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Examen Laboratorio N° 1: Péndulo simple, Ejercicios de Cálculo para Ingenierios

Un examen de laboratorio sobre el péndulo simple, donde se analizan los factores que afectan el periodo de oscilación, como la longitud de la cuerda y la masa del péndulo. Se incluyen instrucciones detalladas para realizar mediciones y cálculos, así como preguntas de opción múltiple para evaluar la comprensión del tema. El objetivo es que el estudiante pueda evidenciar experimentalmente el comportamiento del péndulo simple y su relación con las variables involucradas, como la aceleración de la gravedad, la longitud de la cuerda y la masa del péndulo. Este documento podría ser útil para estudiantes de cursos de física, mecánica y dinámica, que buscan reforzar sus conocimientos sobre el movimiento oscilatorio y su aplicación práctica.

Tipo: Ejercicios

2023/2024

Subido el 25/10/2024

jamon66
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Análisis del Péndulo Simple en un
Laboratorio de Física
Examen Laboratorio N° 1: Péndulo simple
Cálculo aplicado a la física 3 (Universidad Tecnológica del
Perú)
Paso 1
En el centro se observa el péndulo, constituido por una masa m suspendida
de una cuerda de longitud L que está fija en el extremo superior. Se inicia
con una longitud (Length 1) L = 0.30 m y se fija la masa (Mass 1) m = 0.10
kg. Se elige el módulo de la aceleración de la gravedad (Gravity)
seleccionando la Tierra (Earth). En fricción (Friction), se posiciona el
botón deslizable en ninguno (None). Se activa la casilla en lento (Slow) y se
verifica la suspensión de una sola masa. Luego, se activa la casilla
temporizador de periodo (Period Timer). En el temporizador (Period), se
hace clic en el botón de play para iniciar la toma de medida del periodo (este
botón también restablece a cero). Luego se libera la masa suspendida; el
péndulo simple empieza a oscilar en torno a la posición de equilibrio. La
lectura que indica el temporizador es de un periodo T = 1.0998 s. Se hace
clic en el botón rojo para retornar a la posición de equilibrio. Luego, se hace
clic en el botón play del temporizador (Period) para restablecer la lectura a
cero. Para obtener otra medida de periodo, solo se cambia la longitud L de la
cuerda y se repite el procedimiento. Se obtiene y registra el periodo T del
péndulo simple para cada longitud L de la cuerda (Tabla).
Tabla 1
| L (m) | T (s) | | --- | --- | | 0.30 | 1.1009 | | 0.40 | 1.2707 | | 0.50 | 1.4207 | |
0.60 | 1.5563 | | 0.70 | 1.6804 | | 0.80 | 1.7971 | | 0.90 | 1.9061 | | 1.00 |
2.0092 |
Paso 2
Se obtiene el periodo T manteniendo fija la longitud de la cuerda (por
ejemplo: L = 0.95 m) y variando la masa. Se obtiene y registra el periodo T
del péndulo simple para cada masa m (Tabla).
Tabla 2
| L (m) | m (kg) | T (s) | | --- | --- | --- | | 0.95 | 0.10 | 1.9577 | | 0.95 | 0.20 |
1.9577 | | 0.95 | 0.40 | 1.9571 | | 0.95 | 0.60 | 1.9577 | | 0.95 | 0.80 | 1.9583 |
| 0.95 | 1.00 | 1.9583 | | 0.95 | 1.30 | 1.9583 | | 0.95 | 1.50 | 1.9583 |
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Análisis del Péndulo Simple en un

Laboratorio de Física

Examen Laboratorio N° 1: Péndulo simple

Cálculo aplicado a la física 3 (Universidad Tecnológica del

Perú)

Paso 1

En el centro se observa el péndulo, constituido por una masa m suspendida de una cuerda de longitud L que está fija en el extremo superior. Se inicia con una longitud (Length 1 ) L = 0.30 m y se fija la masa (Mass 1 ) m = 0. kg. Se elige el módulo de la aceleración de la gravedad (Gravity) seleccionando la Tierra (Earth). En fricción (Friction), se posiciona el botón deslizable en ninguno (None). Se activa la casilla en lento (Slow) y se verifica la suspensión de una sola masa. Luego, se activa la casilla temporizador de periodo (Period Timer). En el temporizador (Period), se hace clic en el botón de play para iniciar la toma de medida del periodo (este botón también restablece a cero). Luego se libera la masa suspendida; el péndulo simple empieza a oscilar en torno a la posición de equilibrio. La lectura que indica el temporizador es de un periodo T = 1.0998 s. Se hace clic en el botón rojo para retornar a la posición de equilibrio. Luego, se hace clic en el botón play del temporizador (Period) para restablecer la lectura a cero. Para obtener otra medida de periodo, solo se cambia la longitud L de la cuerda y se repite el procedimiento. Se obtiene y registra el periodo T del péndulo simple para cada longitud L de la cuerda (Tabla).

Tabla 1

| L (m) | T (s) | | --- | --- | | 0.30 | 1.1009 | | 0.40 | 1.2707 | | 0.50 | 1.4207 | | 0.60 | 1.5563 | | 0.70 | 1.6804 | | 0.80 | 1.7971 | | 0.90 | 1.9061 | | 1.00 | 2.0092 |

Paso 2

Se obtiene el periodo T manteniendo fija la longitud de la cuerda (por ejemplo: L = 0.95 m) y variando la masa. Se obtiene y registra el periodo T del péndulo simple para cada masa m (Tabla).

Tabla 2

| L (m) | m (kg) | T (s) | | --- | --- | --- | | 0.95 | 0.10 | 1.9577 | | 0.95 | 0.20 | 1.9577 | | 0.95 | 0.40 | 1.9571 | | 0.95 | 0.60 | 1.9577 | | 0.95 | 0.80 | 1.9583 | | 0.95 | 1.00 | 1.9583 | | 0.95 | 1.30 | 1.9583 | | 0.95 | 1.50 | 1.9583 |

Pregunta 3

Para el péndulo simple con cuerda de longitud L y que oscila con un periodo T, el módulo de la aceleración de la gravedad se expresa como g = (4π^2 * L) / (T^2). Cuando L = 0.70 m y T = 1.68 s, la alternativa correcta para g es 9.79 m/s^2.

Pregunta 4

El periodo de un péndulo simple para un valor específico de g depende solo de la longitud de la cuerda. El periodo del péndulo simple no depende de la masa suspendida. La unidad del periodo es s.

Pregunta 5

Al cambiar la masa y manteniendo la longitud, se refleja el mismo resultado del periodo, o la variación es de milésimas de segundo. Debido a que el periodo es independiente de la masa, podemos decir que el periodo del péndulo simple depende únicamente de la longitud de la cuerda.