Cinemática y dinámica

Objetivo:
Reforzar los conocimientos sobre los temas vistos en el módulo 3 de

Procedimiento y Resultados:
1. Para comenzar deberás tener listo en tu computadora o Tablet, para que puedan funcionar correctamente, los simuladores computacionales que se van a emplear, por lo que debes asegurarte de tener instalado los programas: Java y Adobe Flash Player; en caso de que no sea así, revisa lasección de Recursos y podrás encontrarlos para descargar.
2. Como evidencia el Módulo 3, se te pide analices la rotación de objetos que es producida por fuerzas que originan momentos de torsión y momentos angulares, además de analizar la rotación de Luna alrededor de la Tierra debido a la fuerza gravitacional.
1. Momento de torsión
Para el primer criterio de evaluación sobre Momento de torsión,realiza lo siguiente:
a. Haz funcionar la simulación Torsión.
b. Haz clic en la pestaña de Torsión y luego asigna los valores de Fuerza aplicada F = 0.5 N; y Fuerza del Freno fr = 0.2 N.
c. Checa que estén activadas las “flechitas”, para que observes los vectores de velocidad tangencial y aceleración centrípeta.
d. Checa que la mariquita roja se encuentre a 2 m del centro del disco giratoriode 8 m de diámetro (4 m de radio); puedes activar la regla para comprobar estas distancias.
e. Baja hasta el mínimo la velocidad del simulador para que observes con más detalle la rotación de la mariquita roja, así como el posible cambio en la longitud de los vectores de velocidad (tangencial) y aceleración (centrípeta).
f. En cualquiera de las 3 gráficas, maximiza el eje del tiempo (con elsigno +) hasta que el valor máximo sea de 7.5 seg, para que puedas registrar con mayor precisión los tiempos.

Haz clic en botón de Vaya, para ejecutar la simulación y realiza lo siguiente:
a. Observa la rotación de la mariquita roja, así como los vectores de velocidad (flecha verde), aceleración (flecha rosa), fuerza (flecha azul) y fricción (flecha roja), y escribe en un documento, resultadosdinámica rotacional, de qué manera estos vectores están cambiando.
Resultados dinámica rotacional
Velocidad: esta va incrementando, puesto que la afecta el paso del tiempo.
Aceleración: esta incrementa de una forma muy constante, puesto que al terminar de pasar los 7.5 s, su flecha no se encuentra en el plano, esto debido a que al aumentar la velocidad esta se ve afectada debido a que si lavelocidad aumenta esta crecerá de una forma mucho más grande.
Fuerza: esta es igual, y no cambia durante las vueltas, debido a que en el simulador ésta es constante.
Fricción: de igual forma ésta es contante al valor que se le dio durante el inicio.

b. Observa que se estarán dibujando las gráficas de fuerza, radio y torsión en funciones del tiempo. Detén el movimiento (con el botón parar) cuando lamariquita roja haya dado 5 vueltas o revoluciones, y registra el tiempo que transcurrió.
c. Aplica la instrucción imprimir pantalla (en el teclado de tu computadora) y copia la imagen en un documento de resultados dinámica rotacional.
d. Haz clic en botón Reiniciar todo y repite una vez más el procedimiento de los puntos 3(b) y 4(b, c), para comprobar el tiempo registrado de las 5 revoluciones.e. También puedes hacer clic en el botón Rebobinar y luego el botón Volver a ejecutar, para checar con mayor detalle el tiempo registrado en las 5 revoluciones.
Obtén los siguientes resultados:
a. Registra los valores que aparecen en las gráficas de fuerza, radio y momento de torsión, y escríbelos en la siguiente tabla, y comprueba que el momento de torsión o la torca se obtiene por laecuación  :
 
Valor en Newtons (N)
Radio en metros (m)
Momento de
torsión (N·m)
Aplicación de la fuerza
 .5 N
 
 
Freno o fricción
 
 2 m
 
Resultante
 
 
 1 N*m
b. Para cada una de las vueltas que da la mariquita roja, obtén los valores de la velocidad angular y de la velocidad tangencial, y escribe los resultados en la siguiente tabla:
Vueltas
(rev-rad)
Tiempo
(seg)
Velocidad...