encontrar la relación entre el periodo de Oscilación y la masa. Materiales Requeridos Un hilo de 30 cms Tres masas de 50, 100 y 200 gr (aproximadamente) Un soporte Un transportador con ángulos de 30, 45 y 90 grados Un Cronómetro Procedimiento 1. Se amarra al hilo una masa de 50gr y con el transportador se determina un ángulo de lanzamiento de 45° 2. Suelta el péndulo y con el cronómetro se determina el tiempo que demora en hacer 10 oscilaciones. Se repite este proceso 3 veces y después se saca un promedio de ellas. Registra tus datos. nº de oscilaciones Masa péndulo Ángulo lanzamiento 10 50 g 45º 10 50 g 45º 10 50 g 45º T (en s) 3. Este procedimiento se usa también para la masa de 100 y 200 grs y, por último, se obtiene el período y la frecuencia de cada péndulo. Registra tus datos. nº de oscilaciones Masa péndulo Ángulo lanzamiento 10 100 g 45º 10 100 g 45º 10 100 g 45º nº de oscilaciones Masa péndulo Ángulo lanzamiento 10 200 g 45º 10 200 g 45º 10 200 g 45º T (en s) T (en s) Utilizando los promedios obtenidos, construye la siguiente tabla: Péndulo masa 50 gr Péndulo masa 100 gr Péndulo masa 200 gr Tiempo de 10 oscilaciones Período Frecuencia T = Tiempo promedio/10 F = 1/T Construye un gráfico de barras, como el de la figura anterior, de acuerdo a tus valores.
