Práctica 2. Mecánica Clásica

Practica 2. Péndulo Bifilar

I.                   Objetivo

Determinar la relación funcional del periodo de oscilación “T” del péndulo, oscilando en el plano perpendicular, en función de la longitud “L” de los hilos que lo sostienen.

II.                Fundamentación teórica

Oscilaciones armónicas, péndulo bifilar, análisis dimensional.

III.             Introducción.

Un péndulo bifilar está constituido por una barra cilíndrica homogénea suspendida en posición horizontal, por dos hilos inextensibles de igual longitud L. Los hilos sostienen la barra desde puntos equidistantes del punto medio de la barra (ver figura 1).

Se estudiarán las oscilaciones de torsión del péndulo, esto es, donde la barra tiene un movimiento oscilatorio en el plano horizontal. Las oscilaciones deben ser pequeñas (ángulos j y g pequeños, ver figura 2).

El periodo T, del péndulo bifilar para oscilaciones pequeñas es una función tanto del largo de las cuerdas L, como de la distancia entre ellas D, de la forma ,

donde k, a y b son constantes.

IV.              MATERIALES

1 barra de acero de 30 cm con marcas

1 cinta métrica

Hilo

1 regla de 30 cm

1 nuez de conexión

1 barra larga metálica

1 soporte

1 cronómetro

V.                 Procedimiento

1.       Con los materiales que le han sido entregados, arme el montaje de la figura 1 para establecer el péndulo bifilar, cuidando que las cuerdas permanezcan siempre paralelas y equidistantes al centro de la barra.

Precaución: cuando mueva el péndulo, desviando la varilla un pequeño ángulo j, el centro de ella debe permanecer en reposo, esto es, la simetría debe mantenerse.

2.       Realice un experimento de prueba, para determinar entre que largos y entre que distancias de separación va a trabajar, para esto, mida el periodo para una longitud L pequeña y una grande, repita para D pequeño y grande.

1.       Manteniendo el largo L, de las cuerdas constante, construya una tabla de datos, del periodo T de oscilación y la distancia D, entre las cuerdas.

2.       Grafique los valores de la tabla de valores obtenida en el punto 2 y obtenga b.

3.       Manteniendo constante la distancia entre los hilos construya una tabla de datos, del periodo T de oscilación y del largo de los hilos, L.

4.       Grafique los datos de la tabla de valores obtenida en el punto 4 y obtenga a.

5.       A partir de la información obtenida en los puntos anteriores determine la constante k.

6.       Como el tiempo de reacción de una persona es aproximadamente 0.3 (s) ¿qué error está cometiendo al realizar esta medición?. Por lo cual, ¿qué debe hacer para que sus datos tengan un error porcentual solo del 1%?

El numero de oscilaciones que debemos considerar en u n experimento en el que intervengan péndulos debe ser el mayor posible sin que la amplitud de oscilación disminuya apreciablemente.