laboratorio numero 6

8/20/2019 Laboratorio Numero 6

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LABORATORIO Nº 6“DINÁMICA DE ROTACIÓN”

Lugar de realización de r!c"ica# Laboratorio deFacultad de Ciencias

Ti"ul$ de la rac"ica# Dinámica de rotación

%r$&e'$re' re'$n'a(le' de la r!c"ica#

Ing. Altuna Díaz Isaac GabrielIng. Cisneros Ramos Luis Hugo

Realizad$ $r# ME)A# B

ALB!R"# $!%"A&'A CARL#% A(G(%"#G#$!' )ACH!C# L(I% ALB!R"#%AR$I!&"# H(G# GAR*

)ección# B

*ec+a de realización de r!c"ica# +, - + / +

LIMA , %ER-OB.ETI/O) 0ENERALE)#

-NI/ER)IDAD NACIONAL DE IN0ENIERIA

*AC-LTAD DE IN0ENIERIA 1-IMICA 2 TE3TIL

NOTA DEL


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• #bser0ar un sistema mecánico en el cual se con1ugan los mo0imientosde traslación de una 2artícula 3 la rotación del cuer2o rígido.

• Analizar dic4o sistema mecánico a 2artir de las le3es dinámicas detraslación 3 rotación5 o alternati0amente5 del 2rinci2io de conser0ación

de la energía.• Interiorizar el conce2to de inercia rotacional.• Reconocer el carácter aditi0o del momento de inercia 3 0eri6icar el

teorema de e1es 2aralelos.• Determinar el error en el 2roceso de $edición

*-NDAMENTO TEORICO#

!l mo0imiento de rotación está 2resente en todas 2artes. La tierra giraalrededor de su e1e. Las ruedas5 los engrana1es5 las 47lices5 los motores5 el e1e

de transmisión de un coc4e5 los discos com2actos5 los 2atinadores sobre 4ielocuando realizan sus 2iruetas5 todo gira.La energía cin7tica de un sistema es la suma de las energías cin7ticas de las2artículas 8ue lo 6orman. Cuando un sólido rígido gira en torno a un e1e 8ue2asa 2or su centro de masas las 2artículas describen un mo0imiento circular entorno a dic4o e1e con una 0elocidad lineal distinta seg9n sea la distancia de la2artícula al e1e de giro 2ero todas giran con la misma 0elocidad angular :5 3a8ue en caso contrario el sólido se de6ormaría. La relación entre ambas0elocidades a2arece en la 6igura siguiente;

La energía cin7tica del sólido causada 2or el mo0imiento de rotación seráentonces;

!l sumatorio es el momento de inercia del sólido con res2ecto al e1e de

rotación5 luego;

http://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/leyes/leyes.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/teca/teca.shtmlhttp://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/dinamsist/energiasist.htmlhttp://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/solido/minercia.htmlhttp://www.monografias.com/trabajos4/leyes/leyes.shtmlhttp://www.monografias.com/trabajos10/teca/teca.shtmlhttp://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/dinamsist/energiasist.htmlhttp://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/solido/minercia.htmlhttp://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtml


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!sta energía corres2onde a la energía cin7tica interna5 3a 8ue tiene estáre6erida al centro de masas. %i 7ste a su 0ez se está mo0iendo con res2ecto aun origen5 la energía cin7tica total del sólido se calculará sumando la energíacin7tica de rotación 3 la de traslación del centro de masas ternas


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*uerza' c$n'er:a"i:a'; a8uella cu3o traba1o realizado entre dos 2untos node2ende de la tra3ectoria5 sino solamente de la 0ariación de energía 2otencial8ue generan 2eriencia5 estos

6ueron;

(n 2ar de rieles 2aralelos.(na rueda de $a>Eell.(n cronometro digital.

(n 2ie de re3.(na regla milimetrada.(na balanza.(n ni0el de burbu1a.

• &i0elar el 2lano 8ue sir0e de so2orte a los rieles5 2ara esto a3udarse delni0el de burbu1a.

• $ar8ue en los rieles los 2untosA+5 A5 A5 A5 A5 se2arados unos + cmentre sí5 como se 0e en la 6igura antes 0ista.

•

$ida con el 2ie de re3 el diámetro del e1e cilíndrico5 así como tambi7nlas di0ersas dimensiones de la rueda de $a>Eell 8ue se a2o3a sobre los


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rieles5 las cuales serán necesarias 2ara obtener el momento de inerciade los sólidos 8ue con6orman la rueda de $a>Eell.

• Fi1e la inclinación de los rieles de manera 8ue la rueda e>2erimente unmo0imiento de rodadura 2ura 2eriencia lo más recomendablees 8ue se traba1e con el 2romedio de todos los tiem2os reco2ilados en el

2resente laboratorio.

