IDENTIFICACIN DEL ENTREVISTADO
UNIVERSIDAD MANUELA BELTRN
MACROPROCESO DE RECURSOS E INFRAESTRUCTURA ACADMICA
FORMATO PARA PRCTICAS DE LABORATORIO
Fecha: Enero de 2012Cdigo: GRL-006Versin: 4.0
INFORMACIN BSICA
NOMBRE DE LA PRCTICA:
Pndulo SimplePRACTICA: 4
ASIGNATURA:
Fsica Sonido
TEMA DE LA PRCTICA:
Movimiento Armnico Simple
LABORATORIO A UTILIZAR:
Laboratorio de Fsica C 302
CONTENIDO DE LA GUA
OBJETIVOS
Determinar los parmetros fsicos del movimiento armnico simple
que intervienen en un pndulo simple.
Analizar la variacin del periodo dependiendo de la longitud en
un pndulo simple.
Realizar mediciones en un pndulo con oscilaciones menores a 10
grados y analizar su efecto.
Verificar experimentalmente el valor de la gravedad.
INTRODUCCINEsta gua de laboratorio va dirigida a estudiantes de
Salud, en la cual se estudiar el movimiento ondulatorio presente en
un pndulo simple, junto con algunos fenmenos fsicos que se
presentan en su desarrollo; tales como: la frecuencia angular, el
periodo, la medicin de la gravedad (punto comparativo entre este
sistema estudiado en forma dinmica y el valor establecido como
constante) y la amplitud, y estructurar las consideraciones bsicas
presentes en un movimiento armnico simple. Siendo el anterior un
tema bsico en el estudio de las ondas.
MARCO TERICO
Pndulo simple: masa puntual suspendida de un hilo de masa
despreciable, si el hilo se mueve a un lado de su posicin de
equilibrio, oscila alrededor de dicha posicin.
La figura 1 representa las fuerzas sobre la masa en trminos de
las componentes tangencial y radial. La fuerza restauradora F es la
componente de la fuerza tangencial neta y se debe a la gravedad; la
tensin acta slo para hacer que la masa puntual acte en su recorrido
como un arco.Podemos analizar el pndulo desde el punto de vista de
la conservacin del trabajo y la energa, teniendo en cuenta que si
y>>x es vlido de acuerdo a la figura decir que:
(1)
El teorema de la conservacin del trabajo y al energa
establece:
(2)
con la aproximacin que se dio previamente se obtiene:
(3)
Siendo la frecuencia angular de un pndulo. La solucin general de
la ecuacin diferencial es la misma ecuacin de un oscilador armnico,
se puede hacer un anlisis teniendo en cuenta las fuerzas que actan
en el sistema, obteniendo la misma solucin.
Para pequeos ngulos, es vlida la aproximacin: (4); Ahora,
aplicando las anteriores aproximaciones se obtiene la siguiente
ecuacin:
(5)
Igualando el primer y segundo trmino, se obtiene finalmente la
ecuacin:
(6)
la frecuencia angular de un pndulo simple, se da por la
ecuacin
(7)
La frecuencia angular se puede expresar en funcin de la
frecuencia o del periodo mediante la relacin:
(8)
Por tanto el valor de la frecuencia se puede obtener como:
y como entonces,(9)
(10)
ACTIVIDAD PREVIA (Incluir en el pre-informe)
La siguiente actividad tiene como objetivo, realizar un anlisis
preliminar al Movimiento Armnico Simple presente en un pndulo
simple.
Ingrese a las siguientes direcciones:
http://www.youtube.com/watch?v=zbO-OfL1iSw
http://www.youtube.com/watch?v=otA-WgcB8Gk
Interacte con el video y complemntelo con la lectura del marco
terico de la gua.
Cada integrante del grupo en forma individual y autntica debe
realizar un cuadro sinptico o mapa conceptual del tema tratado con
una extensin mnima de una hoja por ambas caras.
METODOLOGA A UTILIZAR Cada grupo de trabajo (mximo de cuatro
estudiantes) redactar el pre-informe que incluye: actividad previa,
consulta de las aplicaciones, consulta del marco terico y el
cuestionario de la gua; antes del ingreso a la respectiva
clase.
Clase magistral introductoria relacionada con el tema propuesto
en la gua.
Desarrollo de la gua de aprendizaje por parte de los
estudiantes.
En el momento de resolver el procedimiento el grupo de
estudiantes realizar las medidas y los clculos respectivos en cada
montaje y por ltimo terminar de redactar el informe de laboratorio
de acuerdo con las indicaciones del docente. El informe ser
entregado en forma grupal, a mano y en el formato
correspondiente.
MATERIALES, EQUIPOS Y REACTIVOS A UTILIZAR
Materiales y Equipos
Reactivos
Materiales Estudiante
1 Juego de masas
Hilo (3 metros)1 BalanzaRegla graduada (30 cm)1
CronmetroTijeras1 Soporte universal
PRECAUCIONES Y MANEJO DE MATERIALES El estudiante deber repasar
los conceptos antes mencionados, se les har entrega de los
elementos, verifique el estado de los mismos en el momento en que
se le entreguen.
