Fisica aceleracion angular

Universidad de Chile
Programa Académico de Bachillerato

Laboratorio de Física 1

Cinemática de Movimiento circular y Aceleración Angular


Resumen

Introducción

Resumen Teórico

En esta sesión de laboratorio desarrollamos dos experiencias, la primera corresponde a a la cinemática del movimiento circular y tienecomo finalidad determinar experimentalmente los parámetros cinemáticos de un cuerpo que describe un movimiento circular. En la segunda experiencia tenemos como objetivo investigar la relación entre dos factores, estos son el torque y la inercia rotacional del objeto con el conocimiento de la aceleración angular del cuerpo.
El movimiento circular es aquel en donde la trayectoria recorrida por uncuerpo o partícula es circunferencial, si la aceleración tangencial es constante el movimiento se denomina, movimiento circular uniforme.

A) Velocidad angular: corresponde a la variación del ángulo en el tiempo se representa a través de la siguiente herramienta matemática

[pic]

En la figura 1 la velocidad angular corresponde a ω y el ángulo recorrido esta representado por φ. La velocidadangular también se puede obtener a través de la siguiente expresión:

ω = 2π / T
Considerando:
(T) = periodo, el cual corresponde al tiempo que le toma a un cuerpo o partícula dar una vuelta a la circunferencia.

B) Velocidad tangencial (vt): corresponde a la distancia recorrida a través del tiempo se puede representar del siguiente modo:

Aun que también se puede representar de lasiguiente forma :

Vt = 2πR / T

Considerando:

T) = Periodo
( R ) = Radio de la circunferencia

C) Aceleración angular : se define como la variación de la velocidad angular a través del tiempo, se puede escribir matemáticamente de la siguiente forma :

D) Aceleración tangencial (at) : se considera cuando el radio de la circunferencia es constante, y se representa del siguiente modo :

[pic]E) Toque (τ) : corresponde a una magnitud vectorial obtenida a través del producto cruz del vector el vector posición r del punto de aplicación de la fuerza respecto al punto al cual se toma el momento por el vector fuerza F . Como se puede observar en la figura 2 el momento de una fuerza F aplicada en un punto p con respecto con un punto O vienen dado el producto vectorial del vector [pic]por el vector fuerza, donde r es el vector que va des de O a p. En cuanto a M este es perpendicular al plano por el producto cruz.

F) Momento de inercia (I): se defina como la distribución de masa de un cuerpo o un sistema de partículas en rotación, respecto al eje de giro, además se ve afectado por la geometría del cuerpo de estudio y de la ubicación del eje de giro, sin embargo, las fuerzasque intervienen el movimiento no provocan ninguna consecuencia, es decir, el momento de inercia no depende de estas fuerzas.

[pic]

Considerando
( v )= integral en relación con el volumen del cuerpo.
( r ) = radio de giro
( ρ ) = densidad
La relación que existe entre torque y momento de inercia se puede expresar del siguiente modo:

Método Experimental

A) Materiales :
- Sistema demedición automático
- Equipo de rotación Pasco
- Interface pasco
- Discos
- Pie de metro ( error ± 0,
- Pesa ( error ± 0,1 gr)
- Gancho ( 2,30 gr )

|Experiencia |Masa (gr) |
|1 |34,3 |
|2|82 |
|2 |120 |
|2 |160 |

B) Descripción del equipo:

En ambas experiencias se utiliza un disco de un diámetro de 25,5 cm, en su centro se encuentran posicionados tres...