mecanica automotriz

1. SUMARIO:




En esta práctica de laboratorio se hizo una investigación de como la energía potencial gravitatoria se transforma en energía rotacional en este caso de una rueda trasera de bicicleta, que se montó manualmente en un soporte (gancho) atado por una cuerda al sillón y para que no se moviera su parte delantera se le prenso con un caliper a una mesa.
Las condiciones fueron queuna masa de (2kg) desde una altura (h) moverá hacia abajo los pedales de la bicicleta marcando con tiza una parte de la rueda y a esto dejarla caer al suelo, contar cuantas vueltas o revoluciones daba al cabo de 10 segundos, y a esto mismo con 2kg extras de masa para un total de (4kg). El tiempo fue medido con un cronometro y despreciando las centésimas de segundo de error de la mano y teniendo encuenta la aproximación a la décima más cercana en torno del número de revoluciones que daba en el lapso.
Se llegó a determinar el número de radianes que la rueda gira en 10 segundos, la velocidad angular en cada caso, el momento de inercia de la rueda y la energía cinética de rotación. En cada caso se determinó que: El momento de inercia es el mismo para ambos casos, la aceleración angular esconstante y proporcional a su velocidad angular, la velocidad angular aumento al incrementar la fuerza aplicada al pedal. La energía cinética de rotación aumenta a la proporción de la velocidad angular. La energía potencial gravitacional es mayor que la energía cinética de rotación en ambos casos.











2. RESULTADOS:



a.- Se halló el desplazamiento angular de la ruedapromedio para ambos casos

Caso I:
# De revoluciones promedio en 10 seg = 13rev =26 rad.
1rev= 2 rad

Caso II:
# De revoluciones promedio en 10 seg = 18.66 rev = 37.4 rad
1rev= 2 rad



b.- Se encontró la velocidad angular para cada caso

Caso I:


Caso II:





c.- Se obtuvo el momento de inercia de la rueda

Para ambos casos es: I = M
Ir= (1.25kg) =
Ir= 0.078 Kg.
M=masa de la rueda
R= radio de la rueda



d.- Se encontró la energía cinética de rotación de la rueda para ambos casos
K=1/2 I

Caso I:
K1= 2.6 Joule

Caso II:
K2= 5.38 joule



e.- Se halló el cambio de Energía Potencial Gravitacional.
(mgh) = U

Caso I:

Caso II:

3. DISCUSION DE RESULTADOS


Para la obtención del desplazamiento angular:
Se tomó el # promedio devueltas en 10 segundos luego lo dividimos entre estos 10 y nos dio el desplazamiento en un segundo y se multiplico por el factor (2 rad) = 1rev. Y se obtuvo su desplazamiento angular. Se obtuvo mayor desplazamiento cuando su masa fue de (4kg).
= 26 rad para caso I


= 37.4rad para Caso II


Para la obtención de velocidades angulares:
Se hicieron 3 pruebas para cada caso y se obtuvo el #de vueltas que la rueda daba en 10 segundos. A esto se le dividió por los mismos 10 para obtener el resultado de su velocidad angular en rad/seg y se obtuvo una mayor velocidad cuando la masa era de 4 kg. Esto debido a que se le aplico mayor masa al pedal.
= 2.6 rad/seg para el caso I

= 3.74rad/seg Para el caso II



Para cálculo del momento de inercia de la rueda:
Se pesó larueda en una balanza = 1.25kg o 2.75lb.
Se midió el radio con un metro portátil = 25 cm o 0.25m.
I = m = (1.25kg) ( = 0.078 Kg.

Para la Obtención de la energía cinética de rotación
Se utilizó la formula K= (1/2).I. Conociendo los valores antes expuestos
K1= ½(0.078 kg.m) (2.6/
K1= 2.60 joule Para el caso I

K2= ½ (0.078kg.m) (3.74/
K2= 5.38 joule Para el caso II


Para determinar elcambio en la energía potencial gravitatoria en cada caso y obtener el resultado se utilizó la formula (mgh). La altura se midió con un metro desde la parte alta del pedal hasta su parte más baja siendo estos valores en metros (h= 0.645m) y (h2= 0.345m) para el caso I la masa es de (2kg) para el caso II la masa es de (4kg).
U1= mgh = (2kg) (9.8m/s) (0.645m)
U1= 12.64 joule. Para el caso I...