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“PENDULO DE FOUCAULT”

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by

fernanda sanchez garcia

on 14 November 2013

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Transcript of “PENDULO DE FOUCAULT”

“PENDULO DE FOUCAULT”


OBJETIVO GENERAL



OBJETIVOS ESPECIFICOS





Demostrar de una manera clara y concisa la rotación de la tierra por medio del experimento de Foucault.





Aprender a hacer uso práctico y teórico del péndulo de Foucault teniendo en cuenta todas sus variaciones y empleándolo a una medida a escala.
Investigar y poner en práctica los conceptos de inercia, sistemas de referencia inercial utilizados en la construcción de los péndulos.

HISTORIA


León Foucault: Físico francés nacido el 19 de Septiembre de 1818 en París y muerto el 11 de Febrero de 1868. Está considerado como el fundador de los grandes telescopios. Foucault trabajó en la determinación de la velocidad de la luz junto a ArmandFizeau.

COMO FUNCIONA EL PÉNDULO
Foucault puso en movimiento un péndulo que era una unión de una pesada barra metálica de aproximadamente un metro pegado a un torno, un cable de acero y una esfera bañada en oro con una punta al final para indicar su movimiento; el péndulo pesaba 28 kilos y medía 67 metros de largo, y registró que el nivel de oscilación
¿QUÉ ES UN PÉNDULO?

Tenemos un péndulo cuando colgamos un objeto en un punto fijo, mediante una cuerda. En reposo, el objeto colgado queda justo bajo la vertical del punto de suspensión. Si se desplaza el cuerpo de esta posición de equilibrio y se le deja libre, éste comenzará a oscilar en forma regular. 



ROTACIÓN DE LA TIERRA

En un día, la Tierra da una vuelta completa alrededor de un eje imaginario que pasa por los polos. Este movimiento de rotación, en dirección Oeste-Este, produce la impresión de que es el cielo el que se desplaza sobre nosotros en el sentido opuesto.
¿Qué es la inercia?
La inercia es la propiedad de la materia de resistir a cualquier cambio en su movimiento, ya sea en dirección o velocidad.

El Momento de Inercia, también denominado Segundo Momento de Área; es una propiedad geométrica de la sección transversal de los elementos estructurales.

HIPOTESIS
• ¿Si al diseñar el péndulo de Foucault a escala sucedería lo mismo que en el original; se mantendrían los mismos resultados; en que podría variar sus resultados; por qué variarían o no estos resultados?
• ¿El péndulo a escala con el que se haría el experimento también tendría las mismas oscilaciones q el original?
• ¿En qué influirían los materiales con los cuales se haría el experimento de Foucault a escala?
• ¿Se podría explicar otros temas curiosos con dicho experimento y no solo su explicación de la rotación de la tierra?




MATERIALES Y PROCEDIMIENTO PARA REALIZAR EL EXPERIMENTO


MATERIALES
• Plywood de 24 pulgadas
• Tornillos de jipson
• Varilla de acero de 1”
• Pintura en spray (celeste, blanca y negra)
• Motor eléctrico de 110 V
• Bola de plástico (rellenada con arena)
• Lámina de A.C.M. de 36 pulgadas
• Silicón

ANALISIS DE RESULTADO
PERIODO:
En física, período de oscilación es el intervalo de tiempo entre 2 puntos equivalentes de una onda u oscilación, y se puede encontrar de la siguiente formula:

- El periodo de oscilación de la tierra corresponde al tiempo que ella se demora en rotar sobre su propio eje lo que conocemos como un día el cual es:

- El periododo del pendulo corresponde al tiempo que se demora en realizar una oscilacion completa donde L=xcm y g=9.8m/s2

VELOCIDAD ANGULAR

La velocidad angular es una medida de la velocidad de rotación. Se define como el ángulo girado por una unidad de tiempo y se designa mediante la letra griega ω. Su unidad en el Sistema Internacional es el radián por segundo (rad/s).

- La velocidad angual de la tierra es la velocidad con la que la tierra rota y se describe d la siguente manera.

- la velocidad angular del pendulo se define por medio de la siguiente ecuacion.


¿QUÉ ES UN SISTEMA DE REFERENCIA INERCIAL?
La solución que dio la mecánica de Newton al problema de los sistemas de referencia (SR) se basa en el descubrimiento que había hecho antes Galileo (1564-1642),de que no es posible distinguir entre los acontecimientos físicos que ocurren en un SR el reposo o en cualquier otro SR con movimiento rectilíneo y uniforme (MRU). Tales SR (en reposo o con movimiento rectilíneo y uniforme respecto de un SR en reposo) se llaman sistemas de referencia inerciales (SRI).
VELOCIDAD DE CENTRO DE MASAS

El centro de masas no es un punto fijo, sino que puede desplazarse cuando lo hacen las partículas del sistema. Obtenemos su velocidad derivando la definición respecto al tiempo, también se puede encontrar multiplicando la velocidad angular por el radio respectivo.

- la velocidad de centro de masas de la tierra esta definida por su radio de 6371km y su velocidad angular es de 7.292x10-5

- la velocidad de centro de masa del pendulo esta descrito por las siguientes condiciones.




MOMENTO DE INERCIA

El momento de inercia (símbolo I) es una medida de la inercia rotacional de un cuerpo. Cuando un cuerpo gira en torno a uno de los ejes principales de inercia, la inercia rotacional puede ser representada como una magnitud escalar llamada momento de inercia; para el caso de la tierra la ecuación que se utiliza es la siguiente.


- El momento de inercia de la tierra es dado como el momento inercial de una esfera sólida.


- El momento inercial del péndulo es igual al de una esfera sólida.





ENERGIA CINETICA


La energía cinética de un cuerpo es aquella energía que posee debido a su movimiento. Se define como el trabajo necesario para acelerar un cuerpo de una masa determinada desde el reposo hasta la velocidad indicada.



- La energía cinética de la tierra se realizaría entonces:



- La energía cinética del péndulo tendría entonces:



CONCLUSIONES

- En el presente se aprendió acerca de la rotación y traslación, acerca de los momentos inerciales y sistemas de referencia que actúan en la tierra.

- Se aprendió a como trabajar óptimamente en grupo para realizar un bueno proyecto.

- Se observó que el péndulo de Foucault sirve para poder demostrar la rotación de la tierra.

- El péndulo de Foucault hecho a escala varía en algunos puntos por la variación de la masa.

- Se observó que los materiales del péndulo si influyen en los resultados del experimento.
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