UNIVERSIDA NACIONAL DEL ALTIPLANO
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INTRODUCCIN
Se le llama pndulo a todo cuerpo que puede oscilar con respecto
de un eje fijo. Se pueden identificar varios tipos de pndulo, el
pndulo ideal, conocido como pndulo simple o matemtico que es todo
cuerpo de masa m determinada que es suspendido por medio de una
cuerda inelstica y sin peso. Vale aclarar que estas dos ltimas
condiciones no son reales sino ideales; se considera de esta manera
para facilitar su estudio y es por esto que se admite este su
puesto.El otro tipo de pndulo, y el cual nos interesa para nuestro
anlisis del laboratorio es el pndulo fsico. Construimos un pndulo
fsico si hacemos que un objeto colgante oscile alrededor de un eje
fsico que no pase por su centro de masa, este objeto no puede
aproximarse con precisin como una masa puntual.
LEY DE FARADAY PENDULO FISICOI. OBJETIVOS: Estudiar los
principios fundamentales de la ley de induccin de Faraday en un
circuito cerrado. Estudiar la dependencia de la fem (transitorio de
tensin) inducida en una bobina por defecto de la variacin del flujo
magntico en un pndulo fsico. Determinar el error relativo
porcentual de los parmetros fundamentales que involucran el
experimento de la ley de faraday.
II. FUNDAMENTO TEORICO:la ley de induccin de Faraday: establece
que la fuerza electromotriz inducida en un circuito es igual al
valor negativo de la rapidez con la cual est cambiando el flujo
magntico B, que atraviesa el circuito. La figura 1 ilustra el
concepto para un imn que se acerca, aleja y est en reposo respecto
al eje de la bobina. El registro se hace a nivel de un ampermetro
pero podra ser extendido a un voltmetro.
Energa: si el centro de masa del pndulo parte del reposo en una
altura inicial alta, su energa potencial es:
Dnde: m: masa en kg; g: gravedad; y altura mxima sobre la
superficie plana.Como las oscilaciones del pndulo pasan a travs del
imn, algo de energa mecnica se pierde al calor por friccin mecnica
y un poco de energa se convierte en energa elctrica y luego a la
energa trmica de la resistencia. As el centro de masa del pndulo no
se eleva a la misma altura, sino ms bien a una altura final
inferior Yf de acuerdo a la siguiente figura:
Por lo tanto, del esquema la energa total perdida por el pndulo
es igual a la variacin de la energa potencial:Energa total
perdida:
..#3
Energa trmica disipada en la resistencia r: esta energa trmica
est dada por la ec. (4) de la figura N 3
Donde P es la potencia y t es el tiempo. La potencia est dado
por Ec(5):
Donde V es el voltaje frente al resistor (r), I es la corriente
a travs de la bobina y R es la resistencia de la bobina de acuerdo
a la fig (3).Nota: en este experimento, R=1.9 y r=4.7 ; N=200
vueltas.Conservacin de energa: si la energa es conservada bajo el
calentamiento elctrico del resistor, debera ser igual al decremento
de la energa potencial gravitatoria, por tanto:
III. EQUIPOS Y MATERIALES:1Interfaz universal 750Negro
1Varita de induccinEM-8099
1Prensa magntica variableEM-8641
1Gran barra de baseME-8735
245 cm de varillaME-8736
1Multmetro ClampSE-9442
1Sensor de voltaje y corrienteDI-5100
1Sensor de campo magntico de 2-AxisPS-2162
1Sensor de movimiento rotacionalPS-2120
12Cables de conexin y bananasVarios
IV. PROCEDIMIENTO:1. Instale el equipo de acuerdo al esquema de
la fig(5).
2. Mida los datos base del experimento y anote sus resultado en
el siguiente cuadro n 1de acuerdo a la figura(2).
Cuadro N 01: datos base evaluados para el pndulo
fsicoENVENTOS1
LONGITUD DEL PENDULO FISICO
DIAMETRO DE LA BOBINA
3. Apertura los siguientes graficas en el Data Studio de manera
simultnea: Campo magntico vs tiempo. Voltaje vs tiempo. Corriente
vs tiempo. Posicin angular vs tiempo.4. Desplace el pndulo respecto
a la vertical un cierto ngulo y comience la toma de dato.5. Guarde
los archivos generados, para el anlisis correspondiente.Evento
01Altura inicial E(v)I(amp)B(gauss)P
