Pèndol simple
1 · Prediu
Si dobles la longitud d'un pèndol, què passa amb el seu període? Canviar el pes de la massa en canvia gens el període?
- Un pèndol més llarg té un període més llarg (oscil·la endavant i endarrere més a poc a poc); la massa no té efecte.
- Un pèndol més llarg té un període més curt (oscil·la endavant i endarrere més de pressa).
- Una massa més pesant oscil·la més a poc a poc, sigui quina sigui la longitud de la corda.
2 · Configura
- Obre el predefinit del Pèndol a l'espai de pràctica de mecànica.
- Comprova que la sonda de velocitat de la massa és viva al panell Matemàtiques: en llegiràs el valor màxim a baix de cada oscil·lació.
- Per a cada fila, defineix la massa, la longitud de la corda i l'angle de pujada des de la vertical, i deixa anar la massa.
3 · Recull dades
| Massa (kg) | Longitud de la corda (m) | Angle d'alliberament (°) | Període (s) | Velocitat màxima (m/s) |
|---|---|---|---|---|
| 1.00 | 1.00 | 15.00 | ||
| 1.00 | 1.50 | 20.00 | ||
| 1.00 | 2.00 | 10.00 |
Grafica el període (s) contra la longitud de la corda (m) per a les tres files. La relació és una recta?
4 · Analitza
- Per a una fila, calcula la velocitat màxima de la massa a baix de l'oscil·lació amb conservació de l'energia (½mv² = mgh, amb h = L(1 − cos θ₀)) i compara-la amb la lectura de la sonda. Coincideixen?
- Mira la columna del període a les tres files. Depèn de la massa de la massa oscil·lant? Fes servir la fórmula per explicar per què sí o no.
5 · Amplia
- La fórmula del període T = 2π√(L/g) assumeix angles de pujada petits. Prediu què passa amb el període real quan l'angle passa de 30°: el període mesurat a l'espai de pràctica continuaria coincidint amb la fórmula?
- A baix de l'oscil·lació, el pèndol es mou al màxim. On ha anat la seva energia potencial gravitatòria inicial, i per què el total es manté (gairebé) constant al llarg de moltes oscil·lacions?
La física al darrere d'aquest experiment
Període del pèndol (angle petit)
Per a angles de pujada petits, el període d'un pèndol simple depèn només de la seva longitud i de la gravetat: no de la massa ni de com de lluny es deixa anar.
Energia potencial gravitatòria
L'alçada que baixa la massa des del punt de pujada fins a baix de l'oscil·lació, h = L(1 − cos θ₀), fixa quanta energia potencial es converteix en cinètica, i per tant com de ràpid es mou la massa a baix.
Mecànica
- Tir parabòlic i energia cinètica
- Bola en una rampa: energia en un pla inclinat sense fricció
- Bloc en una rampa amb fricció: trobar el llindar de fricció estàtica
- Velocitat límit: caure amb arrossegament
- Laboratori de forces: segona llei de Newton
- Forces oposades: segona llei de Newton i quantitat de moviment
- Bola que rebota: pèrdua d'energia a l'impacte
- Col·lisions elàstiques i conservació de la quantitat de moviment
- Col·lisió inelàstica i conservació de la quantitat de moviment
- Pèndol de Newton: transferència de quantitat de moviment i energia
- Massa en un moll: moviment harmònic simple
- Moviment circular uniforme i força centripeta
138 fulls de treball de laboratori de física gratuïts i imprimibles