Biolo

1.- DATOS OBTENIDOS:

TEMA: “Determinar la energía total de un cuerpo de forma geométrica regular
que rota sobre un plano inclinado de diferentes ángulos de inclinación”

2.- INTRODUCCION:
Las variables dinámicas que describen el proceso de rotación de un objeto sometido a la acción de una fuerza externa son el torque que ejerce la fuerza externa y laaceleración angular resultante de la aplicación del torque.
El torque está dado por la expresión:

Donde F es la fuerza que actúa sobre el objeto y r es el brazo de aplicación de la fuerza, medido desde el eje de rotación.
En estas condiciones, la Segunda Ley de Newton se escribe como

Donde es la aceleración angular en torno al eje de rotación e I es el momento de inercia del objeto respectodel eje de rotación. La aceleración angular está dada por la expresión

Donde  es el ángulo de rotación,  es la velocidad angular y la dirección del vector es la de la normal al plano de rotación.
En forma más general, la Segunda Ley de Newton puede escribirse como

Donde L es el momento angular. En este caso tanto  como L están medidos respecto delmismo punto
El momento angular deuna masa puntual respecto de un cierto punto P está dado por la expresión

Donde p es el momentum lineal y r es el vector posición de la masa respecto de P.
En el caso de un objeto sólido que rota en torno a su eje de simetría con velocidad angular , el momento angular está dado por

Donde I es el momento de inercia respecto del eje de rotación y el vector apunta a lo largo del eje.
Unobjeto puede experimentar rotación en torno a su centro de masa en situación que el centro de masa se encuentra en reposo. En este caso la rotación tiene asociada energía cinética, que está dada por la expresión

En un sistema que incluya rotaciones, la ecuación para la energía mecánica del sistema debe incluir tanto los términos de energía potencial, como los de energía cinética detraslación yrotación.
En este laboratorio se estudiará la evolución de las variables dinámicas en procesos de rotación de objetos con simetría cilíndrica, en que el eje de rotación coincide con el eje de simetría.

3.- OBJETIVOS:
Objetivo General
* Estudiar la dinámica de objetos en movimiento rotacional.

Objetivos Específicos
* Establecer las variaciones de tiempo y velocidad alexperimentar con diferentes ángulos de caída.
* Definir la energía total producida por los cuerpos al estar descendiendo y rotando.

4.- MATERIALES:

* Plano inclinado de diferentes ángulos: 15, 30, 45 grados
* Cuerpos geométricos regulares: Cilindro, esfera, disco
* Cronometro
* Balanza
* Calibrador

5.- PROCEDIMIENTO:
* Instalar el plano a diferentes ángulos deinclinación: 15, 30, 45 grados.
* Ubicar el cuerpo de prueba en la parte superior del plano, pesar y mantener en reposo, luego liberar y tomar las medidas de tiempo y espacio.
* Tabular los datos de tiempo y espacio en la tabla N°1
* Repetir el experimento con otros cuerpos de prueba, en los numerales 1,2 y 3.
* Determinar la velocidad lineal y con esta la velocidad angular,para posterior determinación de la energía total.

MODELOS MATEMATICOS

6.- DATOS OBTENIDOS
TABLA # 1: DATOS DE LA ESFERA radio: 1.23 cm
Distancia (cm) | Masa (gr) | Ángulos |
| | 15˚ | 30˚ | 45˚ |
| | Tiempo (seg) | Altura (cm) | Tiempo (seg) | Altura (cm) | Tiempo (seg) | Altura (cm) |
120 | 63,64 | 1,43 | 22 | 1,85| 28 | 1,51 | 41 |
120 | 63,64 | 1,75 | 22 | 1,71 | 28 | 1,44 | 41 |
120 | 63,64 | 1,96 | 22 | 1,75 | 28 | 1,37 | 41 |
120 | 63,64 | 1,76 | 22 | 1,68 | 28 | 1,48 | 41 |
120 | 63,64 | 1,82 | 22 | 1,80 | 28 | 1,50 | 41 |
promedio | 120 | 63,64 | 1,74 | 22 | 1,76 | 28 | 1,46 | 41 |
Fuente: Laboratorio de Física General
Elaborado por: David Rosero

TABLA # 2: DATOS DEL CILINDRO...