Rueda maxwell

CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA

Equipo 1
Grupo Nº1:
Adrián Fernández Civila
Iván Fernández Pérez
Lydia Alvarin Jiménez

PRÁCTICA II

INTRODUCCIÓN

Para empezar con la introducción voy a explicar en que consiste el aparato que vamos a utilizar en la práctica.

La rueda de Maxwell consiste en un disco en el que se enrollan dos cuerdas a su eje, una a cada lado del disco,sujetas a una barra fija que atraviesa el centro del disco. Si lo dejamos caer desde una posición inicial a la altura máxima, las cuerdas se van desenrollando y el disco va girando mientras cae verticalmente hasta que llega a un tope en el que rebota y vuelve a subir enrollándose las cuerdecitas o hilos.

CONSERVACIÓN DE LA ENERGÍA MECÁNICA: RUEDA DE MAXWELL.

Para poder llevar a cabo loscálculos de las diferentes energías producidas en esta rueda marcamos unos puntos a lo largo de las dos barras laterales que soportan la estructura, a la cual se encuentra sujeta mediante 2 hilos la rueda. En nuestro caso marcamos los espacios desde el lugar de salida de la rueda con: 10, 20, 30, 40, y 50 centímetros. Habiendo 10cm entre cada medida.
Una vez marcados los distintos puntos por los quepasará la rueda en su movimiento, debemos cronometrar el tiempo transcurrido desde su posición inicial hasta que pasa cada una de las posiciones para los posteriores cálculos. Repitiendo dos veces el cronometraje para así calcular el error cometido en el tiempo.
Para los cálculos de error debemos tener en cuenta:
* Peso de la rueda= 513,51g
* Radio de la rueda= 2,5mm
Para una ordenaciónmás clara de las medidas construimos una tabla con los datos tomados:

ESPACIO (cm) | TIEMPO 1 (s) | TIEMPO 2 (s) |
-10 | 2.75’’ | 2.37” |
-20 | 3.9” | 3.44” |
-30 | 4.78” | 4.66” |
-40 | 5.20” | 5.50” |
-50 | 6” | 5.70” |

Las medidas de espacio son tomadas con un metro de sensibilidad 1mm. Por tanto, el error al medir las alturas será la mitad será la mitad de la precisión.

Elerror del tiempo lo ponemos en centésimas de segundo, pues estamos usando un cronómetro con esa sensibilidad.

Teniendo en cuenta los datos tomados de la tabla anterior, debemos rellenar la tabla del error:

S (cm) | Error(s) | T1 (s) | T2(s) | T (media)(s) | Error(t)(s) |
-10 | 10 +/-0.005 | 2.75” | 2.37” | 2.53” | 2.53” +/- 0.01” |
-20 | 20 +/-0.005 | 3.9” | 3.44” | 3.67” | 3.67” +/-0.01” |
-30 | 30 +/-0.005 | 4.78” | 4.66” | 4.72” | 4.72” +/- 0.01” |
-40 | 40 +/-0.005 | 5.20” | 5.50” | 5.35” | 5.35” +/- 0.01” |
-50 | 50 +/-0.005 | 6” | 5.70” | 5.85” | 5.85” +/- 0.01” |

Representación gráfica de espacio frente a T^(-2). Calcular la pendiente a, la ordenada en el origen b y el coeficiente de correlación lineal c de la recta de mínimos cuadrados s = at^(-2) + b y trazaresta recta sobre la representación anterior.
S (m) | T^(-2) |
0.10 | 0.16 |
0.20 | 0.07 |
0.30 | 0.04 |
0.40 | 0.03 |
0.50 | 0.02 |

Coeficiente de correlación lineal:
R= -0,319

Los coeficientes a y b valen: a= 0.293; b= 0.1557 m

La recta buscada es: S= 0,293 t + 0,1557

Tomamos como valores para la Rueda de Maxwell los datos m= 0,520 Kg siendo ésta su masa, y r= 2,5mm para el radio de su eje.
Tenemos que el momento de inercia es

Iz = 12436g*cm^2

Para cada valor de la distancia, representar el valor de la velocidad v frente al tiempo t.

t (media) (s) | V(mm/s) |
2.53” | 6.48 |
3.67” | 9.40 |
4.72” | 12.08 |
5.35” | 13.7 |
5.85” | 14.97 |

Para cada valor del tiempo, determinar el valor de la energía potencial

gravitatoria Ep, el dela energía cinética de rotación Er y el de la energía cinética de traslación Et.

t (media) (s) | Ep | Er | Et |
2”535 | -0.51 | | 0.0109 |
3”67 | -1.02 | | 0.023 |
4”72 | -1.53 | | 0.038 |
5”35 | -2.04 | | 0.049 |
5”85 | -2.55 | | 0.058 |

¿Se puede deducir, partiendo de los datos del punto 3 de los Resultados, que se conserva la energía mecánica en el disco de Maxwell?...