Ubicar el sensor de movimiento a 15 cm de la posicin ms prxima
de la masa oscilante. No golpear el sensor de movimiento ya que
este es bastante sensible.
Al momento de conectar la interface al computador, es
indispensable que no se fuerce el puerto USB de entrada ya que se
puede romper.
PROCEDIMIENTO
Arme el montaje mostrado en la figura 2. Mida la longitud
inicial del pndulo y regstrela en la Tabla 1. Ponga a oscilar el
pndulo, procure que la amplitud no supere los 10, para ello utilice
un transportador de ngulos. Haciendo uso del cronometro, tome el
tiempo que demora el pndulo en dar 10 oscilaciones y calcule el
periodo haciendo uso de:
Para una misma longitud repita el proceso anterior 2 veces ms,
luego realice el promedio de las mediciones y registre los
resultados en la Tabla 1.
Grafique periodo al cuadrado en funcin de la longitud , y
deduzca el valor de la gravedad calculando la pendiente de dicha
grfica, haciendo un ajuste lineal.
Determine el porcentaje de error de la gravedad, teniendo en
cuenta que la gravedad en sitios diferentes al nivel del mar es g =
9.80616 m / s2 NOTA: En caso de ser requerido, todos los valores
obtenidos deben ser consignados en las tablas, y los clculos
realizados en el tem de resultados que aparece en el formato del
informe de laboratorio.
BIBLIOGRAFA RECOMENDADAPASCO. Guas de laboratorio. 1996.
Feynman, R. (1998). Fsica 1. Mxico: Addison Wesley.
Sears, F. y ZEMANSKY, M. (1999). Fsica Universitaria. v1.
Pearson Educacin.
Serway, R. (2001). Fsica. v1. Mxico: McGraw-Hill.
ELABORREVISAPROB
Firma
Nombre :
Profesores de Laboratorio de Fsica.
Fecha: Enero de 2015Firma
Nombre :
Profesores de Laboratorio de Fsica.
Fecha: Noviembre de 2014 Firma
Nombre :
Gerencia de Laboratorios.
Departamento de Ciencias Bsicas.
Fecha:
INFORME DE LABORATORIO
ESTUDIANTES:
Silvia Juliana Rodrguez Cano
GRUPO:
NOTA:
CARRERA: Fonoaudiologa
Formule tres objetivos que desee cumplir con la Prctica de
Laboratorio
Elabore un Mapa conceptual del tema a tratar en la Prctica de
Laboratorio. (Actividad Previa)
RESULTADOSTabla 1. Datos Experimentales (Para = 10) 1(s) 2(s) 3
(s)
(s)
(m)
Anlisis de
Resultados:______________________________________________________
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CUESTIONARIO1. Influye la amplitud del pndulo en su periodo de
oscilacin? Justifique su respuesta.
Si influye la amplitud del pndulo ya que a mayor amplitud mayor
nmero de oscilaciones.2. Si se realizara el procedimiento
experimental del pndulo simple pero ahora en la Luna (g=1.62 m/s2)
qu resultado obtendra, y por qu?
3. Influye la masa del pndulo en su periodo de oscilacin?
Justifique su respuesta.
La masa no es un factor que determina ninguna influencia al
momento de calcular el periodo de oscilacin por
tanto, la masa y la naturaleza del objeto son independientes del
funcionamiento del sistema.4. Qu similitud y/o diferencia tienen
las ecuaciones para la frecuencia angular del sistema masa resorte
y del pndulo simple?Existe una diferencia en las ecuaciones para la
frecuencia angular del sistema masas y resorte y del pndulo simple
ya que la frecuencia angular de un pndulo simple, se da por la
ecuacin , Y estas se puede expresar en funcin de la frecuencia o
del periodo mediante la relacin: ; Mientras que la frecuencia
angular del sistema masa-resorte est dada por .
CAUSAS DE ERROR Y ACCIONES PARA OBTENER MEJORES RESULTADOS:
CONCLUSIONES
APLICACIN PROFESIONAL DE LA PRCTICA REALIZADA
Conocer el pndulo simple nos sirve en el rea de la fonoaudiologa
para conocer el tipo de oscilacin por la cual percibimos el sonido,
en las diferentes tonalidades, esto lo podemos aplicar a la hora de
hacer
las pruebas audiometras para identificar si un paciente padece
de alguna falta audita .
BIBLIOGRAFIA UTILIZADA
PASCO. Guas de laboratorio. 1996.
Feynman, R. (1998). Fsica 1. Mxico: Addison Wesley.
Sears, F. y ZEMANSKY, M. (1999). Fsica Universitaria. v1.
Pearson Educacin.
Serway, R. (2001). Fsica. v1. Mxico: McGraw-Hill.
EMBED PBrush Figura 1. Esquema del sistema de pndulo simple
(Serway, 2001)
Figura 2. Montaje de un pndulo bifilar.
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