laboratorio 10 física mecánica (movimiento circular)

Análisis Dinámico de dos masas
Luis Fernanda Moreno Ospina
Daniel Felipe Becerra Arcila

LABORATORIO DE FÍSICA MECÁNICA
Escuela de Física-Facultad de Ciencias
©2015 Universidad Nacional de Colombia Sede Medellín

Resumen. El desarrollo de la práctica giró en torno al análisis y comprensión de un sistema de 2 masas (carro (m1) - bloque (m2)) conectadas por una cuerda que atravesaba una poleaideal con una masa despreciable y una fuerza de fricción despreciable que en forma conjunta constituían un movimiento ligado. Se despreció la fuerza de fricción entre la masa m1 y la mesa donde se asienta este. Al ser la polea ideal las tensiones eran las mismas a ambos lados de la polea y consecuentemente la aceleración lineal con la que desciende m2 es igual a la aceleración a la que sedesplaza m1.
Del movimiento circular uniformemente acelerado experimentado por la polea se obtuvo una aceleración tangencial de 2.27m/s2 mientras que la aceleración experimentada por m1 y m2 se obtuvo un valor muy similar al anterior de 2.247m/s2 con un porcentaje de error de 1.11 % lo que implica que la aceleración con la que desciende m2 es igual a la aceleración tangencial de la polea.

1.INTRODUCCIÓN

El principal problema que se abordó durante el desarrollo y discusión de la práctica fue lo concerniente a la determinación de la aceleración lineal y tangencial experimentada por los cuerpos de masa 1 y 2 así como la aceleración tangencial ejercida por la polea. Además de establecer y comprender cómo se relacionan intrínsecamente estas dos aceleraciones.
Teniendo en consideración lasecuaciones cinemáticas de la física mecánica partimos de la premisa en que los cuerpos de masa 1 y masa 2 experimentan un movimiento rectilíneo uniformemente acelerado (MRUA) mientras que la polea experimenta el Movimiento Circular Uniformemente Acelerado (MCUA) [1] [2].
También es importante destacar que acorde a lo establecido por la segunda ley de newton F=m.a se observa que los objetos en suconjunto se encuentran sometidos a la fuerza gravitacional, de tensión y una fuerza Normal para m1 con una fuerza de fricción despreciable para este y la mesa. Como estas fuerzas no se anulan los objetos cambian su velocidad y estarán acelerados satisfaciendo la ecuación de la segunda ley de newton. Cabe tener en cuenta que los objetos al desplazarse atados a la cuerda lo hacen de forma rectilínea porlo que fue útil usar un sistema coordenado rectangular con ejes X y Y [3] [4].
Como mencionamos anteriormente El MCUV lo efectúa la polea que experimenta una aceleración tangencial y una aceleración angular. para el análisis cinemático de la polea fue necesario hallar la aceleración angular (α) por medio de la medición de diferentes posiciones angulares de las líneas radiales de la poleamientras que para la aceleración tangencial de los puntos del borde de la polea se tuvo en cuenta el mismo procedimiento y también el radio de la polea.
El MRUV lo experimentan las masas del carro m1 (0.4892kg) y m2 del bloque (0.1459kg) atadas a la cuerda. El carro se desplaza sin fricción sobre una superficie mientras que el bloque desciende con una aceleración lineal similar a laaceleración de m1.

2. METODO [1] [2] [3] [4]:

Calculo de la aceleración (convencionalmente verdadera)
Se midieron las masas 1 y 2; luego se calculó el valor de la aceleración con la ecuación (1), para el cálculo se tomó la aceleración de la gravedad en la ciudad de Medellín.

(1)


a = Aceleración.
m1 = Masa del carro.
m2 = Masa del bloque suspendido.
g = gravedad igual a 9.78 m.s-2

Medida dela aceleración angular de la polea
Se ubicó la fotocompuerta de tal forma que el haz de luz sea interrumpido por los “radios” de la polea durante su rotación. Luego se dejó caer la masa m2, de forma que la polea gire a través de la fotocompuerta. Posteriormente se llenó la tabla 2 y se analizaron los datos arrojados por PhysicsSensor. Finalmente se realizó una regresión cuadrática de Ө vs t con...