rueda de maxwell
Páginas: 9 (2123 palabras)
Publicado: 7 de mayo de 2014
RUEDA DE MAXWELL
Laboratorio de F´ısica de Materiales Departamento de Ciencias B´asicas, Universidad Santo Tomas
Bogot´a
Abril 9 de 2014
Resumen
El presente informe tiene como fundamento reconocer el momento de inercia de una rueda la cual pasa por una barra delgada r´ıgida, unida a dos hilos en sus extremos, los cuales haran que este sedesenrolle y vuelva a su estado original. Bajo ese orden de ideas la practica consiste en medir el tiempo que tarda en descender una rueda por cuyo radio pasa por una barra delgada, en ese sentido el estudiante estar´a en la capacidad de calcular la aceleraci´on, el momento de inercia, la energ´ıa potencial y la energ´ıa cin´etica que actu´an sobre el sistema, teniendo en cuenta la medida delperiodo o tiempo que tarda en descender el cuerpo (Rueda) de acuerdo a distintas distancias que recorre este, por lo cual existir´a una dependencia lineal entre el tiempo al cuadrado y la distancia de ca´ıda. En ese sentido, a ra´ız de que existe una relacion dependiente de la distancia con el tiempo, eso dar´a como resultado datos proporcio-
nales y ello se ver
reflejado en lagr´afica la cual ser´a de tipo lineal.
Palabras Clave : Momento de inercia, energ´ıa cin´etica, energ´ıa potencial, conser- vaci´on de la energ´ıa mec´anica.
Materiales
Rueda de Maxwell
1
Contador digital
1
Fotoceldas
2
Cinta métrica
1
Objetivo
Determinar el momento de inercia de la rueda de maxwell
Objetivo especifico
Comprobar la conservación de la energía.1. Introduccion
En la naturaleza y en la cotidianidad es comu´n encontrar distintos fenomenos que describen movimientos rotacionales. Para estos tipos de fenomenos el desarrollo hol´ıstico de la f´ısica. permitido entender los mismos y establecer una coherente explicaci´on que posee una aplicacion a nivel de ingeniera bastante amplio.En esa perspectiva el conocer o hallar elmomento de inercia de una rueda requiera la incorporacion y relaci´on de una serie de conceptos previos que durante el desarrollo experimental de la practica se har´an evidentes y permitir´an realizar un paralelo entre los datos obtenidos con los datos de tipo te´orico establecidos.
Ahora bien, los momentos de inercia de un cuerpo est´an de una u otra forma ligados a lainercia rotacional. La inercia rotacional es representada por medio de un conjunto de momentos de inercia que conforman lo denominado Tensor de inercia.
Por otra parte conceptos relacionados con la din´amica rotacional de un cuerpo ser´an de vital importancia a la hora del procedimiento experimental. Cabe destacar que en el desarrollo de la respectiva practica se analizo un sistema detipo mec´anico que tiene como prop´osito el an´alisis de movimientos de tipo rotacional, ligado de igual manera a movimientos de car´acter translacional.
2. Marco Te´orico
Energ´ıa cin´etica
Es una medida de la inercia rotacional de un cuerpo. Mas concretamente el momento de inercia es una magnitud escalar que refleja la distribuci´on de masas de un cuerpo o un sistemade part´ıculas en rotacion, respecto al eje de giro. El momento de inercia s´olo depende de la geometr´ıa del cuerpo y de la posicion del eje de giro; pero no depende de las fuerzas que intervienen en el movimiento. El momento de inercia desempen˜a un papel an´alogo al de la masa inercial en el caso del movimiento rectil´ıneo y uniforme. Es el valor escalar del momento angularlongitudinal de un solido r´ıgido [2].
El modelo matematico que relaciona este concepto esta dado por:
Σ~t = I α~
(1)
Cuerpos r´ıgidos
Se va a definir como cuerpo r´ıgido, a aquel formado por un conjunto de part´ıculas en el que la magnitud de las distancias de part´ıculas es siempre la misma.
Los cuerpos r´ıgidos pueden experimentar dos tipos de movimiento tales como:
Translacion: Es...
