L7para Entregar

L.7. MOMENTOS DE INERCIA I
Informe de laboratorio: Física I




EDWARD GAMBOA
2142880
SANTIAGO BERNAL
2142896


Grupo: A2A
Subgrupo: 2


Profesor:
Elkin Andrés Santos Suárez





Fecha de realización de la práctica: 4 de agosto del 2015
Fecha de entrega del informe: 18 de agosto del 2015







UNIVERSIDAD INDUSTRIAL DE SANTANDER
ESCUELA DE FÍSICA
BUCARAMANGA
2015


INTRODUCCION

En el siguientelaboratorio se estudiara el momento de inercia de cada uno de los objetos: araña, disco y aro, que se propusieron para esta práctica.
Se mostrara y comparará los resultados experimentales y teóricos, dándonos una visión de los que es el momento de inercia de objeto.
Se estima que los errores sean principalmente por la manipulación del equipo de trabajo, pero sobretodo que no tengan dificultadalguna de identificarlos.





OBJETIVOS

GENERAL
Determinar el momento de inercia de un disco, a partir del teorema de conservación de la energía aplicado a la dinámica rotacional de un cuerpo rígido, obteniendo experimentalmente magnitudes físicas como: m, v, w, t. y conociendo el valor de la gravedad (g).
ESPECIFICOS
Analizar cuantitativamente la energía perdida por la fricción en la polea en elprocedimiento, para determinar más rigurosamente el momento de inercia del disco.
Calcular experimental y teóricamente el momento de inercia de varios cuerpos de diferentes geometrías y masas.

Someterse los valores hallados anteriormente someterse a comparación y, posteriormente, calcularse sus diferencias porcentuales.





MARCO TEORICO

Momento de Inercia

Es una medida de la inerciarotacional de un cuerpo. Es una magnitud escalar que refleja la distribución de masas de un cuerpo o un sistema de partículas en rotación, respecto al eje de giro. Es el valor escalar del momento angular longitudinal de un solido rígido.

Formulas de Momento de Inercia

Para una masa puntual y un eje arbitrario, el momento de inercia es I=mr2, donde m es la masa y, r la distancia al eje de rotación.Dado un sistema de partículas y un eje arbitrario, se define como:



Momento de Inercia de un disco

Vamos a calcular el momento de inercia de un disco de masa M y radio R

1. Respecto de un eje perpendicular al plano de disco y que pasa por su centro.

Tomamos un elemento de masa que dista x del eje de rotación. El elemento es una anillo de radio x y de anchura dx. Si recortamos el anillo y loextendemos, se convierte en un rectángulo de longitud 2πx y anchura dx, cuya masa es



El momento de inercia del disco es






2. Respecto de uno de sus diámetros.

Tomamos un elemento que dista x del eje de rotación. El elemento es un rectángulo de longitud 2y y de anchura dx. La masa del elemento es



El momento de inercia del disco es



Haciendo el cambio de variable x=R*cosӨ; y=R*senӨ,llegamos la integral



Conservación de la Energía
Cuando un sistema de fuerzas, que actúa sobre un cuerpo rígido, consta solo de fuerzas conservativas, es posible utilizar el teorema de la conservación de la energía para resolver un problema que podría solucionarse de otro modo utilizando el principio del trabajo y la energía. Con frecuencia es más fácil de aplicar este teorema debido a que eltrabajo de una fuerza conservativa es independiente de la trayectoria y depende solo de las posiciones inicial y final del cuerpo.
Momento de Fuerza
Se denomina momento de una fuerza a una magnitud vectorial, obtenida como producto vectorial del vector posición del punto de aplicación de la fuerza con respecto al punto al cual se toma el momento por la fuerza, en ese orden. También se le denominamomento dinámico o momento, pero es más conocido por el nombre de torque.


DATOS, CALCULOS, RESULTADOS Y ANALISIS

1. Complete la siguiente tabla de datos.

Tabla 1. Dimensiones Características y tiempos tomados
No.
Tipo de objeto
d(cm)
r(cm)
masa objeto
masa colgante
DC1 Altura
DC2 Diametro
DC3 Diametro 2









1
Disco
56
2,475
1372,7
44,8
2,5 cm
23 cm
------ 
2
Cilindro
56
2,475
1444,1...