Física
MOMENTO DE INERCIA.
|1. |OBJETIVO | |
| | | |
|1) |Comprender el concepto de momento de inercia| |
|2) |Determinar el momento de inercia de diferentes |sólidos |regulares |y |
| |homogéneos. | | | |
2. MATERIALES
- Computadora con programa Logger Pro instalado- Interfase Vernier
- Sensor de movimiento rotacional
- 03 Discos de diferente tamaño
- Varilla
- Polea
- 02 masas con ajustes para varilla
- Pesas con portapesas
- Cuerda
- Regla.
3. FUNDAMENTO TEÓRICO
3.1. Momento de inercia.Así como un cuerpo tiende a permanecer en reposo y uno en movimiento tiende a conservar ese estado, un objeto que gira alrededor de un eje tiende a permanecer girando alrededor a él a menos que se vea interferido por alguna interacción externa. La propiedad de un cuerpo a oponerse a cambios en su estado de rotación se denomina momento de inercia o inercia rotacional.
El momento de inerciarefleja la distribución de masa de un cuerpo o de un sistema de partículas en rotación, respecto a un eje de giro. El momento de inercia sólo depende de la geometría del cuerpo y de la posición del eje de giro; pero no depende de las fuerzas que intervienen en el movimiento.
Dado un sistema de partículas y un eje arbitrario, el momento de inercia del mismo se define como la suma de losproductos de las masas de las partículas por el cuadrado de la distancia r de cada partícula a dicho eje.
Es decir
I = ∑ mi ri 2
Si calculamos el momento de inercia a través de un eje arbitrario usamos el teorema de los ejes paralelos: “El momento de inercia de cualquier cuerpo alrededor de un eje arbitrario, es igual a la inercia alrededor de un eje paralelo que cruzael centro de masa, mas la masa total multiplicada por la distancia al cuadrado entre los dos ejes”.
Es decir
I = ICM + M h2
3.2. Calculo de momento de inercia de sólidos
Disco alrededor de su eje de simetría
Eje de rotación
I = ½ M (R
12 +R
2 2)
R1 R2Varilla delgada alrededor del eje que pasa por el centro perpendicular a su longitud
I = 1/12 M L2
L
Varilla delgada alrededor del eje que pasa por un extremo perpendicular a su longitud
Eje de rotación
I = 1/3 M L2
L
Esfera solida alrededor de cualquier diámetroEje de rotación
I = 2/5 M R2
2R
Varilla ingrávida con dos masas puntuales
Eje de rotación
I = M1 x2 +M2 (L – x)2
X
M1 M2L
Cilindro hueco alrededor de un diámetro central
Eje de rotación
I = 1/4 M (R1 2 +R2 2 + 1/3 h2)
R2
R1
h
3.3. Calculo de experimental del momento de inercia de sólidos
Para...
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