Laboratorio fisica # 3
Páginas: 14 (3263 palabras)
Publicado: 27 de noviembre de 2011
Estimativo De La Desaceleración Angular De Una Polea Por Fricción
Jessica Zúñiga, Jordán Gutiérrez, Amadeo Medina. Laboratorio de física fundamental, Universidad del Valle
Resumen La polea inteligente es un instrumento que permite la medición electrónica de tiempos y la determinación de distancias, con la cual podemos calcular magnitudes físicas tales como la velocidad y la aceleración. Seutilizó la polea para calcular la velocidad angular, aceleración angular cuando está sometida a fuerzas de fricción, se hizo un ajuste lineal de la velocidad contra tiempo donde la pendiente de la recta es la aceleración tangencial, que se relaciona con la aceleración angular de la polea.
Procedimiento y datos experimentales
4.0
Se dispuso de una polea inteligente (#ref: 48136000) cuya masade y momento de inercia de se hizo girar al aplicar un torque por una fuerza tangencial. Se registraron tres conjuntos de n datos igual a 100 de la longitud de arco recorrido por un punto fijo de los 10 agujeros de la polea contra tiempo y posteriormente se graficaron. A partir de la relación se puede aproximar la velocidad tangencial promedio mediante dos métodos: Método 1: Método 2: Resultados yanálisis
3.5 3.0 Velocidad [m/s] 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0.0000 0.1000 0.2000 0.3000 0.4000 Tiempo [s] 0.5000 0.6000 V = -2.0383t+ 3.4503 R² = 0.9915
Fig. 2 Grafica de Velocidad vs tiempo obtenida a partir del método 2 según datos de la tabla No. 2
3.0
Velocidad [m/s]
De los datos de la tabla No. 1,2 Y 3 se obtiene las graficas de la fig. 1,2 y 3 respectivamente. Los datos sepresentan en las tablas No. 1, 2 y 3 en el anexo.
1.8 1.6 1.4 Velocidad [m/s] 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.0000 0.2000 0.4000 0.6000 0.8000 1.0000 1.2000 1.4000 Tiempo [s] V = -0.6223t + 1.6577 R² = 0.9906
2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0 0.2 0.4 0.6 Tiempo []s 0.8 1 V= -1.3353t + 2.5276 R² = 0.9777
Fig. 3 Grafica de Velocidad vs tiempo obtenida a partir del método 2 según datos de la tabla No. 3
Fig.1Grafica de Velocidad vs tiempo obtenida a partir del método 2 según datos de la tabla No. 1
De las tablas No. 1, 2 y 3 se eligieron los datos cuyo método al graficar muestran una mayor precisión dado por el coeficiente de correlación en el ajuste de mínimos cuadrados.
La aceleración tangencial de la polea se muestra en el primer coeficiente que acompaña la variable temporal de lasexpresiones presentadas en las graficas. Observación: Las graficas de la Fig. 1,2 y 3 se hicieron un ajuste lineal en lugar de un ajuste polinómico de grado 2 debido a la inconsistencia física del problema. Debido que al utilizar los métodos descritos en el procedimiento (método 1 y 2 para la aceleración) muestran resultados muy dispersos: saltos en valores de la aceleración, por ende no hay linealización.La aceleración correspondiente para los datos de cada tabla es: Tabla No. 4 Aceleraciones de la polea
Para la Tabla No.1 m/s² m/s² m/s² Para la Tabla No.2 Para la Tabla No.3
Conclusiones Al momento de calcular la velocidad tangencial de la polea el procedimiento más efectivo para el tratamiento de datos es el dado por el método 2 (debido a la precisión del coeficiente de correlación), el cuales necesario para hallar la aceleración tangencial por la linealización y en consecuencia la aceleración angular. El signo negativo de la aceleración implica una desaceleración del sistema debido a la existencia de una fuerza que genera un torque se opone al movimiento rotacional de la polea denominada fuerza rozamiento. Todos los valores obtenidos a partir de los datos de las tablas y figurasson resultado del efecto de fricción que permanece en el sistema atenuando el movimiento rotacional hasta hacerlo frenar, después de la energía o impulso aplicado para hacer girar la polea.
Para calcular la aceleración angular, se tiene la relación: ; Donde el radio se puede calcular con la inercia masa de la polea, luego: y la
Tabla No. 5 Aceleraciones angulares de la polea
Para la Tabla...
