Cinemática Del Movimiento Circular Uniformemente Variado

Práctica No. 1
“Cinemática del Movimiento
Circular uniformemente variado”

Universidad de San Carlos de Guatemala

Facultad de Ingeniería

Departamento de Física

Laboratorio de Física 1

10 de Junio 2011

Resumen

1. Objetivos
2. Marco Teórico

3. Diseño Experimental

Para la realización del experimento con el que buscamos validar las hipótesis planteadas, hemos escogido unmodelo que contiene los siguientes materiales:

1- Un disco con su eje
2- 2 metros de hilo de cáñamo
3- cinta métrica
4- Cronómetro
5- Soporte de masa de 10g.
6- un vernier
7 – Trípode en forma de V
8- Una varilla de un metro
9 – Mordaza Universal

Con este equipo, montado, deseamos tomar el número de tiempo que tarda la masa en hacer girar el disco, a medida que va cayendo. Usamos,para este fin, un cronómetro, que llevará el conteo de la cantidad de segundos (más milisegundos) que tarda el disco en dar x número de vueltas. El proceso de toma de datos es el que sigue a continuación:

Diagrama de Flujo

[pic]

[pic]
Una vez realizado todo lo anterior, se realizó la comprobación de los resultados para verificar las fórmulas y las hipótesis, y ver los rangos deincertezas.

4. Resultados

La tabla con los datos tomados en el experimento descrito anteriormente la podemos ver en el anexo Am (Tabla 1 y 2). A la hora de graficar esta tabla, podemos ver que la figura resultante es una curva, (Ver gráfico 1 del anexo). Si linealizamos los datos usando la relación de Z = t ^2, la gráfica resultante se asemeja a una recta. (Ver tabla 3 y gráfico 2 del anexo).
Esimportante que la gráfica sea una recta, de lo contrario el modelo propuesto irá mal.
Una vez comprobado esto, al tener la gráfica como una recta garantizamos que la velocidad angular suba de manera constante. Para encontrar la fórmula empírica que mida esta velocidad, tomamos dos rectas con pendientes distintas, y de ellas llegamos a una fórmula empírica general que es la que sigue:

[pic]Ec. 4-1

Con Δ a = 0.09 Δ b = 1.35

Los cálculos que rigen esta ecuación los podemos ver en los Anexos, sección de Cálculos 1.

Para generar una ecuación empírica que nos permita medir la aceleración angular del sistema, realizamos una tabla que contrapone la velocidad angular con el tiempo instantáneo. (Ver tabla no. 4 y gráfico no. 3 de anexos)
Siguiendo la misma línea dela velocidad, trazamos a la recta de la gráfica dos rectas con pendientes distintas, y sacando una recta promedio de ellas, proponemos el siguiente modelo empírico:

[pic] Ec. 4-2

Con Δ a = 0.09 y Δ b = 2.14

Los cálculos que rigen esta ecuación los podemos ver en los anexos, sección de cálculos 2.

5. Discusión de resultados

De los gráficos 1 y 2 del anexo, hemos podidocomprobar que, en el sistema del disco y masa, la aceleración angular, al ser lineal, significa que permanece constante a lo largo del experimento con un mínimo de incerteza.
Ahora bien, si esta aceleración es constante, entonces podemos predecir el radio del disco a partir de esta suposición comprobada en las gráficas y las propuestas de modelos empíricos.
En la sección 3 de los Cálculos, en elanexo, podemos ver que gracias a que hemos comprobado que la aceleración permanece constante, podemos calcular el radio del disco, con la ecuación empírica. El Valor que nos da queda dentro de los rangos de incerteza de la medida real tomada.

Radio Empírico = 2.2 Cm. Con incerteza de +- 1.05 cm.

Radio Real = 1.92 cm.

6. Conclusiones

En base a todo lo visto anteriormente, podemosconcluir que:

1- Hemos comprobado, en base al experimento, que a medida que la velocidad angular cambiar, la aceleración angular se mantiene constante, algo que va muy de acuerdo con las fórmulas teóricas expuestas.
2- Entre más alta sea la incerteza en los cálculos hay más probabilidad de error en ellos.
3-Debido a su aceleración constante, con un mínimo de error, es posible predecir el radio...