Laboratorio 5 fisica 1 uni

FISICA I

ÍNDICE

1. Objetivos ………………………………………………….. 4
2. Fundamento Teórico …………………………………… 4
3. Materiales ………………………………………………..… 7
4. Procedimiento (Toma de Datos) ……………….………. 8
5. Procesamiento de Datos …………………………..….. 9
6. Cálculos y resultados ………………………………. 10
7. Conclusiones ……………………………………………. 13
8. Bibliografía ……………………………………….……… 13

QuintoLaboratorio |
Dinámica de Rotación |
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La rotación es el movimiento de cambio de orientación de un sólido extenso de forma que, dado un punto cualquiera del mismo, este permanece a una distancia constante del eje de rotación. En este informe daremos a conocer los objetivos, procedimientos, cálculos hechos para poder calcular las energías involucradas durante el movimiento de rotación de uncuerpo. |
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1. Objetivo
Nuestro objetivo ha alcanzar en el presente informe; es el observar el movimiento de rodadura de una rueda de Maxwell y a partir de las mediciones efectuadas por nosotros en el laboratorio determinar el momento de inercia de la rueda de maxwell utilizada con respecto al eje perpendicular que pasa por su centro de gravedad al momento de realizar su movimiento derodadura.

2. Fundamento Teórico
MOVIMIENTO DE RODADURA
La rueda de Maxwell consta de un aro de radio R y de un eje cilíndrico concéntrico de radio r (r < R). Al dejar al eje sobre los rieles el sistema experimentara un movimiento de rodadura.

Por el principio de conservación de la energía:
EP(0) + EC(0) = EP(4) + EC(4) + Wfriccion
Si en Go la rueda parte de reposoMgh0 = Mgh4 + EC(4) + Wfriccion
Las perdidas por fricción se deben a la fricción por desplazamiento (calor perdido por rozamiento) y a la fricción por rodadura (calor producido por la deformación de las superficies de contacto). Las perdidas por rodadura son despreciables en el caso de cuerpos rígidos. Si ahora evitamos el deslizamiento podemos suponer que las perdidas por fricción soninsignificantes.
El movimiento de rodadura puede ser considerado como un conjunto continuo de rotaciones sucesivas con velocidad angular WA alrededor de un eje de giro móvil que pasa por los puntos de contacto entre el eje cilíndrico y los rieles (Ai). Cumpliéndose la relación VG = WA x r, donde VG es la velocidad del centro de gravedad y WA es la velocidad angular alrededor de Ai y r es la distancia deG a Ai. Otra manera de visualizar el movimiento de rodadura es considerando como la composición de una traslación del centro de masa G, mas una rotación simultanea, con velocidad angular WG alrededor de G.

CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA

La Ley de la Conservación de la Energía Mecánica establece que el trabajo realizado sobre un cuerpo se invierte, exactamente, en aumentaralgún tipo de energía.
Cuando en un sistema sólo hay fuerzas conservativas: la energía mecánica permanece constante. La energía cinética se transforma en energía potencial y viceversa. Cuando sobre un cuerpo actúan fuerzas no conservativas, como las de rozamiento, la energía mecánica ya no permanece constante.
La variación de la energía mecánica es precisamente el trabajo realizado por lasfuerzas no conservativas.

∆E mecánica = W realizado por las fuerzas no conservativa

DESCOMPOSICION DE LA ENERGIA CINETICA ENERGIA DE TRASLACION Y ENERGIA DE ROTACION
La energía cinética de un sólido rígido se expresa como la suma de dos componentes de ésta:
Energía Cinética de Traslación
Sea un cuerpo de masa m, cuyo centro de masa se mueve con una velocidad v. Su energía cinética detraslación es aquella que posee este cuerpo por el mero hecho de encontrarse su centro de masas en movimiento. Ésta viene dada por la expresión:

Energía Cinética de Rotación
Sea Un cuerpo de momento de inercia (o inercia rotacional) I, el cual se mueve respecto a su centro de masa con una velocidad angular ω (que será la misma en cualquier punto del cuerpo que consideramos ya que se trata de un...