Jessica Zúñiga, Jordán Gutiérrez, Amadeo Medina. Laboratorio de física fundamental, Universidad del Valle
Resumen La polea inteligente es un instrumento que permite la medición electrónica de tiempos y la determinación de distancias, con la cual podemos calcular magnitudes físicas tales como la velocidad y la aceleración. Seutilizó la polea para calcular la velocidad angular, aceleración angular cuando está sometida a fuerzas de fricción, se hizo un ajuste lineal de la velocidad contra tiempo donde la pendiente de la recta es la aceleración tangencial, que se relaciona con la aceleración angular de la polea.
Procedimiento y datos experimentales
4.0
Se dispuso de una polea inteligente (#ref: 48136000) cuya masade y momento de inercia de se hizo girar al aplicar un torque por una fuerza tangencial. Se registraron tres conjuntos de n datos igual a 100 de la longitud de arco recorrido por un punto fijo de los 10 agujeros de la polea contra tiempo y posteriormente se graficaron. A partir de la relación se puede aproximar la velocidad tangencial promedio mediante dos métodos: Método 1: Método 2: Resultados yanálisis
3.5 3.0 Velocidad [m/s] 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0.0000 0.1000 0.2000 0.3000 0.4000 Tiempo [s] 0.5000 0.6000 V = -2.0383t+ 3.4503 R² = 0.9915
Fig. 2 Grafica de Velocidad vs tiempo obtenida a partir del método 2 según datos de la tabla No. 2
3.0
Velocidad [m/s]
De los datos de la tabla No. 1,2 Y 3 se obtiene las graficas de la fig. 1,2 y 3 respectivamente. Los datos sepresentan en las tablas No. 1, 2 y 3 en el anexo.
1.8 1.6 1.4 Velocidad [m/s] 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0.0000 0.2000 0.4000 0.6000 0.8000 1.0000 1.2000 1.4000 Tiempo [s] V = -0.6223t + 1.6577 R² = 0.9906
2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0 0.2 0.4 0.6 Tiempo []s 0.8 1 V= -1.3353t + 2.5276 R² = 0.9777
Fig. 3 Grafica de Velocidad vs tiempo obtenida a partir del método 2 según datos de la tabla No. 3
Fig.1Grafica de Velocidad vs tiempo obtenida a partir del método 2 según datos de la tabla No. 1
De las tablas No. 1, 2 y 3 se eligieron los datos cuyo método al graficar muestran una mayor precisión dado por el coeficiente de correlación en el ajuste de mínimos cuadrados.
La aceleración tangencial de la polea se muestra en el primer coeficiente que acompaña la variable temporal de lasexpresiones presentadas en las graficas. Observación: Las graficas de la Fig. 1,2 y 3 se hicieron un ajuste lineal en lugar de un ajuste polinómico de grado 2 debido a la inconsistencia física del problema. Debido que al utilizar los métodos descritos en el procedimiento (método 1 y 2 para la aceleración) muestran resultados muy dispersos: saltos en valores de la aceleración, por ende no hay linealización.La aceleración correspondiente para los datos de cada tabla es: Tabla No. 4 Aceleraciones de la polea
Para la Tabla No.1 m/s² m/s² m/s² Para la Tabla No.2 Para la Tabla No.3
Conclusiones Al momento de calcular la velocidad tangencial de la polea el procedimiento más efectivo para el tratamiento de datos es el dado por el método 2 (debido a la precisión del coeficiente de correlación), el cuales necesario para hallar la aceleración tangencial por la linealización y en consecuencia la aceleración angular. El signo negativo de la aceleración implica una desaceleración del sistema debido a la existencia de una fuerza que genera un torque se opone al movimiento rotacional de la polea denominada fuerza rozamiento. Todos los valores obtenidos a partir de los datos de las tablas y figurasson resultado del efecto de fricción que permanece en el sistema atenuando el movimiento rotacional hasta hacerlo frenar, después de la energía o impulso aplicado para hacer girar la polea.
Para calcular la aceleración angular, se tiene la relación: ; Donde el radio se puede calcular con la inercia masa de la polea, luego: y la
Tabla No. 5 Aceleraciones angulares de la polea
Para la Tabla...
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