Dinamica Rotacional Con Vernier

CURSO: FISICA
LABORATORIO N° 1

TEMA: DINAMICA ROTACIONAL

anónimo

CONTRIBUIR A LA CIENCIA NO NECESITA NOMBRES

I.

OBJETIVOS Y FUNDAMENTO TEÓRICO:
I.1. OBJETIVOS:
 Entender la segunda ley de Newton aplicada al movimiento rotacional de
un cuerpo rígido.
 Determinar la aceleración angular de los discos de aluminio que
experimentan un torque neto distinto de cero.
 Interpretarlas gráficas obtenidas en el proceso de mediciones.
I.2. FUNDAMENTO TEÓRICO:
En la mecánica clásica, cuando un cuerpo se somete a la acción de otros
cuerpos o agentes (es decir cuando un cuerpo experimenta fuerzas sobre él por
parte de otros cuerpos) puede ser que la acción resultante sobre el cuerpo genere
dos efectos diferentes. Uno de estos efectos generados es la “traslación pura”
quese da mediante los movimientos de traslación en forma de recta (mov.
rectilíneo), circunferencia (mov. circunferencial), parábola (mov. parabólico),
entre otras trayectorias más, en este caso las líneas de acción de las fuerzas
pasan justamente por el centro de masa del cuerpo; otro efecto generado por la
acción de las fuerzas sobre un cuerpo de manera muy especial es “la rotación”.
Larotación a diferencia de la traslación de los cuerpos se genera cuando la línea
de acción de las fuerzas no pasa por el centro de masa del cuerpo analizado, de
modo que, a la causa de la rotación de un cuerpo rígido se le denomina “torque
o momento de una fuerza” el cual se ha explicado líneas arriba.
Este experimento veremos la relación de causa y efecto en el movimiento
rotacional.

II.PROCEDIMIENTO
EXPERIMENTAL,
INSTRUMENTOS
MATERIALES, DATOS EXPERIMENTALES Y OBSERVACIONES

Y

II.1. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: Conectamos la ultra polea al
montaje giratorio y luego el sensor de movimiento rotatorio. Se une el sensor a
un soporte de anillo y se posiciona de tal forma que un peso atado al borde de la
polea grande en el sensor y que cuelga sobre la ultra polea puede colgarlibremente sin tocar el suelo.
Montaje de equipos:

II.2. INSTRUMENTOS Y MATERIALES:
 Sensor de movimiento rotatorio (Vernier Rotary Motion Sensor)
 Kit de accesorios que consta de:
- Dos discos de aluminio de 8.89cm de diámetro
- Una ultra polea
- Anillo de soporte
- pabilo
 Una calculadora
 Una computadora
 Un software Logger Pro
 Balanza electrónica
 3 pesitas de diferentemasa (9.88g, 19.2g, 50.72g)

II.3. DATOS EXPERIMENTALES Y OBSERVACIONES:
Pruebas experimentales usando los discos de aluminio
a) Usando la masita de 9.88g en cinco veces se encontró los siguientes
resultados:

b) Usando la masita de 19.20g se obtuvo los siguientes resultados

c) Usando la masita de 50.72g. se obtuvo los siguientes resultados

III.

ANÁLISIS DE DATOS
OBSERVACIONESY MODELOS QUE

EXPLIQUEN LAS

III.1. ANÁLISIS DE DATOS:
 Cálculo del momento de inercia de los discos de aluminio
El momento de inercia de un sólido cilíndrico está dado por

por

lo tanto se tiene que:
Disco 1 :

Entonces

Sobre la masa de 9.88g.
Por la segunda Ley de Newton aplicada al movimiento rotacional de un cuerpo
rígido se tiene que:
…..(1)
Dado que el torque neto esdebido al torque generado por el peso de la masa de
9.88g, esto es considerando menospreciable el torque generado por el peso del
hilo y el peso del aire, se tiene que:

Remplazando se tiene:
De donde se saca que:

Sobre la masa de 19.20g.
Por la segunda Ley de Newton aplicada al movimiento rotacional de un cuerpo
rígido se tiene que:
…..(1)
Dado que el torque neto es debido al torquegenerado por el peso de la masa de
19.20g, esto es considerando menospreciable el torque generado por el peso del
hilo y el peso del aire, se tiene que:

Remplazando se tiene:
De donde se saca que:

Sobre la masa de 50.72g.
Por la segunda Ley de Newton aplicada al movimiento rotacional de un cuerpo
rígido se tiene que:
…..(1)
Dado que el torque neto es debido al torque generado por...