Experimento: péndulo interrumpido

Autor: S. Gil y E. Rodríguez.
Fuente: Física re-creativa.

Para cursos “un poquito” avanzados. El objetivo de este experimento es el estudio de un péndulo con semi-períodos distintos usando un sistema de precisión para la medición de tiempos.
El dispositivo, inventado por Galileo, consiste en un péndulo de longitud L0 con una barra fija colocada a una distancia y del punto de sujeción que “interrumpe” la oscilación del mismo, como se indica en la figura. El movimiento de este sistema, en apariencia complejo, puede en principio considerarse como el movimiento de dos péndulos de distintas longitudes. El movimiento del lado derecho es un péndulo de longitud L0, mientras que el movimiento del lado izquierdo es similar al de un péndulo de longitud L1 = L0 – y.
Primera actividad: El objeto de esta parte es estudiar experimentalmente la validez de la hipótesis de que este péndulo puede ser considerado como la superposición de dos péndulos de distintas longitudes. Para ello se propone colocar un fotointerruptor en la vertical que pasa por el punto de suspensión y medir los tiempos de los semiperíodos izquierdos (Tiz) y derechos (Tder).
Medir Tiz y Tder para por lo menos cuatro valores distintos de y, para pequeñas oscilaciones (qmax<15º).
Representar gráficamente sus resultados de los semiperíodos izquierdos y derechos como función de y.
Superponer a este gráfico los valores de Tiz y Tder que se esperarían teóricamente para estas magnitudes. ¿Qué se puede concluir de esta comparación?
Segunda actividad: Un segundo estudio a realizar con este dispositivo, consiste en estudiar la conservación de la energía en este sistema. Para ello es preciso colocar dos goniómetros, uno en el punto de sujeción y otro centrado en la barra interruptora, de modo de poder medir los valores de las amplitudes derecha (qder 0) e izquierda (qizq 0).
También puede optarse por medir las alturas alcanzadas por la masa del péndulo en los puntos de máxima amplitud izquierda y derecha o alguna magnitud equivalente.
Para por lo menos tres valores distintos de y, graficar la energía potencial máxima alcanzada en la oscilación derecha en función de la energía potencial máxima en su oscilación izquierda para distintos valores de amplitud.
¿Qué se puede concluir de estos gráficos?

Contiene cálculos y fórmulas demostrativas.

Para descargar este experimento hacer clic aquí: http://www.mediafire.com/?on5eer1h541xovw