Catálogo general eXperimentos de FísiCa

OsCILACIOnEs
P1.5.4
Péndulo acoplado - Medición con cronómetro (P1.5.4.1)
No de Cat. Artículo
346 45 Péndulo doble 1 1
300 02 Trípode en forma de V, 20 cm 2 2
300 44 Varilla de soporte, 100 cm, 12 mm Ø 2 2
300 42 Varilla de soporte, 47 cm, 12 mm Ø 1 1
301 01 Mordaza múltiple de Leybold 4 4
460 97 Escala metálica, 0,5 m 1 1
309 48ET2 Sedal, 10 m, juego de 2 1 1
313 07 Cronómetro portátil I, 30 s/0,1 s 1
337 47USB VideoCom USB 1
300 59 Tripode 1
Adicionalmente se requiere:
PC con Windows 2000/XP/Vista/7
Salto de fase de la oscilación acoplada, registrada con VideoCom (P1.5.4.2)
0 ExpErIMEnTOs DE FísICA
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P1.5.4.1
P1.5.4.2
1
MECánICA
Dos péndulos acoplados oscilan en fase con la frecuencia angular
w +, siempre que estos hayan sido desviados de su posición de reposo
la misma distancia. Si el segundo péndulo es desviado en dirección
contraria, los péndulos oscilan en contrafase con la frecuencia
w –. Si solo se desvía a uno de los péndulos, entonces se produce
una oscilación acoplada con la frecuencia angular dada por
ω + ω
ω =
+ −
2
en la que la energía de la oscilación entre ambos péndulos es transmitida
de una lado a otro. El primer péndulo deviene al estado de
reposo después de un tiempo dado, mientras que el segundo péndulo
alcanza al mismo tiempo su mayor amplitud. Luego se repite
el proceso pero en sentido inverso. El tiempo entre un estado de
reposo al siguiente se le denomina periodo de batidos T S. Para la
frecuencia de batido respectiva se cumple que:
ω = ω − ω
s
+ −
Acoplamiento de oscilaciones
P1.5.4.1
Péndulo acoplado - Medición con
cronómetro
P1.5.4.2
Péndulo acoplado - Registro y evaluación
con VideoCom
El objetivo del experimento P1.5.4.1.es la observación de las oscilaciones
en fase, en contrafase y acopladas. Las frecuencias angulares
w +, w –, w S y w se calculan a partir de los periodos T +, T –, T S y T
medidos con el cronómetro y se las compara entre sí.
En el ensayo P1.5.4.2 se registra el movimiento acoplado de ambos péndulos
con la cámara CCD VideoCom unidimensional. El resultado de
ello son los diagramas recorrido-tiempo s 1(t) y s 2(t) de ambos péndulos
1 y 2, a partir de los cuales se calculan los diagramas recorrido-tiempo
s +(t) = s 1(t) + s 2(t) del movimiento en fase puro y s –(t) = s 1(t) – s 2(t) del
movimiento en contrafase puro. Mediante la transformada de Fourier
se determina las frecuencias propias respectivas. La comparación
identifica las dos frecuencias propias de las oscilaciones acopladas
s 1(t) o s 2(t) como las frecuencias propias w + de la función s +(t) y w – de
la función s –(t).