L8. conservacion del momentun angular

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L8. Movimiento de rotación. Conservación del momentum angular
Ligia Marcela Daza Torres
Mayerly Katherine Rueda Durán

RESUMEN
Para la realización de la práctica anterior fue necesario utilizar diferentes instrumentos como: modelo de rotación, barrera de luz horquillada, contador s, soporte de laboratorio II y mordaza de mesa simple. En el experimento se analizó el movimiento circular con larotación de un disco alrededor de un eje fijo, con radio constante y con un determinado desplazamiento Angular. La primera parte se realizó con movimiento de rotación uniforme en el cual el valor numérico de la velocidad angular no varia con el tiempo, en este caso el ángulo de rotación del solido depende linealmente del tiempo. Luego terminamos la primera parte con movimiento de rotaciónuniformemente acelerado en el cual la magnitud de la aceleración es constante.
En el segunda parte del experimento se analiza la colisión de dos cuerpos giratorios que interactúan por medio de fuerzas, pero no sufren deformaciones, ni experimentan cambios en sus ejes de rotación.

INTRODUCCIÓN
El movimiento rotacional y angular de los cuerpos se estudia mediante la cinemática de rotación quedetermina el movimiento que se genera de un cuerpo cuando este gira sobre su mismo eje. El momento angular tiene un papel esencial en todas las teorías físicas de la mecánica, es una magnitud; está relacionada con las simetrías rotacionales de los sistemas físico. Bajo ciertas condiciones de simetría rotacional de los sistemas es una magnitud que se mantiene constante con el tiempo a medida queel sistema evoluciona, lo cual da lugar a la ley de conservación del momento angular.

OBJETIVOS ALCANZADOS
* Estudiamos el movimiento de rotación uniforme y uniformemente acelerado.
* Determinamos la velocidad y aceleración angulares de un cuerpo en rotación.
* Estudiamos los conceptos necesarios para trabajar el movimiento rotacional y cómo estos se relacionan con losconceptos de velocidad y aceleración en los movimientos de traslación.
* Resolvimos situaciones de aplicación del principio de conservación del momento angular
* Determinamos qué factores producen modificaciones en el momento angular total L.
* Observamos el comportamiento de las partículas que interactúan en el choque tanto antes como después de este para colisiones elásticas.

MARCOTEÓRICO
Momento angular de una partícula
Consideremos una partícula de masa m que se mueve con respecto a O con una velocidad v. Definimos una nueva magnitud vectorial, llamada momento angular de la partícula con respecto a O (L):
| |

Sus unidades son: m2kg/s. El vector L es en cada instante perpendicular al plano formado por el vector posición y el vector velocidad; cuando latrayectoria es plana y el origen está contenido en el plano de la misma, L es perpendicular a dicho plano.

Teorema de conservación
Para determinar bajo qué condiciones L se mantiene constante, derivamos con respecto al tiempo:

El primer término es nulo por tratarse del producto vectorial de dos vectores paralelos, con lo que aplicando la definición de fuerza dada en la segunda ley de Newton queda:Este producto vectorial se denomina momento o torque de una fuerza (τ) con respecto al origen O:
| |

el vector L será constante cuando su derivada sea nula. Esto constituye el Teorema de Conservación del Momento Angular:

Momento Rotacional
Puede considerarse como el movimiento que se da en torno a un eje fijo, el cual sería el eje de rotación.
El torque o momento de rotacional esuna cantidad física que mide la tendencia de giro entorno al eje. Es igual al producto de una fuerza perpedicular a la distancia al eje de rotación. t=F*r . El torque es una cantidad vectorial,luego esto nos servirá para indicar hacia dónde será la dirección de giro.

Magnitudes lineales y angulares
| De la definición de radián (unidad natural de medida de ángulos) obtenemos la relación...
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