DINAMICA DE UN CUERPO RIGIDO


DINAMICA DE UN CUERPO RIGIDO
FISICA DEL MOVIMIENTO



PREPARADO POR:
Daniela Ballesteros
Alexander Rios
Santiago Garcés Escobar







POLITECNICO JAIME ISAZA CADAVID
FACULTAD DE INGENIERIAS
MEDELLIN
2015





Resumen
Se considera un cuerpo como rígido cuando su forma no varía aún cuando existe movimiento sometido a la acción delas fuerzas, es decir la distancia entre las diferentes partículas que lo conforman permanece constante a lo largo del tiempo. Por otra parte, En la dinámica rotacional existen distintas formas de movimiento de un cuerpo rígido, entre las cuales se encuentra la traslación, la rotación y la combinación de estos.
En este laboratorio llevamos a cabo experimentalmente la dinámica rotacional de un cuerporígido donde cada partícula que lo integra se mueve respecto a un eje con la misma velocidad y aceleración angular en cada instante, analizando en cada movimiento el momento de inercia cuya magnitud depende tanto de la cantidad de masa como del modo en que está se encuentra distribuida en relación al eje de giro.
En cada actividad se tomaron los datos resultantes de las gráficas obtenidas en elSistema de adquisición de datos (3B-NET lab System Navigator), afianzando los conocimientos vistos en la teoría. Por último se consignaron los datos y se realizó los respectivos cálculos.
1. Objetivos


Analizar el vínculo del momento de inercia con la masa y la distribución de ésta a lo largo de un eje radial.


Identificar en un sistema de varios cuerpos la relación entre variables angularesy variables lineales.

2. Consulta Previa

Video N°1: Torque y Momento de Inercia
El torque y el momento de inercia son los equivalentes rotacionales de la fuerza y de la masa de un cuerpo.

Se puede poner en movimiento rotacional un cuerpo en estado de reposo aplicando una fuerza, la cual puede ser Tangencial o Radial.

Una fuerza cualquiera se puede representar por un componente tangencial yun componente radial.
Magnitud de la fuerza
|F| = F
Fuerza rotacional = Torque

Se debe tener en cuenta la dirección según la magnitud del vector (regla de la mano Derecha)
Movimiento Horario -> el punto de giro hacia adentro del círculo
Movimiento Anti – horario -> el punto de giro hacia afuera del círculo.

Momento de inercia
Aceleración unidad:

Inercia = I

Video N°2:Momento de Inercia
La masa influye en el movimiento de rotación.
El momento de inercia es la resistencia que ofrece un cuerpo en la rotación ante el cambio de velocidad de giro.
Por lo tanto,
, Mayor velocidad de giro
.
El momento de inercia no depende de las fuerzas de actúan sobre un cuerpo sino de la geometría del cuerpo de la disposición de su masa y de su centro de giro.

3. Materiales yprocedimiento
En esta práctica se utilizaron los siguientes instrumentos:

Sistema giratorio sobre cojín neumático: Colocando una Fotocompuerta en un extremo del sistema giratorio y una masa que cae en el otro extremo, dicho sistema se utilizo para medir la aceleración angular experimental del movimiento rotacional sin fricción.





Regla: permitió medir el radio de los discos utilizados en cadauna de las actividades. Además, se midió las distancias equidistantes de los cilindros pequeños ubicados en la varilla horizontal y el eje de rotación.





Balanza de triple brazo: Este instrumento permitió obtener la masa de los discos utilizados en las actividades experimentales.



Pie Rey: Se empleo para medir el diámetro de la polea que está en el disco de giro, y en base a este determinarel radio del mismo.




Sistema de Adquisición 3b Net Lab

4. Datos, cálculos y análisis de Resultados

Fórmulas utilizadas:
Ecuación del sistema de Adquisición 3b Net Lab:

c =
b =
a = = 2a

Ecuación experimental

Ecuación teórica
Movimiento rotacional del disco sin cilindros

Movimiento rotacional del disco con cilindros

Porcentaje de Error
% ERROR= *100
Análisis dinámico de la masa...