Guía: Péndulo simple
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Este documento describe un experimento sobre un péndulo simple. Los estudiantes usarán una simulación por computadora para investigar cómo variables como la amplitud, la longitud y la masa afectan el período de oscilación de un péndulo. Los resultados se graficarán y analizarán para determinar las relaciones entre las variables y el período.
Guía: Péndulo simple
- 1. PÉNDULO SIMPLE Profesor: Gustavo Toledo, SFC, 2013 Curso: 7º Básico INTRODUCCIÓN Un péndulo simple tiene una masa m que cuelga de una cuerda de longitud L, fija en un punto de pivote, tal como se muestra en el diagrama de la derecha. Cuando se desplaza hacia un ángulo inicial pequeño y se suelta, la masa se moverá lateralmente en un movimiento periódico. El período es el tiempo que tarda en completar una oscilación mientras que la amplitud es el ángulo de liberación con respecto a la vertical. OBJETIVOS • Hacer predicciones sobre el efecto de variar la amplitud, la longitud y la masa de un péndulo simple • Utilizar un software de hoja de cálculo para analizar la relación entre las siguientes variables: amplitud y periodo, longitud y tiempo, masa y tiempo MATERIALES/EQUIPOS Software de simulaciones PhET Microsoft Excel PREDICCIONES 1. ¿Cómo influye la amplitud de la oscilación sobre el periodo del péndulo? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 2. ¿Cómo influye la longitud de un péndulo sobre el período de éste? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 3. ¿Cómo influye la masa del péndulo sobre el período? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ 4. ¿Cómo influye la aceleración de la gravedad sobre movimiento del péndulo? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ San Fernando College, departamento de ciencias
- 2. PROCEDIMIENTO Reset antes de hacer otra actividad. • Vaya a la página http://phet.colorado.edu/sims/pendulum-lab/pendulum-lab_es.html • Haga clic en iniciar. A. Período y amplitud 1. Haga clic en el botón de abajo, a la derecha ,para activar el temporizador reloj fotoactivado. 2. Ajuste de la masa a 1 kg, longitud a 1 m y amplitud a 1 °. 3. Inicie el temporizador reloj fotoactivado. Este parará automáticamente cuando se ha registrado el tiempo para una oscilación completa (periodo). 4. Abra una hoja de cálculo y escriba la amplitud y el período en dos columnas consecutivas. Rotule cada columna con las unidades correspondientes. 5. Siga tomando lecturas de amplitud 2 °, 3 °. 4 ° y 5 °. 6. Resalte las columnas con valores numéricos en la hoja de cálculo e insertar un gráfico de puntos. Elija un diseño que le permitirá añadir un título al gráfico y títulos a los ejes con unidades completas. 7. Observe la forma del gráfico. B. Periodo y Longitud 1. Mantenga la amplitud a 5°, la masa en 1 kg y obtenga datos de las siguientes longitudes diferentes: 0,50 m, 0,60 m, 0,70 m y 0,80 m. 2. Ingresa los datos a Excel, rotula los ejes apropiadamente. 3. Genera un gráfico de puntos y observa la forma del gráfico. Reset antes de hacer otra actividad. C. PERÍODO Y MASA 1. Mantiene la amplitud en 5°, la longitud en 1 m y recopila datos para diferentes valores de masa: 0,50 kg, 1 kg, 1,50 kg and 2,00 kg. 2. Ingresa los datos a Excel, rotula los ejes apropiadamente. 3. Genera un gráfico de puntos y observa la forma dl gráfico. ANÁLISIS CUALITATIVO 1. Analiza cada gráfico y determinar la relación entre cada variable (amplitud, longitud y masa) y el período de un péndulo simple. Da una breve descripción de la relación a continuación. a) Período y Amplitud ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ b) Período y longitud ___________________________________________________________________ ___________________________________________________________________ c) Período y masa ___________________________________________________________________ San Fernando College, departamento de ciencias
- 3. ___________________________________________________________________ 2. ¿Cómo es tu predicción comparada con los resultados de tu experimento? ______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 3. ¿Cómo afecta la Resistencia del aire sobre un péndulo simple? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Verifica tu respuesta usando la simulación. Mueve la palanca de fricción A la derecha. 4. Si el péndulo de esta simulación se transfiere a la superficie de la luna, donde la aceleración de la gravedad es 1/6 menor a la de la tierra, ¿cómo afecta al periodo del péndulo? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Verifica tu respuesta con la simulación. Seleccione la opción "luna" en la parte derecha de simulación. San Fernando College, departamento de ciencias
- 4. ___________________________________________________________________ 2. ¿Cómo es tu predicción comparada con los resultados de tu experimento? ______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 3. ¿Cómo afecta la Resistencia del aire sobre un péndulo simple? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Verifica tu respuesta usando la simulación. Mueve la palanca de fricción A la derecha. 4. Si el péndulo de esta simulación se transfiere a la superficie de la luna, donde la aceleración de la gravedad es 1/6 menor a la de la tierra, ¿cómo afecta al periodo del péndulo? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Verifica tu respuesta con la simulación. Seleccione la opción "luna" en la parte derecha de simulación. San Fernando College, departamento de ciencias
- 5. ___________________________________________________________________ 2. ¿Cómo es tu predicción comparada con los resultados de tu experimento? ______________________________________________________________________ _____________________________________________________________________ 3. ¿Cómo afecta la Resistencia del aire sobre un péndulo simple? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Verifica tu respuesta usando la simulación. Mueve la palanca de fricción A la derecha. 4. Si el péndulo de esta simulación se transfiere a la superficie de la luna, donde la aceleración de la gravedad es 1/6 menor a la de la tierra, ¿cómo afecta al periodo del péndulo? ______________________________________________________________________ ______________________________________________________________________ Verifica tu respuesta con la simulación. Seleccione la opción "luna" en la parte derecha de simulación. San Fernando College, departamento de ciencias