Física/Mecánica/Principios y Exploración
Período del péndulo: principios y exploración
Si haces el swing más largo, ¿cómo cambiará el tiempo para un viaje de ida y vuelta? El experimento del péndulo simple es una actividad que mide el período cambiando la longitud de la cuerda, la aceleración gravitacional y el ángulo inicial. Verifique la relación de raíz cuadrada que se mantiene en amplitudes pequeñas y compare el grado en que se desvía de la aproximación de ángulo pequeño cuando se agita con fuerza.
¿Cómo funciona?
Cuanto mayor sea la longitud y menor la gravedad, mayor será el período. En amplitudes grandes, el período aumenta en comparación con la aproximación de ángulo pequeño.
θ″ = −(g/L)senθ · T₀ = 2π√(L/g) (aproximación de ángulo pequeño)
Prueba esta investigación
- Arrastre y suelte el peso o presione el botón Ejecutar. Mida el tiempo entre pasar el punto más bajo en la misma dirección.
- Compare las longitudes de 0,5 m, 1 my 1,5 m con una gravedad de 9,8 m/s² y una amplitud de 10°. Mida 3 ciclos cada vez y registre el promedio.
- Compare las amplitudes de 10° y 60° a una longitud de 1 m y registre solo la gravedad a una amplitud de 10° convirtiéndola al valor de la luna.
Interpretación de resultados
¿Por qué cuadruplicar la longitud en amplitudes pequeñas duplica el período?
Dado que T₀ = 2π√(L/g), √4 = dos veces.
Supuestos y limitaciones
El peso es una masa de 1 kg y la cuerda no tiene masa y no se estira. Ignore la resistencia del aire, la fricción axial y la amortiguación. La fórmula del agotamiento sólo es precisa para amplitudes pequeñas. RK4 está a intervalos de 1/240 s y el período se mide interpolando el punto más bajo pasado.