PenduloFisico I

7/24/2019 PenduloFisico I

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Actividad 3

Pendulo Fsico: barra suspendida en

un punto

1. Objetivo General

Medir experimentalmente el momento de inercia ICM de un pendulo fsico de

barra, con respecto a su centro de masa (CM).

2. Objetivos Particulares

1. Estudiar experimentalmente el movimiento de un pendulo fsico de barra.

2. Comprobar experimentalmente el teorema de los ejes paralelos.

3. Determinar experimentalmenteICMyg a partir del periodoTy la distanciadACM.

4. Comparar los valores experimentales obtenidos al medir ICM y g con los teoricos

esperados y determinar el error porcentual.

3. Introduccion Teorica

Considere una barra cilndrica de longitud L y masa M. Esta, tiene una serie de per-foraciones alineadas y equidistantes, de aproximadamente tres milmetros de diametro,

distribuidas a lo largo de su longitud L.

Dichas perforaciones permitiran cambiar el punto de suspension A del pendulo de

barra, como se muestra en la Figura 3.1.

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ACTIVIDAD 3. PENDULO FISICO: BARRA SUSPENDIDA EN UN PUNTO 34

5. Cuestionario teorico

1. Explique el significado fsico de momento de InerciaI.

2. En que unidades se mide el momento de inerciaI?

3. Escriba la segunda Ley de Newton para el movimiento de rotacion y explque el

significado fsico de la misma. Cuales son las variables fsicas involucradas?

4. Deduzca ICMpara una barra solida que gira alrededor del eje Z (perpendicular

al palno de rotacion) localizado en el CM.

5. Cual es la fuerza responsable de que el pendulo de barra oscile y porque? Explica.

6. Explica cuales son los parametros del sistema que permiten modificar el periodo

de oscilacion Tdel pendulo de barra.

6. Material

a) Barra con perforaciones b) Soporte universal con pinza c) Mariposad) Eje de rotacion e) Smart Timer f) Fotocompuertag) Flexometro h) Balanza i) Transportador

7. Desarrollo Experimental

El montaje para esta acitividad se muestra en la Figura 3.2

1. Registra las dimensiones de la barra y anotalas en la Tabla 3.1 de la siguiente

seccion.

2. Localiza sobre la barra a lo largo de su longitud su centro de masa (CM) y marcalo

con masking tape.

3. Haz el montaje que se muestra en la Figura3.2, poniendo el smart timer en modo

de pendulum.

4. Suspende la barra en el orificio mas cercano a uno de sus extremos y hazla oscilar

con un angulo maximo fijo


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Figura 3.2: Montaje experimental para medir el periodo de oscilacion T, del pendulo de barra.

7. Cambia el punto de suspension A de la barra y repite los pasos del 4 al 6 para

diez orificios diferentes y completa la Tabla 3.2.

PRECAUCIONES

1. Toma en cuenta solo los orificios a lo largo de la barra que se encuentran de unlado del CM.

2. Elige, como puntos de suspension, orificios en forma alternada, uno si y uno no,iniciando con el mas alejado al CM.

3. Si midesTcon cronometro, registra el tiempo de 5 oscilaciones completas seguidas

y divide entre 5 para obtener el promedio de T.

4. Si registras Tcon fotocelda y Smart Timer mide el periodo 3 veces y promedia.

5. Asegurate de que la oscilacion sea en el plano X Y.

Universidad Autonoma Metropolitana


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8. Registro de Datos Experimentales

Investiga el valor de g en la ciudad de Mexico : g=

Tabla 3.1: Parametros del pendulo de barra

Masa de la varilla [kg]

Longitud de la varilla [mts.]

Tabla 3.2: Datos obtenidos del experimento

i dACM

[mts] Ti [segs] d2

ACM[m2] T2idACM [s

2m]

1

23

4

5

6

7

8

9

10

9. Calculos y Graficas

1. A continuacion, realiza los calculos que se te indican en el espacio correspondiente

y completa la Tabla3.3 de la seccion de resultados.

2. Usando los datos registrados en la Tabla 3.1 y la ec. (2.12) determina el valor

teorico del ICMde la barra.

3. Con los datos de la Tabla3.2, grafica el periodo deTcomo funcion de la distancia

dACM y determina si el comportamiento es lineal.

4. Haz el cambio de variable adecuado para linealizar la ecuacion2.12que relaciona

T y dACM

y completa las columnas 3 y 4 de la Tabla 3.2.

5. De la ecuacion linealizada, realiza el ajuste correspondiente para obtener la pen-

diente A y ordenada al origen B de la recta resultante, anota tu resultado en la

Tabla3.3.



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6. A partir del ajuste anterior determina los valores experimentales del valor local

de la aceleracion de la gravedad g e ICMpara la barra.

7. Compara los valores experimentales obtenidos en el punto anterior con los teoricos

reportados en la literatura y obten el porcentaje de error cometido.

8. Realiza un dibujo cualitativo de las graficas obtenidas en el punto 3 y 5.

CALCULOS

Este espacio es para que realices los calculos y graficas indicadas en la seccion anterior.



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RESULTADOS

Tabla 3.3: Tabla de resultadosPendiente A Ordenada al Origen B (ICM)exp (ICM)teo % de error

gexp gteo

Ecuacion dela Recta ajustada

OBSERVACIONES

Este espacio es para que escribas tus observaciones y/o precauciones que ayuden a

mejorar la realizacion del experimento y a la reproduccion de los resultados.



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10. Cuestionario experimental

1. Identifica cuales son las variables dependiente e independiente en tu sistema.

2. Menciona tres posibles fuentes de error en tu practica.

3. Porque es necesario promediar el periodo de oscilacion Tde la barra oscilante?

4. Porque solo se toman en cuenta los orificios de la barra de un solo lado delC M?

Y entonces porque hay orificios a ambos lados del CM?

5. Haz el analisis dimensional de los parametrosa y b del ajuste lineal.

6. Que precauciones ayudaran a que tu montaje experimental sea lo mas parecido

al modelo teorico?


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