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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL ALTIPLANO
FACULTAD DE INGENIERÍA CIVIL Y ARQUITECTURA
TRABAJO ENCARGADO:
INFORME DE LABORATORIO N.º 03 FICA / EPIC
CURSO: Laboratorio De Física II
DOCENTE:
PRESENTADO POR:
Mamani Huaynapata Paulo Miguel
GRUPO:
SEMESTRE:
III PUNO-
PERU 2024
Independencia, y de la conmemoración de las heroicas batallas de Junín y Ayacucho” INFORME DE LABORATORIO N°003-2024/FACULTAD DE INGENIERIA CIVIL Y ARQUITECTURA PUNO PARA : DE : MAMANI HUAYNAPATA PAULO MIGUEL Estudiante de la Facultad De Ingeniería civil y arquitectura ASUNTO : PRACTICA N°003-INFORME DE LABORATORIO DE PENDULO FISICO PERIODO FECHA : Puno, 03 de diciembre del 2024. Me dirijo a Ud. Para saludarle muy cordialmente a su vez hacerle llegar el informe, por medio del presente escrito, correspondiente sobre las actividades realizadas en el laboratorio las clases pasadas sobre el tema:
PENDULO FISICO PERIODO, lo cual se detalla a continuación.
Atentamente, Paulo Miguel Mamani Huaynapata Cod. 236630
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EXPERIMENTO N° 03
PENDULO FISICO – PERIODO
1. RESUMEN
El péndulo físico es un sistema mecánico compuesto por un cuerpo rígido que oscila alrededor de un eje
horizontal fijo que no pasa por su centro de masa. A diferencia del péndulo simple, que idealiza la masa en
un punto, el péndulo físico considera la distribución de masa del objeto. Este informe aborda la teoría, el
cálculo y las aplicaciones del período de oscilación del péndulo físico.
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2. OBJETIVO
Determinar el periodo de oscilación de un péndulo físico.
3. FUNDAMENTO TEORICO
El periodo de un péndulo físico está dado por:
Para pequeñas amplitudes (el error es menos del 1% a 20°), I es la inercia de rotación del péndulo sobre el
punto de pivote, m es la masa total del péndulo, y x es la distancia desde el pivote al centro de masa. Una
varilla rectangular uniforme tiene una inercia de rotación alrededor de su centro de masa dada por:
Donde m es la masa, L es la longitud (varilla) y W es el ancho de la varilla. Para 28cm el Pendulum Bar
(𝑤⁄𝑙)2 < 0,003 y podemos simplificar la ecuación (2) para:
Con un error del 0,3%.
El teorema de eje paralelo nos permite escribir el momento de inercia de rotación de la varilla
alrededor de un pivote punto a una distancia x desde el centro de masa:
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5. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL
1) Usando la regla graduada, medir la longitud de la varilla del péndulo fisico (ignorar las lengüetas
pequeñas en los extremos) y la distancia entre los agujeros.
2) Poner el sensor de giro en el soporte y conectarlo a la interfaz universal 850. Como se muestra en
la figura 2.
3) Utilice el tornillo de montaje para fijar la varilla del péndulo al sensor de giro con el agujero que es
el extremo de la varilla.
Procedimiento Para Tomar datos
1) En PASCO Capstone, crear un gráfico de ángulo (°) en función del tiempo.
2) Plegar el péndulo menos de 20° (0,35 rad) de equilibrio y liberarlo. Haga clic en GRABAR. Haga
clic en DETENER después de unos 15 segundos.
3) Mover el tornillo de montaje para el siguiente pivote desde el final y repetir. Repita con el cada uno
de los agujeros hasta que se llega al centro de masa.
Análisis
Figura 3. Sensor de movimiento rotatorio Figura 4. Gran base y Rod Figura 5. Transportador (Indicador de ángulo)
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4) Encuentre el periodo de oscilación para cada posición del pivote. Seleccione Run # 1 en el gráfico.
5) Haga clic en el botón de coordenadas de la herramienta en la barra de herramientas. Mover la
herramienta Coordenadas a uno de los primeros picos de posición angular.
6) Haga clic derecho en la herramienta Coordenadas y encienda la herramienta Delta. Medir el
periodo midiendo el tiempo durante 10 periodos y se divide por 10.
7) En la tabla 1, introduzca el período que se ha medido en la columna de periodo T al lado de la
columna de la distancia x.
Tabla 1
N.º (^) Distancia desde el punto de pivotea al centro de masa (m) Periodo experimental (seg.) (T) 1 13.995 0. (^2) 11.95 0. (^3) 9.95 0. (^4) 7.95 0. (^5) 5.95 0. (^6) 3.95 0. (^7) 1.95 1.
a. Repita este procedimiento para cada una de las siete carreras, registre dichos resultados en
la Tabla 2. y determine a qué distancia da el período mínimo de oscilación.
Tabla 2
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II. Calcular el error porcentual para cada valor registrado en la tabla 2.
III. Demostrar analíticamente el periodo mínimo de oscilación y verificar con los resultados de la
tabla 2
IV. ¿Un péndulo con masa diferente, pero con las mismas dimensiones puede tener un valor
diferente de la longitud que dé período mínimo de oscilación? ¿Por qué o por qué no?
El período T de un péndulo físico está dado por la fórmula:
I = es el momento de inercia del péndulo respecto al punto de suspensión.
M = es la masa del péndulo.
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g = es la aceleración debido a la gravedad.
x = es la distancia desde el punto de suspensión al centro de masa del péndulo.
V. Mencione dos aplicaciones relevantes Péndulo de Foucault
Por lo tanto. No, un péndulo físico con masa diferente, pero con las mismas dimensiones
no tendrá valor diferente de la longitud que dé período mínimo de oscilación. Esto se debe
a que la fórmula del período de un péndulo físico depende de la distribución de masa y la
geometría del péndulo, pero no de la masa total. Por lo tanto, si las dimensiones y la
distribución de masa relativa son las mismas, la longitud efectiva que minimiza el período
será igual, independientemente de la masa total.
El Péndulo de Foucault, aunque es más conocido por aplicaciones científicas y educativas,
tiene también ciertas aplicaciones prácticas en la vida cotidiana. Aquí tienes dos ejemplos:
Relojes de péndulo de alta precisión:
Aunque no son comunes en los hogares modernos, algunos relojes antiguos usaban
principios similares al péndulo de Foucault para mantener estabilidad y precisión en su
movimiento. Estos relojes destacan por su precisión al medir el tiempo, aprovechando el
principio del péndulo como oscilador estable.
Diseño de estructuras resistentes a movimientos rotacionales:
El concepto detrás del Péndulo de Foucault se aplica en la ingeniería para comprender y
diseñar estructuras resistentes a movimientos rotacionales, como en plataformas giratorias,
algunos tipos de grúas o estructuras que deben adaptarse a fuerzas externas (por ejemplo,
movimientos sísmicos leves).
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