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PRÁCTICAS DE FÍSICA: GUIONES DE PRÁCTICAS

PÉNDULO FÍSICO OBJETIVO

Determinar el valor de la aceleración de la gravedad mediante un péndulo físico (en nuestro caso un aro, figura 1). MATERIAL

Aro, cronómetro y calibre. FUNDAMENTO TEÓRICO

El período de un péndulo físico viene dado por la expresión:

T = 2π

I Mgd

[1]

donde M es la masa del cuerpo, I el momento de inercia respecto al eje de rotación y d la distancia entre este eje y el centro de gravedad del cuerpo. El momento de inercia de un aro respecto del eje perpendicular que pasa por su centro de masas es:

I G =  r 2 dm ≈ MR 2

[2]

siendo R el radio medio del aro. El momento de inercia respecto a un eje paralelo al anterior y situado a una distancia R del mismo (eje de suspensión), es, según el teorema de Steiner:

I = IG + MR2 = 2 MR2

[3] Figura 1

con lo que el período del oscilador armónico simple correspondiente será (d = R): siendo D el diámetro del aro.

T = 2π

I 2 MR2 2R = 2π = 2π = 2π Mgd MgR g

D g

[4]

MÉTODO EXPERIMENTAL

Determine el diámetro medio del aro, midiendo tanto el diámetro interior como el exterior1. Tenga en cuenta que el aro puede tener pequeñas deformaciones locales. Mida el período de oscilación, cronometrando un determinado número de oscilaciones de pequeña amplitud2. A partir de las medidas realizadas, calcule la aceleración de la gravedad3 y su correspondiente error. CUESTIONES

1.- Si el aro no es perfectamente circular, ¿cómo podríamos realizar la práctica para que el resultado fuese lo más fiable posible? 2.- En esta práctica es recomendable contabilizar un mayor número de oscilaciones para medir el periodo que en la del péndulo simple ¿Sabría explicar por qué?4

1

Mida tres veces, con el calibre, tanto el diámetro interno como el externo, variando en unos 120º la posición del calibre cada vez.

2

Se recomienda medir tres veces el tiempo de 50 oscilaciones.

3

Para ello utilice la expresión [4] y los conocimientos sobre determinación del error de una medida indirecta.

4

¡¡Ojo!! Para poder responder a esta pregunta se recomienda medir el tiempo de 25 oscilaciones de un péndulo simple....