Laboratorio Inercia

UNIVERSIDAD CATOLICA DE COLOMBIA



LABORATORIO DE FISICA
MOVIMIENTO DE INERCIA



YURANY PARRA COD. 503275
TATIANA MORENO COD. 503337
DANIEL CABULLA COD.
RODRIGO CARMONA COD. 503301
CRISTHIAN MONTAÑA COD. 503215




PROFESORA: ELSA TENJO



BOGOTA
NOVIEMBRE 08 DE 2011


OBJETIVOS

Determinar el momento de inercia de un disco o aro, que rota con respecto a un ejeque pasa por su centro de masa por método grafico y verificar que este valor corresponde a los valores teóricos calculador.
Potenciar en el estudiante la capacidad para la recolección, análisis y procesamiento de datos experimentales.
Determinar el método correcto para determinar la incertidumbre de medidas directas e indirectas.

ASPECTO TEORICO

El momento de inercia () es una medida dela inercia rotacional de un cuerpo. Cuando un cuerpo gira en torno a uno de los ejes principales de inercia, la inercia rotacional puede ser representada como una magnitud escalar llamada momento de inercia. Sin embargo, en el caso más general posible la inercia rotacional debe representarse por medio de un conjunto de momentos de inercia y componentes que forman el llamado tensor de inercia. Ladescripción tensorial es necesaria para el análisis de sistemas complejos, como por ejemplo en movimientos giroscópicos.
El momento de inercia refleja la distribución de masa de un cuerpo o de un sistema de partículas en rotación, respecto a un eje de giro. El momento de inercia sólo depende de la geometría del cuerpo y de la posición del eje de giro; pero no depende de las fuerzas que intervienenen el movimiento.
El momento de inercia desempeña un papel análogo al de la masa inercial en el caso del movimiento rectilíneo y uniforme. Es el valor escalar del momento angular longitudinal de un sólido rígido
El momento de inercia de un disco alrededor de un eje perpendicular a un disco está dado por donde Mes la masa y R es el radio del disco.
El momento de torsión neto aplicado sobre eltambor de giro esta dado por , donde es la aceleración angular. Esta ecuación es la representación matemática del modelo de análisis de un objeto rígido bajo un momento de torsión neto.

El momento de torsión neto también está dado por , donde r es la distancia entre el eje de rotación y el punto de aplicación de la fuerza y es la tensión de la cuerda. El momento de torsión depende de laelección del eje de rotación.

PROCEDIMIENTO



FIGURA 1. Montaje experimental para determinar el momento de inercia
1. Identifique el montaje y el material
2. Mida la masa y radio del disco y registre los datos en la tabla N° 1
3. Mida la masa y el diámetro del tambor y registre estos datos en la tabla N° 1
4. Fije la altura con las guias, la cual será constante durante toda la práctica yregistre esta valor en la tabla N° 2
5. Suspenda en el porta pesas una masa y registre su valor en la tabla N° 2
6. Enrolle el hilo en el tambor de giro y coloque el porta pesas a nivel de la primera guía
7. Luego libere la masa desde este punto y active el cronometro
8. Detenga el cronometro cuando el porta pesas pase por la segunda guía. Y registre el dato en la tabla N° 2
9. Repita estosprocedimiento 5 veces y luego determine el tiempo promedio
10. Ahora cambie la masa suspendida en el porta pesas y registre su valor en la tabla de datos y repita nuevamente el procedimiento
11. De acuerdo con los datos registrados, determine la aceleración tangencial y la angular, y la tensión en la cuerda y reporte estos resultados en la tabla N° 3. Tenga en cuenta que todos los datos debentener su respectiva incertidumbre.
12. Realice la grafica de tensión vs aceleración angular ().
13. Realice el ajuste lineal por el método de mínimos cuadrados
14. Obtenga por análisis grafico la inercia grafica
15. Obtenga la inercia teórica del sistema
RESULTADOS OBTENIDOS


TABLA N° 1
 
Masa (kg)
Diámetro (m)
Radio (m)
DISCO
0,44 ± 0,0001
0,18 ± 0,00005
0,09 ± 0,00005
TAMBOR...