UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO
FACULTAD DE CIENCIAS
BÁSICAS COORDINACIÓN DE
FÍSICA
PÉNDULO DE TORSIÓN
Laboratorio de Física Experimental II, Universidad Del Atlántico,
Barranquilla.
This experience is divided into three parts
Resumen. where we intend to develop each of the
objectives in each of the parts of the
En esta práctica de laboratorio encontrábamos experience.
varios objetivos a desarrollar; en el primero de
estos se pretende determinar la constante de Key words.
torsión angular de un resorte en forma espiral, Spiral spring, constant of angular torsion,
el segundo objetivo pretende determinar el moment of inertia, rigid body, period of
momento de inercia, a partir del periodo de oscillation, axis of rotation.
oscilación de varios objetos o cuerpos rígidos,
para lo cual utilizaremos: un disco, un cilindro I. Introducción.
hueco, un cilindro macizo, y una varilla
metálica, y el último objetivo que, pretende Mediante esta experiencia se tienen varias
determinar el momento de inercia de dos finalidades u objetivos, el primero de estos es
masas como función de sus distancias al eje de determinar la constante de torsión angular de
rotación. un resorte en forma espiral, con el segundo
objetivo vamos a determinar el momento de
Esta experiencia se divide en 3 (tres) partes inercia a partir del periodo de oscilación de
donde pretenderemos desarrollar cada objetivo varios objetos o cuerpos rígidos, para lo cual
en cada una de las partes de la experiencia. utilizaremos: un disco, un cilindro hueco, un
cilindro macizo, y una varilla metálica, y el
Palabras claves. último objetivo, con el que determinar el
Resorte en espiral, constante de torsión momento de inercia de dos masas como
angular, momento de inercia, cuerpo rígido, función de sus distancias al eje de rotación.
periodo de oscilación, eje de rotación. Para cumplir con estos objetivos debemos
dividir la practica en 3 (tres) partes donde
Abstract. trabajaremos de forma diferente de acuerdo a
In this lab we found several objectives to las indicaciones de la guía de trabajo.
develop; in the first of these is to determine
the angular torsion constant of a spiral spring, Para esta experiencia es muy importante tener
the second objective is to determine the claros conceptos como: que es un péndulo de
moment of inertia from the oscillation period torsión, cómo realizar el cálculo del momento
of several objects, for which we will use: a de inercia, que son cuerpos rígidos, el
disc, a hollow cylinder, a solid cylinder, and a momento de torsión, y el momento de inercia
metal rod, and the last objective, which aims de una masa puntual.
to determine the moment of inertia of two
masses as a function of their distances from
the axis of rotation.
, UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO
FACULTAD DE CIENCIAS
BÁSICAS COORDINACIÓN DE
FÍSICA
II. Fundamento teórico. Cuando el cuerpo se aparta de la posición de
equilibro, haciéndolo girar en tomo al eje, el
El péndulo de torsión es un sistema que alambre se tuerce y ejerce un torque de
permite fijar un cuerpo sólido y hacerlo restitución τ sobre el cuerpo y este tendera a
oscilar alrededor de un eje fijo. volver a la posición de equilibrio,
ejecutando una serie de oscilaciones.
El sistema consiste de un resorte en espiral
unido a un eje de rotación en el que se Para ángulos de torsión pequeños el torque
colocan diferentes cuerpos para medir su resulta proporcional al desplazamiento
periodo de oscilación, el cual depende de angular θ (versión de la Ley de Hooke
sus momentos de inercia (Fig. 1). Se usa un análoga a F=−kx , es decir:
cronometro para el tiempo de media
oscilación (Fig. 2), mediante un sensor que τ =−kθ Ecuación (1)
registra el movimiento de la varilla u objetos
(Fig. 3). En donde k se conoce como la constante de
torsión.
El torque recuperador k proporciona una
aceleración angular α y de acuerdo a la
segunda ley de Newton para el movimiento
Varilla
Masas de rotación:
2
d θ
τ =Iα=I ( 2 ) Ecuación (2)
dt
Siendo I el movimiento de inercia del
péndulo de torsión alrededor del eje
perpendicular que pasa por su centro de
masa.
Resorte en espiral
Al igualar las ecuaciones (1) y (2), nos
Base de trípode queda:
2
d θ k
( ) ()
dt
2
=−
I
θ Ecuación (3)
Fig. 1
Esta ecuación (3), podemos identificarla
como la de un movimiento armónico simple,
cuya frecuencia angular es:
k
ω=
I√
Y el periodo corresponde a:
I
Tiempo (s)
de
Sensor
T =2 π
√ k
Fig. 1 Fig. 3
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BÁSICAS COORDINACIÓN DE
FÍSICA
PÉNDULO DE TORSIÓN
Laboratorio de Física Experimental II, Universidad Del Atlántico,
Barranquilla.
