Fisica - momento de inercia

LABORATORIO No 1.

MOMENTO DE INERCIA

INTRODUCCION
A través de la realización del presente laboratorio se quiere demostrar de manera práctica la definición de la Inercia y lo que representa para un cuerpo en cuestiones de Física.

OBJETIVOS
• Medir el momento de Inercia de un cuerpo.
• Comprobar el teorema de los ejes paralelos.

1. MARCO TEORICO

Momento de inercia: Lainercia es una propiedad de la materia que se refleja en que los sistemas físicos, por sí mismos y en ausencia de interacciones externas, no adquieren velocidad y aceleración. En realidad, las fuerzas de inercia son fuerzas aparentes que es necesario añadir a las fuerzas reales actuantes sobre un sistema físico si se desea que la segunda Ley de Newton conserve su validez en un sistema no inercial.Además, se puede considerar que la inercia es una fuerza ejercida sobre la masa, para que esta desarrolle una acción.

El momento de inercia o inercia rotacional representa la inercia de un cuerpo a rotar; es el valor escalar del momento angular longitudinal de un sólido rígido; es una magnitud que refleja la distribución de masas de un cuerpo o un sistema de partículas, respecto de un eje, enun movimiento de rotación. El momento de inercia no depende de las fuerzas que intervienen, sino de la geometría del cuerpo y de la posición del eje de giro; este concepto desempeña un papel análogo al de la masa inercial en el caso del movimiento rectilíneo y uniforme.

PROCEDIMIENTO

• Se realiza el montaje indicado en la figura 1.13. La cruceta debe estar perfectamente nivelada yla cuerda totalmente contenida en un plano vertical.
• Se coloca una masa m (aproximadamente de 50 g) manteniendo la cruceta quieta. Ahora se suelta la cruceta y se deje caer la masa m a través de la altura h hasta el piso. Esta altura debe establecerse previamente y mantenerla constante a lo largo del procedimiento. Se mide el tiempo que demora la masa m en llegar al suelo. También se mide elradio del cilindro giratorio r. Con los valores obtenidos calcule el momento de inercia de la cruceta aplicando la ecuación 1.14.
• Se puede repetir la operación descrita en el paso anterior, para otros valores de m (80 g y 110 g), y calcular el valor promedio del momento de inercia de la cruceta.
• Se coloca ahora el disco sobre la cruceta y con masas variables de m se repiten lasoperaciones descritas en los numerales anteriores. Aquí se calcula el momento de inercia del conjunto cruceta + disco. Con este resultado se calcula el valor del momento de inercia del disco.
• Se coloca ahora el anillo disponiéndose de un sistema cruceta + disco + anillo. Igualmente se calcula el momento de inercia del conjunto cruceta, disco y anillo. Ahora se obtiene el valor experimental delmomento de inercia del anillo.
• Se dispone ahora de los dos cilindros que se dan para la práctica, dentro del anillo, en posiciones diametralmente opuestas y se repiten las operaciones anteriores. Se calcula el momento de inercia del conjunto cruceta, disco, anillo y cilindros. Ahora puede obtener el valor experimental del momento de inercia de los dos cilindros. ¿Cómo obtiene el valor delmomento de inercia de un solo cilindro? ¿El momento de inercia obtenido para un solo cilindro es con respecto a su propio eje? Si la respuesta es negativa, ¿Cómo se calcula el momento de inercia del cilindro alrededor de su propio eje? Sugerencia: se aplica el teorema de los ejes paralelos.
• Se miden las dimensiones y las masas de los elementos utilizados: disco, anillo y cilindro y con lasfórmulas dadas en la tabla 1.1 se calcula el valor teórico de sus respectivos momentos de inercia.
• Se analizan los posibles errores que se presentan en la práctica y se calcula su valor porcentual.

SOLUCIÓN

DATOS

|Masa cilindro: 1550 g = 1,55 kg |Masa Anillo: 3893 g = 3,893 kg |
|Masa disco: 3558 g =...