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Laboratorio de Física I

LABORATORIO N 3

DINÁMICA CIRCULAR CON EL MODULO DE MOVIMIENTO CIRCULAR

Tópicos Relacionados
Movimiento Circular, Segunda Ley de newton, Estática, Oscilaciones.

1.

OBJETIVOS:

-
-
-

Analizar el movimiento circular uniforme
Determinar el periodo de un cuerpo en movimiento circular
Cuantificar la fuerza centrípeta que actúa sobre una masa

2.EQUIPOS Y MATERIALES:

-
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-
-
-
-
-

Un (01) Modulo de Movimiento Circular
Un (01) Porta masa
Un (01) juego de masas
Una (01) Balanza
Un (01) cronómetro
Una (01) cinta métrica de 2 m
Llaves de Ajuste

3.

FUNDAMENTO TEORICO:

El movimiento circular es común en la naturaleza y en nuestra
experiencia diaria. La Tierra gira en una órbita casi circular alrededor del
Sol; la Lunaalrededor de la Tierra. Las ruedas giran en círculos, los
coches describen arcos circulares cada vez que doblan una esquina,
etc.

En el lenguaje común diríamos que si el módulo de la velocidad es
constante, no existe aceleración, pero como la velocidad no sólo posee
módulo, sino dirección, en este caso cuando un cuerpo describe un
círculo, la dirección está variando constantemente, ydebido a esto la
partícula también sufre aceleración.

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Laboratorio de Física I

Newton fue uno de los primeros en reconocer la importancia del
movimiento circular. El demostró que cuando una partícula se mueve
con velocidad constante “v” según un círculo de radio “r”, posee una

aceleración de valor

v 2
r

dirigida hacia el centro del círculo. Esta

aceleración se llamaAceleración Centrípeta, es decir:

ac

v 2
r

(1)

como esta aceleración actúa sobre la masa “M” de la partícula,
tendremos LA FUERZA CENTRIPETA

FC MaC

Como la aceleración centrípeta tiene una magnitud

acϖ 2⋅ r 4 2⋅ f 2⋅ r

(2)

(3)

donde “” es la frecuencia angular y f la frecuencia, en resumen
podemos cuantificar la fuerza centrípeta como:

Fc 4 2⋅ f 2⋅r⋅ M

(4)

Esta fórmula nos servirá para realizar nuestro experimento y llevar a
cabo los objetivos propuestos.

4.

PROCEDIMIENTO:

El experimento que realizaremos, tendrá tres partes:

A.

Determinación de la magnitud de la Fuerza efectuando
mediciones de la frecuencia f, del radio r y de la masa M del
cuerpo.

1.

Mediante la balanza mida la masa M, anótelo.
M = ________

28Laboratorio de Física I

2.

3.

4.

5.

6.

Usando la varilla delgada con su base como indicador del
dispositivo mecánico, elija un radio r, mida este y anote su
valor. Ajuste los tornillos de sujeción.
r = ________

Desajuste el tornillo del eje de soporte y deslice la varilla de
soporte de la masa M, hasta que el indicador coincida con el
extremo inferior de la masa quetermina en punta. Ajuste el
tornillo.

En la misma varilla de soporte de la masa M, existe un
contrapeso, deslícelo hasta que se ubique a la misma
distancia de la masa, respecto al eje de soporte, con la
finalidad de lograr equilibrio al momento de rotación. Ajuste el
tornillo del contrapeso.

El eje del soporte también posee un resorte, el cual debe
conectarse a la masa M, conecte elresorte a la masa.

Usando el eje de soporte, haga girar la masa M hasta lograr
que coincidan el indicador y el extremo inferior de la masa,
manténgalo girando mediante impulsos suaves al eje, para
lograr el movimiento circular con el radio “r”, entonces
habremos logrado aproximadamente un movimiento circular
uniforme en un plano horizontal, tal como se muestra en la
figura Nº1.

29Laboratorio de Física I

FIGURA Nº 1: Modulo de Movimiento Circular

7.

Usando el cronómetro, mida el tiempo que demora la masa M
en efectuar 10, 15, o 20 revoluciones, llene las Tabla Nº 1, y
determine el valor de la frecuencia, que se evalúa mediante:

f

nº de revolucion es
tiempo



N
t

(5)

TABLA Nº 1

8.

Usando la ecuación de la fuerza centrípeta reemplace...