Dinamica rotacional


ESCUELA SUPERIOR POLITECNICA DEL LITORAL

INSTITUTO DE CIENCIAS FISICAS







FISICA EXPERIMENTAL A


TEMA DE LA PRÁCTICA:

DINÁMICA ROTACIONAL

NOMBRE:


PROFESOR:

PAPRALELO

FECHA DELA PRÁCTICA:


FECHA DE ENTREGA:




PRÁCTICA Nº 7


TEMA:
Dinámica rotacional

OBJETIVO:

Analizar la dinámica del movimiento de rotación de cuerpos rígidos, a través de la relación de la aceleraciónangular de la fuerza
Utilizar los resultados de la relación de la aceleración angular con la fuerza, para determinar experimentalmente el momento de inercia de diferentes cuerpos.


TEORÍA:

El torque producido por una fuerza es un cuantificador del efecto racional que produce la aplicación de una fuerza sobre algun punto.
En la figura al aplicar la fuerza F determina que la masa puntual m girealrededor del punto O; se considera que no existe ningún tipo de fricción y que todas las masas son despreciables, excepto la partícula.






o
r
m



Grafico 5.1 Fuerzas en la Dinámica Rotacional

Por facilidad de análisis se considera que la fuerza está contenida e plano de rotación de la partícula.
El torque producido por la fuerza F respecto al punto O es

y su modulo es :

F sen
Fr =fuerza tangencial


ar = d.r
Fr = m.d.r
es el torque de la fuerza con el eje relacionado.
r: es la distancia perpendicular de la partícula al eje.
aceleración angular de la partícula.



EQUIPOS Y MATERIAL UTILIZADO:
Discos
Poleas
Porta masas
Masa
Contador de frecuencia digital
Compresor
Mangueras

PROCEDIMIENTO:
En nuestra práctica para comprobar el movimiento rotacional, vamos autilizar un sistema de poleas cilíndricas sin fricción.

En el cilindro que tomaremos como referencia para medir la frecuencia encontraremos a intervalos exactos marcas de color negro, que permitirán a un sensor contarlos para poder considerar el número de marcas que pasan en un segundo.

También se utilizaran 5 masas m, que primeramente se calcularan igual que a sujetador de masas para establecer conmejor precisión la fuerza producida por el peso.

Utilizando la balanza se calculara el peso de estas masas así como también la del portamasas. Luego de las tomas directas de los pesos, se coloca una de las masas en el portamasas que va sujeto a una cuerda que pasa por una polea sin fricción que a la vez forma un ángulo de 90 grados con la superficie donde se encuentra el cilindro para medir lafrecuencia que a la vez no tiene fricción.

Despreciando la primera medida mostrada en el panel se apuntan las otras tres siguiente, con mucho cuidado y no dejando oportunidad a que la medición devuelta corresponda a la frecuencia pero en el sentido contrario del movimiento considerado.

Se toman tres medidas por masa, luego de lo cual se repite el experimento con las cuatro restantes masas.

Unavez tomadas todas las mediciones de las masas, vamos a proceder con los cálculos correspondientes.

Primero encontraremos con la frecuencia el valor de la velocidad tangencial, justamente que corresponde aproximadamente a la tensión provocada por la cuerda. Para ello utilizaremos la siguiente expresión:



Donde f es la medición obtenida, d el tamaño de la cuerda y r2 el radio del cilindro marcado.Se calculan las tres velocidades angulares en vista de las tres mediciones de frecuencias para luego calcular la aceleración tangencia de acuerdo a las siguientes expresiones.



Obtenidas estas aceleraciones debemos proceder a calcular el promedio de las mismas que es la aproximación mas real a la aceleración del sistema para cada fuerza F provocada por el peso de las masas m.

Luego de larealización de los cálculos de las velocidades y aceleraciones tangenciales, procederemos a realizar con mucho cuidado el grafico de la práctica. Este medirá el comportamiento de la aceleración tangencial cuando la masa M cambia.

Encontraremos también por el método grafico la pendiente de la curva trazada y también con el método matemático, para obtener el cálculo del error de la pendiente....