dinamica de rotacion

DINÁMICA DE ROTACIÓN
OBJETIVOS:
Observar el movimiento de rodadura de una rueda Maxwell y a partir de las mediciones efectuadas determinar el momento de inercia de la rueda con respecto al eje perpendicular que pasa por su centro de gravedad.
FUNDAMENTO TEÓRICO:
Para comprender mejor lo que trata la Dinámica de Rotación es conveniente tener un concepto previo de los siguientes términosfísicos:
LA LEY DE CONSERVACION DE LA ENERGÍA
Todas las fuerzas son conservativas o bien no conservativas. El trabajo de una fuerza conservativa siempre puede representarse mediante una función de energía potencial, no así el de una fuerza no conservativa. El trabajo realizado por fuerzas no conservativas se manifiesta como cambios en la energía interna de los cuerpos. Al estudiar la energíapotencial hemos hablado de almacenar energía cinética convirtiéndola en energía potencial, pensando siempre que podemos recuperarla después como energía cinética. Por ejemplo, una pelota lanzada hacia arriba se frena al convertir su energía cinética en potencial; sin embargo, al bajar la conversión se invierte y la pelota se acelera al convertir su energía potencial otra vez en energía cinética. Si nohay resistencia de aire, la pelota se mueve con la misma rapidez cuando regresa al punto de lanzamiento que cuando se lanzó.
FUERZAS CONSERVATIVAS
Decimos que una fuerza que ofrece esta oportunidad de conversión bidireccional entre energía cinética y potencial es una fuerza conservativa. Hemos visto un ejemplo de fuerza conservativa: la gravitacional. Una característica fundamental de lasfuerzas conservativas es que su trabajo siempre es reversible. Otro aspecto importante de las fuerzas conservativas es que un cuerpo puede moverse del punto 1 al punto 2 siguiendo varios caminos; pero el trabajo realizado por una fuerza conservativa es el mismo para todos. Es decir el trabajo realizado por una fuerza conservativa solo depende de los extremos de la trayectoria de movimiento, no sobre latrayectoria específica seguida entre esos puntos.

FUERZAS NO CONSERVATIVAS
No todas las fuerzas son conservativas. Considere la fuerza de fricción que actúa sobre un cuerpo que se desliza por una rampa. El cuerpo sube y luego regresa al punto de partida, pero el trabajo total efectuado por la fricción sobre él no es cero. Al invertirse la dirección del movimiento, se invierte la fuerza defricción, que realiza trabajo negativo en ambas direcciones.
El trabajo realizado por una fuerza no conservativa no puede representarse con una función de energía potencial. Algunas fuerzas no conservativas, como la fricción cinética, hacen que se pierda o se disipe energía mecánica: son fuerzas disipadoras. También hay fuerzas no conservativas que aumentan la energía mecánica.


DINÁMICA DEROTACIÓN
ROTACIÓN DE UN CUERPO RÍGIDO SOBRE UN EJE MÓVIL

Podemos extender nuestro análisis de la dinámica del movimiento rotacional a algunos casos en los que se mueve el eje de rotación. En tal caso, el movimiento del cuerpo es de traslación y rotación combinadas. La clave para entender estas situaciones es la siguiente: cada posible movimiento de un cuerpo rígido puede representarse como unacombinación de movimiento traslacional del centro de masa y rotación alrededor de un eje que pasa por el centro de masa. Esto se cumple aun si el centro de masa se acelera, de modo que no está en reposo en ningún marco inercial.

TRASLACIÓN Y ROTACIÓN COMBINADAS (Relaciones de Energía)

Demostrar que el movimiento de un cuerpo rígido siempre puede dividirse, en movimientos independientes detraslación del centro de masa y rotación alrededor del centro de masa. En este caso la energía cinética del cuerpo es la suma de una parte 1/2 Mv^2 asociada al movimiento del centro de masa y una parte 1/2 Iw^2 asociada a la rotación alrededor de un eje que pasa por el centro de masa:

EC=1/2 Mv^2+1/2 Iw^2
MATERIALES:

Un par de rieles paralelos (para usarlo como un plano inclinado)....