Laboratorio de fisica 1 trabajo 2


UNIVERSIDAD NACIONAL DE ASUNCIÓN








Facultad de Ingeniería








Laboratorio de Física 1

Experiencia N2: Inercia rotacional de un sistema











Integrantes:

Cesar Augusto Agüero Pena Alexander Dimas Caballero Sanabria José Luis Bartolomé Segovia Romero Daniel David Doria Duarte
Sara Ruth Peralta Chávez




Profesor: Jan Carlos Rojas

















San Lorenzo - Paraguay

2014Introducción:




Este es un informe acerca de cómo hallar la inercia rotacional de un sistema de masas.

En el laboratorio llevamos a cabo un experimento en el cual extrajimos los datos utilizando elementos hallados in-situ, en dicho experimento observamos la caída de un cuerpo cronometrando el tiempo que la masa tarda en llegar a la base.

Diferimos la posición de las masas y variando el pesopara asi demostrar que la inercia rotacional de un sistema de masas depende de la distancia de las masas del centro de giro y del peso de las mismas.

A continuación mostramos los pasos para demostrar eso, cálculos y conclusiones.
Objetivos



 Observar sistemas en el cual se manifiestan fenómenos de dinámica rotacional.




 Determinar el valor de la inercia rotacional de un sistema. Demostrar que la inercia rotacional de un sistema de masas depende de la distribución de las mismas respecto al eje de giro




 Demostrar que la inercia rotacional de un sistema de masa depende de los valores de dichas masas





 Demostrar que para un mismo sistema de masas a inercia rotacional es independiente del momento de torque actuante
Marco Teórico




Las variables Dinámicas quedescriben el proceso de rotación de un objeto sometido a la acción de una fuerza externa son el Torque que ejerce la fuerza externa y la aceleración angular resultante de la aplicación del torque.
El torque esta dado por la expresión

Donde es el Torque o momento de Rotación

es la fuerza que actúa sobre el objeto (es la tención en el
hilo)



es el brazo de aplicación de la fuerza,medido desde el eje de

rotación(Radio de giro)



De estas condiciones, la segunda ley de Newton de la dinámica rotacional se escribe como:
∑
Es decir … (2)

Por lo tanto … (#)


Donde:

es el torque o momento rotacional

es la aceleración angular en torno al eje de rotación

es el momento de inercia del objeto respecto al eje de rotación esla aceleración lineal tangencial (es la aceleración lineal
tangencial del sistema y de la masa que cuelga del hilo)



La tensión actuante obtendremos analizando dinámicamente el descenso de la masa colgante:
Diagrama del cuerpo libre de la pesa+portapesas
∑

(3)
La relación entre la aceleración lineal y la aceleración angular esta dada por la expresión
…(4)







La aceleración linealobtendremos observando el descenso en

M.R.U.A de las pesas colgantes altura inicial
velocidad inicial





Por tanto
Materiales

Materiales para el primer montaje

 Kit de sistema rotatorio de brazo giratorio

 Prensa soporte

 Rueda giratoria

 Juego de masas para variar el sistema

 Hilo inextensible y masa despresiable

 Porta pesas y pesas

 Prensa soporte para polea

Polea

 Cinta métrica

 Cronometro
Parte Experimental

Esquema del montaje experimental:





Referencias:

El sistema A es nuestro sistema de refetencia

El sistema A2 es el sistema A con las masa distanciadas del eje

El sistema B es un sistema con la misma pesa y portapesas que el sistema A pero con la masa de los brazos giratorios varia.
El sistema C tiene la misma masa en los brazosgiratorios que el sistema B pero con el peso de las pesas y portapesas aumentada.
Procedimiento

 Determinamos una distribución de masa en el brazo, el disco o la rueda, según el sistema y obtenemos el Sistema A.1

 Enrollamos la cuerda alrededor de la polea horizontal o en torno a la rueda, las vueltas mínimas necesaria que corresponda a la altura de caída de las pesas colgantes.

 Hacemos...