Laboratorio Fisica Momento De Inercia

Momento de Inercia


GRUPO: GRADO INGENIERIA INDUSTRIAL1º-01 GL 4-D
AUTORES: PATXI PINEDA
GISELA TOAPANTA
RUBEN SALAS
FECHA: 16/12/2011








1.1- OBJETIVO DE LA PRACTICA:

1era Practica:
* Comprobar que el momento de una fuerza produce una aceleración angular que es proporcional a él. El factor deproporcionalidad de dicha relación es el momento de inercia M o = I o α.
* Determinar experimentalmente el valor del momento de inercia de varios objetos.
* Comprobar que el momento de inercia de un objeto “compuesto” se obtiene sumando los momentos de inercia de las partes que lo forman.

2da Practica:
* Verificar que se cumple el Teorema de Steiner o teorema de los ejes paralelos.2- FUNDAMENTOS FISICOS Y TECNICOS:

1era Practica:
Fundamento físico

Al soltar la pesa, la tensión de la cuerda hace girar la plataforma; la aceleración angular depende del momento de inercia del objeto que gira en torno al eje. Como la cuerda se va desenroscando a medida que el objeto gira, la aceleración angular del giro y la aceleración con la que caen las pesas está relacionada. Así,midiendo la aceleración con la que caen las pesas podremos obtener el momento de inercia del objeto, Io.

Sabemos que el momento de las fuerzas que actúan sobre el objeto produce una
aceleración angular que está relacionada con él por la expresión:

Mo = Io

Como la cuerda no resbala al desenrollarse = a/r

Asimismo, el momento de fuerzas es debido a la tensión de la cuerda y vale

Mo= T· r

Por lo tanto, T· r = Io a/r

Es decir: Io = T r2 /a

Por otra parte, si nos fijamos en las fuerzas que actúan sobre la pesa que cae:

r
T

mg mg-T = ma → T = m (g-a)

Como todas las fuerzas que actúan sobre la pesa son constantes, la aceleración de caída es también constante y por lo tanto:

s 1 at 2
2

Es decir, a partir del tiempo y la distancia que recorre lapesa en su caída podemos obtener su aceleración.

2da Practica:

Fundamento físico

El momento de inercia de un objeto no depende sólo de su masa, forma y tamaño sino también de cuál es el eje respecto al cual está girando. En las tablas que nos dan las expresiones que permiten calcular los momentos de inercia de los diferentes cuerpos regulares (cilindros, varillas, esferas,anillos…), el eje respecto al cual se calcula I suele ser un eje que pasa por el centro de masa del cuerpo.

Sin embargo, los objetos no siempre giran respecto a ejes que pasan por el centro de masa. El Teorema de Steiner permite calcular, a partir de Io con respecto a un eje que pasa por el centro de masa del cuerpo, el I respecto a cualquier eje que sea paralelo a él.

Por ejemplo:

Eje porel C. de M. Eje paralelo al anterior

En este experimento mediremos el momento de inercia del disco utilizado en el experimento anterior pero ahora girando respecto a un eje paralelo que no pasa por su centro de masa y comprobaremos que el resultado coincide con lo que nos dice el Teorema de Steiner.

3- MEDICIONES REALIZADAS:

1. Medida del momento de inercia del disco con respecto a su ejede simetría:

1.1. Vamos a empezar con el primero de los objetos: el disco. Lo primero que hay que hacer es medir y pesar el disco.

1.2. Encaja el disco en el eje de forma que quede horizontal.

1.3. Realiza el montaje experimental de la figura.

1.4. Mide la distancia entre el borde de la mesa y el suelo. Luego tendrás que medir con el cronómetro el tiempo que tarda la pesa sujeta conla cuerda en caer. Para minimizar el error mide el tiempo de caída 5 veces y anota el resultado cada vez.

Masa (g) | Ø (cm) | e (cm) | t1 (s) | t2 (s) | t3 (s) | t4 (s) | t5 (s) |
1472 | 22,9 | 90 | 9,63 | 10,40 | 9,90 | 9,91 | 9,91 |

2. Medida del momento de inercia del disco con respecto al eje que coincide con su diámetro:

2.1. Sigue los mismos pasos que en el caso anterior pero...