Movimiento rotacional

INTRODUCCIÓN

Inicialmente en esta experiencia el objetivo es conocer las propiedades que se presentan cuando un objeto se encuentra en estado de rotación, el radio del objeto, la magnitud de desplazamiento angular, la velocidad angular, la aceleración angular, las relaciones que guardan dichas propiedades con respecto al tiempo de rotación, etc. En este informe esta descrito paso por paso, elmétodo de desarrollo de la experiencia y los resultados que arrojo dicha experiencia. En base a estos resultados es posible establecer un análisis el cual también se encuentra plasmado dentro del informe de la experiencia de movimiento rotacional. El análisis consiste en profundizar los conocimientos adquiridos en clase y establecer relaciones entre la experiencia y la teoría ya vistaanteriormente sobre todo lo relacionado con el movimiento rotacional.

MARCO TEORICO

Movimiento rotacional es aquel movimiento en el cual se cambia la orientación de un cuerpo o un sistema de referencia de forma que una línea o punto permanece fijo. Esa línea o puntos distribuidos reciben el nombre de eje de rotación.

Un movimiento rotacional, consta de ciertas propiedades o aspectos que son objetode estudio en esta experiencia las cuales son:

* Periodo.
* Frecuencia.
* Velocidad angular.
* Aceleración angular.
* Momento de inercia.
* Energía cinética rotacional.

El periodo es el tiempo que tarda un cuerpo para completar una oscilación completa y generalmente se mide en segundos (s). A partir de la medición del tiempo y de la posición angular recorrida se puedenobtener otros datos.

La frecuencia, que no es más que el inverso del periodo, es el número de oscilaciones completadas por unidad de tiempo y su magnitud es medible en Herzt (rev/min o rev/s).

La velocidad angular es la velocidad con que rota un cuerpo, se define como el número de vueltas o revoluciones por unidad de tiempo (rev/s) o a su vez como en ángulo girado por unidad de tiempo(rad/s). Esta misma es definida como la variación de la posición angular en función del tiempo. Y se describe así:

Y su valor instantáneo se obtiene cuando la variación del tiempo tiende a obtener el valor de cero. Es decir:

Así mismo la aceleración angular no es más que la variación de la velocidad angular en función del tiempo. Es la medida que indica el cambio de la velocidad a medida quetranscurre el tiempo. Y se describe así:

α=ΔωΔt

Y su valor instantáneo se obtiene cuando la variación del tiempo tiende a obtener el valor de cero. Es decir:

α=limΔt→0ΔωΔt=dωdt




Lo que es lo mismo que la segunda derivada de la posición con respecto al tiempo:

α= d2θdt2

Todo cuerpo al ejercer un movimiento rotativo genera un momento de inercia particular paracada cuerpo. El momento de inercia no es más que la representación como magnitud escalar de la inercia rotacional de un cuerpo, la inercia rotacional es la propiedad que posee un cuerpo rígido de permanecer en estado de movimiento, es decir, rotando, es la resistencia que opone la materia al modificar su estado de reposo o movimiento en este caso. Cuando un cuerpo gira en torno a un eje de rotacióndado y una masa total dada, cuanto mayor sea la distancia del eje a las partículas que constituyen el cuerpo, mayor será el momento de inercia. Esto quiere decir que el momento de inercia de un cuerpo rígido dependerá de cómo están distribuidas las partículas con masa que constituyen el cuerpo. El momento de inercia de un cuerpo se calcula de la siguiente forma:



Esto confirma que es lasumatoria de los momentos de inercias de las partículas que constituyen el cuerpo, y que su valor variara dependiendo del cuerpo u objeto rotativo. Y su magnitud se mide en (kg*m2).

Por lo tanto, así como un cuerpo al rotar genera un momento de inercia, existe una energía asociada al movimiento de rotación y se denomina energía cinética rotacional, esta representa la sumatoria de las...