This experience is divided into three parts
Resumen. where we intend to develop each of the
objectives in each of the parts of the
En esta práctica de laboratorio encontrábamos experience.
varios objetivos a desarrollar; en el primero de
estos se pretende determinar la constante de Key words.
torsión angular de un resorte en forma espiral, Spiral spring, constant of angular torsion,
el segundo objetivo pretende determinar el moment of inertia, rigid body, period of
momento de inercia, a partir del periodo de oscillation, axis of rotation.
oscilación de varios objetos o cuerpos rígidos,
para lo cual utilizaremos: un disco, un cilindro I. Introducción.
hueco, un cilindro macizo, y una varilla
metálica, y el último objetivo que, pretende Mediante esta experiencia se tienen varias
determinar el momento de inercia de dos finalidades u objetivos, el primero de estos es
masas como función de sus distancias al eje de determinar la constante de torsión angular de
rotación. un resorte en forma espiral, con el segundo
objetivo vamos a determinar el momento de
Esta experiencia se divide en 3 (tres) partes inercia a partir del periodo de oscilación de
donde pretenderemos desarrollar cada objetivo varios objetos o cuerpos rígidos, para lo cual
en cada una de las partes de la experiencia. utilizaremos: un disco, un cilindro hueco, un
cilindro macizo, y una varilla metálica, y el
Palabras claves. último objetivo, con el que determinar el
Resorte en espiral, constante de torsión momento de inercia de dos masas como
angular, momento de inercia, cuerpo rígido, función de sus distancias al eje de rotación.
periodo de oscilación, eje de rotación. Para cumplir con estos objetivos debemos
dividir la practica en 3 (tres) partes donde
Abstract. trabajaremos de forma diferente de acuerdo a
In this lab we found several objectives to las indicaciones de la guía de trabajo.
develop; in the first of these is to determine
the angular torsion constant of a spiral spring, Para esta experiencia es muy importante tener
the second objective is to determine the claros conceptos como: que es un péndulo de
moment of inertia from the oscillation period torsión, cómo realizar el cálculo del momento
of several objects, for which we will use: a de inercia, que son cuerpos rígidos, el
disc, a hollow cylinder, a solid cylinder, and a momento de torsión, y el momento de inercia
metal rod, and the last objective, which aims de una masa puntual.
to determine the moment of inertia of two
masses as a function of their distances from
the axis of rotation.
, UNIVERSIDAD DEL ATLÁNTICO
FACULTAD DE CIENCIAS
BÁSICAS COORDINACIÓN DE
FÍSICA
II. Fundamento teórico. Cuando el cuerpo se aparta de la posición de
equilibro, haciéndolo girar en tomo al eje, el
El péndulo de torsión es un sistema que alambre se tuerce y ejerce un torque de
permite fijar un cuerpo sólido y hacerlo restitución τ sobre el cuerpo y este tendera a
oscilar alrededor de un eje fijo. volver a la posición de equilibrio,
ejecutando una serie de oscilaciones.
El sistema consiste de un resorte en espiral
unido a un eje de rotación en el que se Para ángulos de torsión pequeños el torque
colocan diferentes cuerpos para medir su resulta proporcional al desplazamiento
periodo de oscilación, el cual depende de angular θ (versión de la Ley de Hooke
sus momentos de inercia (Fig. 1). Se usa un análoga a F=−kx , es decir:
cronometro para el tiempo de media
oscilación (Fig. 2), mediante un sensor que τ =−kθ Ecuación (1)
registra el movimiento de la varilla u objetos
(Fig. 3). En donde k se conoce como la constante de
torsión.
El torque recuperador k proporciona una
aceleración angular α y de acuerdo a la
segunda ley de Newton para el movimiento
Varilla
Masas de rotación:
2
d θ
τ =Iα=I ( 2 ) Ecuación (2)
dt
Siendo I el movimiento de inercia del
péndulo de torsión alrededor del eje
perpendicular que pasa por su centro de
masa.
Resorte en espiral
Al igualar las ecuaciones (1) y (2), nos
Base de trípode queda:
2
d θ k
( ) ()
dt
2
=−
I
θ Ecuación (3)
Fig. 1
Esta ecuación (3), podemos identificarla
como la de un movimiento armónico simple,
cuya frecuencia angular es:
k
ω=
I√
Y el periodo corresponde a:
I
Tiempo (s)
de
Sensor
T =2 π
√ k
Fig. 1 Fig. 3