E3%ERIENCIA DE LA %RIMERA INCLINACIÓN

A4ora el cuadro es la reco2ilación de los 2romedios de los tiem2os 2ara cadatramo A+ Ai


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E3%ERIENCIA DE LA )E0-NDA INCLINACIÓN

A4ora el cuadro siguiente es 2ara la segunda e>2eriencia es decir 2ara lasegunda inclinación recuerde 8ue solo se mide 2ara una sola distancia

CALC-LANDO RE)%ECTO A LA E3%ERIENCIA DE LA %RIMERAINCLINACIÓN#

De"er7inar 'i el 7$:i7ien"$ e' acelerad$

A4ora cómo determinamos si el mo0imiento es acelerado o noM (na 6orma

será 0er la gra6ica 3 la de2endencia de la 2osición res2ecto al tiem2o 3 0er siesta gra6ica al tomarle 2endiente en un 2unto esta es 2ositi0a o no? 3a 8ueestá 2endiente será la 0elocidad de la rueda de $a>Eell 3 si esta es 2ositi0a2ara todo el tramo entonces el mo0imiento es acelerado.

)a(e7$' ue el a9u'"e 74ni7$ cuadr!"ic$ 'e calcula de la 'iguien"e7anera ; c$n la' 'iguien"e' :aria(le'

Reconociendo las 0ariables de2endiente 3 la 0ariable inde2endiente

; Nariable de2endiente del tiem2o*; Nariable inde2endiente

A1uste de cur0as


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%iendo; n @

De donde;

• .+ @ +.Ja J.Kb c

• .+ @ KJ.Ka +.Jb J.Kc

• .,+ @ ,J.a ,.Kb +.Jc

Resol0iendo

• a @ 5.+/

• b @ /J5K.+/

• c @ +.+,K

!ntonces;

• 3 ?8@@"? 8FG@" H @6F

Rere'en"and$ la gra&ica de la


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a @5,.+/ mPs

B=La :el$cidad del cen"r$ de 7a'a en AG

%abemos de la teoría 8ue la aceleración del centro de masa estambi7n la aceleración 3 la 0elocidad del centro de masa es tambi7nla 0elocidad tangencial de un 2unto e>terior.

Nc.m @ 0 @ d J@ 7K'

C= La :el$cidad angular de la rueda en el in'"an"e "G

%e sabe lo siguiente 0t @ E.r

> 0elocidad angular 3 r > radio de la rueda

@ 0t P r

@ +.+mPs P ,.>+/ @ +.J radPs

D= alland$ el M$7en"$ de Inercia Teóric$ ara el di'c$ deMaell#

!n la ecuación

$g4+ @$g4 Q $NG Q IGNGPR


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*= có7$ in&lu;e la l$ngi"ud del rec$rrid$ '$(re el :al$r de IP

"enemos la aceleración 8ue es contante 2ara cada 2unto seg9n la anterior

A4ora calculamos el IG 2ara cada 2unto establecido seg9n la ecuación


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M$7en"$ de inercia del cilindr$ +uec$#


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Nemos 8ue no tener el 0alor de la densidad es un 2roblema 2ara obtener el

momento de inercia total5 entonces 2rocedemos a calcularla;

"enemos; V @ $"#"AL P XNol9menes @+.J, Sg P K5>+/, m

Reem2lazamos;

I total @ ,5J + / Sg m

OB)ER/ACIONE) 2 RECOMENDACIONE)#

• )ara realizar una adecuada e>2eriencia de laboratorio es recomendable58ue el 2lano donde se realiza la e>2eriencia este ni0elado 2ara 8ue elmo0imiento de rodadura sea o2timo.

•

!s de 2re6erencia 8ue la 2ersona 8ue uso el cronometro 2osea unacierta 2recisión 8ue contribuirá a 8ue la e>2eriencia realizada sea más2recisa en cuanto res2ecta a los cálculos.

• )ara obtener un tiem2o adecuado 2ara cada e>2eriencia lo másrecomendable es 8ue se traba1e con el 2romedio de todos los tiem2osreco2ilados en el 2resente laboratorio.

• !0itar lanzar la rueda de $a>Eell 2ara 8ue esta se deslice en el riel5 esde 2re6erencia lle0arla al 2unto más ele0ado 3 soltarlo5 2ara 8ue eltraba1o realizado sea realizada solo 2or la 6uerza gra0itatoria5 lo cualagudizará más los resultados obtenidos al realizar la e>2eriencia.

CONCL-)IONE)#

• La rueda no era uni6orme debido al desgaste ocasionado 2or el riel 2or lo 8ue no 2odemos decir 8ue el resultado del momento de inercia seae>acto en todas sus dimensiones analizadas.

• Las mediciones realizadas en el 2resente la introducen una ciertaincertidumbre.

• !s necesario 2ara la conser0ación de energía eliminar cual8uier 6actor e>terno como 6uerza de rozamiento o la 6alta de uni6ormidad en lasu2er6icie de los rieles.

• !l 2resente traba1o nos a3uda a tener claro los conce2tos deconser0ación de energía e introducirnos al cálculo del momento inercial.

• "eniendo el uso correcto de ci6ras signi6icati0as5 4ace 8ue el 2resentetraba1o gane solides con res2ecto a los cálculos 4ec4os en el mismo.

BIBLIO0RA*QA#

• $arcelo Alonso !dEard Finn P Física P 2áginas


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