Rueda De Maxwell (Determinación Del Momento De Inercia)

LABORATORIO DE FÍSICA

“RUEDA DE MAXWELL”
































OBJETIVOS


• Estudiar y determinar el momento de inercia de la rueda de Maxwell respecto a su centro de masa.


• Determinar el Ip.

• Obtener energías tales como energía potencial, energía cinética de rotación y traslación, energía total del sistema y la velocidadangular.


• Tomar muestras del resultado de la experiencia, para luego graficarlos en el programa Graphical Análisis y luego sintetizarlos en el programa Data Studio.



RESEÑA TEÓRICA

1.- MOMENTO DE INERCIA O INERCIA ROTACIONAL:

El momento de inercia (símbolo I) es una medida de la inercia rotacional de un cuerpo. Cuando un cuerpo gira en torno a uno de los ejes principales deinercia, 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. La descripción tensorial es necesaria para el análisis de sistemas complejos, como por ejemplo enmovimientos giroscópicos.
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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 intervienen en el movimiento.
El momento de inercia desempeña un papel análogo al de la masa inercial enel caso del movimiento rectilíneo y uniforme. Es el valor escalar del momento angular longitudinal de un sólido rígido.
2.- Energía cinética de traslación y rotación:

La energía cinética total de un cuerpo rígido, considerado como un sistema de partículas es:

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Haciendo la sumatoria de los mi ri, setiene que la Energía Cinética de rotación es:
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Donde:

I: se le llama momento de inercia o inercia rotacional del sistema de partículas con respecto del eje de rotación considerado.
[pic]
[pic]: [pic]


3.- Cantidad de movimiento rotacional o momentum angular (L):

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Operacionalmente se define el momentum angular deuna partícula de masa m y de cantidad de movimiento [pic]en una posición [pic], relativa al origen O de un referencial inercial como:



Si el sistema está formado por muchas partículas (n), el momentum angular total [pic] es la suma vectorial de los momentum angulares de las n partículas respecto al punto O:
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Los cambios de los momentumangulares se deben a los torques externos ejercidos sobre las partículas.
Las fuerzas internas entre las partículas son de igual magnitud y de sentidos contrarios (de acuerdo con la 3ª Ley de Newton), por lo que el torque total interno es nulo.
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MATERIALES

1. Escalímetro o Pie de metroInstrumento para medir longitudes que permite lecturas de fracciones de milímetro o pulgadas, a través de una escala llamada nonio o vernier. Se utiliza para realizar mediciones con rapidez, en piezas cuyo grado de precisión es hasta los 0,02 mm milímetros o 0,01” (pulgada).



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2. Fotopuerta
Modo barrera de luz interno: Barrera de luz con fuente luminosa  infrarroja y detector IR, conretardo de señal muy reducido. Sus aplicaciones son para ubicación, velocidad y aceleración de cuerpos en movimiento, también para medición de la duración de periodos de oscilación de cuerpos













3. Regla de aluminio
Es un instrumento de medición con forma de plancha delgada y rectangular que incluye una escala graduada dividida en unidades de longitud, por ejemplo...