RUEDA DE MAXWELL
Laboratorio de F´ısica de Materiales Departamento de Ciencias B´asicas, Universidad Santo Tomas
Bogot´a
Abril 9 de 2014
Resumen
El presente informe tiene como fundamento reconocer el momento de inercia de una rueda la cual pasa por una barra delgada r´ıgida, unida a dos hilos en sus extremos, los cuales haran que este sedesenrolle y vuelva a su estado original. Bajo ese orden de ideas la practica consiste en medir el tiempo que tarda en descender una rueda por cuyo radio pasa por una barra delgada, en ese sentido el estudiante estar´a en la capacidad de calcular la aceleraci´on, el momento de inercia, la energ´ıa potencial y la energ´ıa cin´etica que actu´an sobre el sistema, teniendo en cuenta la medida delperiodo o tiempo que tarda en descender el cuerpo (Rueda) de acuerdo a distintas distancias que recorre este, por lo cual existir´a una dependencia lineal entre el tiempo al cuadrado y la distancia de ca´ıda. En ese sentido, a ra´ız de que existe una relacion dependiente de la distancia con el tiempo, eso dar´a como resultado datos proporcio-
nales y ello se ver
reflejado en lagr´afica la cual ser´a de tipo lineal.
Palabras Clave : Momento de inercia, energ´ıa cin´etica, energ´ıa potencial, conser- vaci´on de la energ´ıa mec´anica.
Materiales
Rueda de Maxwell
1
Contador digital
1
Fotoceldas
2
Cinta métrica
1
Objetivo
Determinar el momento de inercia de la rueda de maxwell
Objetivo especifico
Comprobar la conservación de la energía.1. Introduccion
En la naturaleza y en la cotidianidad es comu´n encontrar distintos fenomenos que describen movimientos rotacionales. Para estos tipos de fenomenos el desarrollo hol´ıstico de la f´ısica. permitido entender los mismos y establecer una coherente explicaci´on que posee una aplicacion a nivel de ingeniera bastante amplio.En esa perspectiva el conocer o hallar elmomento de inercia de una rueda requiera la incorporacion y relaci´on de una serie de conceptos previos que durante el desarrollo experimental de la practica se har´an evidentes y permitir´an realizar un paralelo entre los datos obtenidos con los datos de tipo te´orico establecidos.
Ahora bien, los momentos de inercia de un cuerpo est´an de una u otra forma ligados a lainercia rotacional. La inercia rotacional es representada por medio de un conjunto de momentos de inercia que conforman lo denominado Tensor de inercia.
Por otra parte conceptos relacionados con la din´amica rotacional de un cuerpo ser´an de vital importancia a la hora del procedimiento experimental. Cabe destacar que en el desarrollo de la respectiva practica se analizo un sistema detipo mec´anico que tiene como prop´osito el an´alisis de movimientos de tipo rotacional, ligado de igual manera a movimientos de car´acter translacional.
2. Marco Te´orico
Energ´ıa cin´etica
Es una medida de la inercia rotacional de un cuerpo. Mas concretamente el momento de inercia es una magnitud escalar que refleja la distribuci´on de masas de un cuerpo o un sistemade part´ıculas en rotacion, respecto al eje de giro. El momento de inercia s´olo depende de la geometr´ıa del cuerpo y de la posicion del eje de giro; pero no depende de las fuerzas que intervienen en el movimiento. El momento de inercia desempen˜a un papel an´alogo al de la masa inercial en el caso del movimiento rectil´ıneo y uniforme. Es el valor escalar del momento angularlongitudinal de un solido r´ıgido [2].
El modelo matematico que relaciona este concepto esta dado por:
Σ~t = I α~
(1)
Cuerpos r´ıgidos
Se va a definir como cuerpo r´ıgido, a aquel formado por un conjunto de part´ıculas en el que la magnitud de las distancias de part´ıculas es siempre la misma.
Los cuerpos r´ıgidos pueden experimentar dos tipos de movimiento tales como:
Translacion: Es...
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