UNIVERSIDAD DE CARTAGENAFACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALESPNDULO DE TORSIN

1. OBJETIVOS: Determinar estticamente la constante de torsin de un alambre de cierta longitud con la precisin del 10%. Determinar el momento de inercia de la varilla, a partir de su periodo de oscilacin con un 10% de precisin. Determinar la dependencia del periodo de vibracin con la longitud y el grosor de la varilla.

2. SISTEMASistema 1: El experimento consiste tal como se muestra en la fig.1 tenga cuidado de que la barra debe estar perpendicular a la varilla. Para la determinacin esttica del mdulo de torsin el dinammetro debe estar perpendicular a la varilla y determinar la fuerza realizada para rotar la varilla 200 .

Fig.1 montaje experimental para la determinacion del modulo de torsion de varias barras.

Sistema 2: colocar masa iguales a una distancia L medida desde el centro de la varilla y medir el periodo de oscilacin.Obtenga el periodo como un valor medio de un nmero determinado de medidas cambiar la distancia L de las masas y tomar nuevamente el periodo.

3. MODELO TEORICOCuando la varilla se deja girar un ngulo pequeo el alambre ejerce un torque de restitucin que es proporcin a la rotacin de la varilla: En donde la constante de proporcionalidad k es caracteristica de cada material y se llama constante de torsion.Si el sistema se deja oscilar su periodo de oscilacion T viene dado por:

En donde I es el momento de inercia de la varilla.

Si colocamos dos cuerpos de masa m simetricamente en la varilla a una distancia fija Medida desde el centro, el periodo de oscilacion esta dado por:

Siendo I=2ml2 en el momento de inercia de las dos masas.En este modelo se admite que las masas sean puntuales.

4.DISEO EXPERIMENTALEquipo y material

Un pndulo de torsion Un juego de pesas Cronometro automatico Dinamometro de 1N

Sistema 1: se suspende el sistema varilla-alambre del soporte fijo, se ubica a cada lado un soporte con poleas que sirve para mantener las cuerdas paralelas entre si y permiten que sean siempre perpendiculares al radio de la varilla. Un tercer soporte se coloca debajo para sostener un transportador. Con la escala graduada en ngulos ( 1 grado) se puede medir el desplazamiento angular de la varilla. Los pesos se colocan en los platillos para producir la desviacion angular.

Sistema 2: se colocan pesos a una distancia l medida desde el centro de la varilla y se mide el periodo de oscilacion.

LINEALIZACION DEL MODELO

La obtencion de k se puede obtener directamente del grafico t contra segn el primer modelo.Transforme adecuadamente la euacion 3 hasta obtener la ecuacion lineal de la forma y - mx +b.Del grafico linealizado usted debe obtener el valor del momento de inercia de la varilla I y con el valor obtenido mediante la ecuacion teorica del momento de inercia de una varilla.

REFERENCIAS Serway, Raimond. Fsica, tomo I,5. Edicion. McKelvy-Grotch,FISICA PARA CIENCIAS E INGENIERIAS,PAGS.:272,277: ejemplo 7.6.4 Alonso-Finn,FISICA,Tomo I,Mecanica.pag.370,ejemplo 12.8