Lab 6 Mecanica




Determinación del momento de inercia estudio de la conservación de la energía angular




Informe n°6 laboratorio mecánica
Integrantes: Paula Pacheco
Joaquin Starke
Diego Carrasco
Profesor: Andrés Concha Saldias
Sección: 5







Resumen
El objetivo de este laboratorio consiste en estudiar el momento de inercia de diferentes cuerpos rígidos, analizando su velocidad angular de rotación,como también su conservación de momento angular. Para esto se compararon los resultados teóricos y experimentales de cada situación, se realizaron dos lanzamientos de un péndulo con una tuerca como peso en caída libre utilizando distintas masas sobre el eje de giro en cada caso. Como resultado se obtuvo una notable diferencia en los cálculos al agregar los cuerpos al sistema. Además, se estudió laconservación de la energía rotacional, tal como la lineal, se conserva. Sin embargo, para este laboratorio como no es un sistema aislado y exento de fuerzas externas, se pierde energía por estos fenómenos físicos.



Introducción
En primer lugar, para la obtención del momento de inercia se calcularán de forma experimental dos caídas libres de una tuerca de masa mt=0,0817 kg. La primera, dejandocaer un hilo, que contiene amarrada la tuerca, luego de que esta fuera enrollada en una polea de radio Rp=0,01625 m. La polea tendrá adherida un disco de masa md=0,123 kg y radio Rd=0,0476 m. Por último, se dejará caer por segunda vez la tuerca de igual manera, pero la polea en esta instancia tendrá adherida el disco md y un anillo de masa ma=0,476 kg, radio interno  Ri=0,028 m y radio externoRe=0,03827 m al mismo tiempo. Para cada una de estas caídas, se obtendrá la aceleración angular, aceleración lineal y momento de inercia, con sus respectivos errores. Los cuales representan la teoría que ya conocemos del error, mostrando así posibles cambios existentes del sistema.
Por otra parte se calculara la conservación de la energía angular, mediante el cálculo posteriori de los momentos deinercia.
Las fórmulas utilizadas para esta instancia de cálculos son:
Id = 2
Ia i2e2) 2

Donde, es torque, Id inercia del disco, Ia inercia del anillo, aceleración angular, R radio, M masa, velocidad angular, E energía rotacional.
Para el cálculo de errores utilizamos:









Montaje Experimental
Para elaborar el siguiente experimento, es de suma importanciala presencia de un sistema que posea un soporte universal, un sensor de movimiento rotacional con interface Pasco, el cual poseerá un polea, donde se realizara el torque, un hilo resistente, peso, barra con pesos y finalmente se requerirá la participación de discos (uno sólido y anillo). Este sistema se ve claramente ejemplificado en la figura 1.
Luego de obtener todos los artefactos, se debeenrollar por un extremo el hilo con la polea, y por el otro extremo, enrollar el peso. Luego de esto, se procederá a fijar esta polea al sensor mediante tornillos para finalmente montar este sistema con el sensor al soporte universal. Se realizara este mismo procedimiento lanzando el anillo hacia el disco cuando este último se encuentre en movimiento.

Al sistema se le agrega un calibrador paramedir los radios interno y externo de los anillos y el radio del disco, un sensor que mide los movimientos de rotación y finalmente una balanza que será en encargado de masar los diferentes artefactos, tanto el disco, el anillo como la tuerca colgante.
El montaje no entrega mediciones perfectas, ya que la balanza puede variar levemente el peso entregado, mismo la visión de una persona no es capaz dedistinguir los grados de un calibrador sin cometer desaciertos así también como el criterio para evaluar la medición de radios puede variar dependiendo la percepción de cada individuo y así; todo esto sumado al posible error humano y a condiciones nunca ideales de las pruebas porque, por ejemplo influye el roce.
Los datos son obtenidos cuando se establece una fuerza realizada por un individuo...