Guia laboratorio l4

UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER Escuela de Física Laboratorio de Física I L4. FUERZA CENTRÍPETA
INTRODUCCIÓN: La fuerza centrípeta es la fuerza que tira de un objeto hacia el centro de un camino circular mientras que el objeto sigue ese camino circular. Un objeto sólo puede tener una trayectoria circular si se le aplica una fuerza centrípeta. En el caso de un satélite en órbita, la fuerzacentrípeta es su peso y actúa hacia el objeto alrededor del cual orbite. En el caso de un objeto atado a una cuerda, la fuerza centrípeta es la tensión de la cuerda y actúa hacia el objeto al cual esté anclada. En el caso de un objeto giratorio, los esfuerzos internos proporcionan la fuerza centrípeta que mantiene al objeto unido. OBJETIVOS • Estudiar sobre un objeto que rota en una trayectoriacircular el efecto de variar la masa del objeto, el radio de curvatura y la fuerza centrípeta. EQUIPO • Accesorio de fuerza centrípeta, plataforma rotante, juego de soporte y pesas. • Balanza y Cronómetro • 1 Hoja de papel milimetrado, una de papel logarítmico y tubo de hilo fuerte (Los debe traer cada sub-grupo). MARCO TEÓRICO Cuando un objeto de masa m se mueve describiendo un círculo horizontal deradio r la fuerza centrípeta que actúa sobre la masa es

donde v es la velocidad tangencial y ω es la velocidad angular (v = ωr). Para medir la velocidad se mide el periodo de rotación, así

y la fuerza centrípeta esta dada por

Figura1: Aparato de Fuerza Centrípeta

TEMAS DE CONSULTA Encuentre el valor de la tensión de la cuerda para el diagrama mostrado en la figura 1. Si se quitara elpeso en el esquema de la figura el cual está a una distancia r. ¿cual debería ser el valor de la velocidad angular para que el objeto retorne a su posición original? BIBLIOGRAFÍA RECOMENDADA
• • • • • • • ALONSO M., FINN E. Física. Volumen I. Ed. Fondo Educativo Interamericano. RESNICK R., HALLIDAY D., Física, Parte I Compañía Editorial Continental S.A. TIPLER P. Física, editorial Reverté S.A.SEARS, ZEMANSKY. Física. Ed Aguilar. TIPPENS, PAUL E. Física conceptos y aplicaciones, editorial McGraw-Hill SERWAY, RAYMOND A. Física. Editorial McGraw-Hill FRANCO GARCÍA A., Física con ordenador Curso Interactivo de Física en Internet: http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/cinematica/circular/circular.htm, http://www.sc.ehu.es/sbweb/fisica/dinamica/circular1/circular1.htm.

PROCEDIMIENTO PARTE A: Lafuerza centrípeta y la masa del objeto colgante se mantendrán constantes durante ésta parte del experimento. 1. Nivele la base A y la plataforma rotante. 2. Mida la masa del objeto colgante (masa de bronce) y regístrela en la tabla 1. Cuelgue este objeto desde el poste lateral y conéctelo con la cuerda al resorte. La cuerda debe pasar bajo la polea del poste central. 3. Sujete la polea de pinza alextremo de la plataforma rotante. Ate una cuerda al objeto colgante y a su otro extremo suspenda una masa (50 a 150 g) sobre la polea de pinza. Registre esa masa en la tabla 1. Así se establece la fuerza centrípeta. 4. Seleccione un radio, alineando la ranura del poste lateral con cualquier posición deseada sobre la cinta de medida. Mientras presiona hacia abajo el poste lateral para garantizarque está en forma vertical, apriete moderadamente su tornillo para afianzar su posición. Registre ese radio en la tabla. 5. El objeto sobre el soporte lateral debe colgar verticalmente; para lograr esto alinee la cuerda del objeto colgante con la ranura del poste lateral. 6. Alinee el soporte indicador en el poste central con el indicador de color naranja. 7. Retire la masa suspendida sobre lapolea y retire también la polea. 8. Rote el aparato, aumentando la velocidad hasta que el indicador naranja este centrado en la plataforma hueca del poste central. Esto indica que el resorte esta soportando una vez más el objeto colgante y este se ubicará sobre el radio deseado.

9. Manteniendo esa velocidad, use el cronómetro para medir 3 veces el tiempo de 10 revoluciones. Promedie este tiempo...