Fisica

MOMENTO DE INERCIA
1. PROBLEMA
1. Determinar el momento de inercia de la rueda de Maxwell, utilizando un plano inclinado.
2. Determinar, usando la rueda de Maxwell, la energ ía potencial, laenergía de traslación, la energía
de rotación como una función del tiempo.
2. CONCEPTOS RELACIONADOS
Rueda de Maxwell en un plano inclinado

La rueda de Maxwell consta de un anillo volante de radios R1y R2 que gira sobre un eje de radio r
ubicado en su centro de masa.
Si, partiendo del reposo, la rueda de masa m y momento de inercia I, rueda sobre su eje descendiendo
por un par de rielesinclinados y recorre una distancia d, mientras desciende una altura h, la energía
potencial inicial mgh, se transformará en energía de traslación cinética, 1/2 mv2 (siendo v la velocidad
final) y laenergía cinética de rotación l/2Iw2 (siendo w la velocidad angular final).
Por el principio de conservación de la energía y despreciando las pérdidas debido a la fricción entre
ejes y pistas, se tiene:(1)
como el radio del eje es r, se tiene, ω= v/r. La velocidad media del descenso es v/2, de modo que, si t
es el tiempo de recorrido, v=2d/t, nos permite escribir

o sea,

La pendiente de lagráfica t2 en función de d permitirá determinar el momento de inercia de la rueda
de Maxwell, por comparación con el coeficiente de la ecuación.

LABFISGE – Departamento Académico de Física

Página 1Rueda de Maxwell suspendida de un hilo
La energía total E de la rueda de Maxwell, de masa m y momento de inercia Iz esta compuesta de la
energía potencial Ep, la energía de traslación ET y laenergía de rotación ER:
donde,
denota la velocidad angular,
gravedad y, la altura (negativo).
Con la notación de la figura,

la velocidad de traslación,

la aceleración debido a la

ydonde r es el radio del eje de giro.
En el presente caso,

es paralelo a y

Relación entre el incremento en el ángulo
altura
en la rueda de Maxwell.

perpendicular a , tal que

y el...