Fuerza centripeta

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Universidad de Costa Rica |
Escuela de Física |
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Laboratorio Física General I / 901 |
Obryan poyser calderon / a94853 |

Fuerza Centrípeta |

Objetivos:
* Estudiar la dependencia de la fuerza centrípeta con el radio, la velocidad angular y la masa del cuerpo en rotación.
* Comprender el significado de una fuerza centrípeta.

Marco teórico:

Al efectuar la suma defuerzas sobre un cuero, si esa suma de fuerzas es radial, entonces se dice que la fuerza neta que actúa es una fuerza radial o centrípeta.
F=ma=mω2R
Como se indica en la ecuación anterior la magnitud de la aceleración es ω2R, siendo ω, la velocidad angular de la partícula y R el radio de la órbita que describe la partícula de masa m.
Se llama fuerza centrípeta a la fuerza, o a la componente defuerza, dirigida hacia el centro de curvatura de la trayectoria, que actúa sobre un objeto en movimiento sobre una trayectoria curvilínea.
El término «centrípeta» proviene de las palabras latinas centrum, «centro» y petere, «dirigirse hacia», y puede ser obtenida a partir de las leyes de Newton. La fuerza centrípeta siempre actúa en forma perpendicular a la dirección del movimiento del cuerposobre el cual se aplica. En el caso de un objeto que se mueve en trayectoria circular con velocidad cambiante, la fuerza neta sobre el cuerpo puede ser descompuesta en un componente perpendicular que cambia la dirección del movimiento y uno tangencial, paralelo a la velocidad, que modifica el módulo de la velocidad

Equipo:
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* Dinamómetro
* Cuerda
* Soplador
* 2 Contadoresdigitales
* 2 Fotoceldas
* Disparador
* Regla graduada
* Balanza
* Motor
* Masas
* Mesa giratoria
* Carro

Procedimiento:

1. Dependencia de la fuerza centrípeta de la masa
* Previo a la práctica se debe medir la masa del carrito que se encuentra sobre la mesa giratoria
* Haga girar el sistema con una velocidad angular baja y lea el valor de la fuerzacentrípeta en el dinamómetro. Anótela. Proceda a apagar el motor sin alterar el valor de la velocidad angular.
* Manualmente desplace el carrito hasta que el dinamómetro de la lectura leída en el párrafo anterior y con ayuda de una cinta adhesiva trace una línea que indique el radio que describe el carrito, con ayuda de la aguja roja lateral.
* Coloque una masa de 20g sobre el carrito yhágalo girar con la velocidad angular que se escogió, note que la aguja roja indica otro valor para el radio. Ajuste el radio desplazando el dinamómetro hacia arriba o hacia abajo. El valor de la velocidad angular se verifica angular se verifica a través del periodo de revolución del carrito, el cual se mide con contador de tiempo. La velocidad angular esta dada por ω=2πT
* Haga variar la masa de20 en 20g y haga las lecturas de la fuerza centrípeta y complete la tabla 1
* Como el radio y la velocidad angular permanecieron constantes, esto nos permite escribir F=Km, de este modo se establece la relación lineal.
* Calcule el porcentaje de diferencia entre k y mω2
2. Dependencia de la fuerza centrípeta de velocidad angular.
Manténgase constante la masa del carrito y el radio dela órbita que describe. La masa que se encuentra en rotación es la masa del carrito y la masa adicional que le colocaremos. Recuérdese que el radio de la órbita se ajusta con el dinamómetro, subiéndolo o bajándolo. La velocidad angular se puede variar directamente con los botones que para este efecto posee el motor.
* Grafique la fuerza en función de ω2. La pendiente de esta línea recta debeser precisamente el producto de la masa total girando y el radio de la órbita.
* Calcule el porcentaje de diferencia entre K y el producto mR
3. Dependencia de la fuerza centrípeta del radio.
Ahora se debe mantener constante tanto el período de revolución como la masa del carrito. Se coloca en el carrito una masa adicional conocida. Se cambia el radio del carrito subiendo o bajando el...