Laboratorio Fisica

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Momento Incercial
Universidad de San Carlos, Facultad de Ingeniería Departamento de Física Laboratorio de Física 1 13:00-15:00 2008-19455 David Rodas 2009-20076 Jhonatan Aleman

I.

O BJETIVOS

Una cinta métrica. Una Balanza. Regla. Cronómetro.

Calcular el momento inercial de forma teorica. Determinar los factores que intervienen en el momento inercial.

II. Definiciones

M ARCOT EÓRICO

Magnitudes Fisicas La distancia l en metros.

Inercia: Es la propiedad de los cuerpos de no modificar su estado de reposo o movimiento de traslación uniforme, si sobre ellos no influyen otros cuerpos o si la acción de otros cuerpos se compensa. Momento de Inercia: Medida de la inercia rotacional de un cuerpo. Es una magnitud escalar que refleja la distribución de masas de un cuerpo oun sistema de partículas en rotación, respecto al eje de giro. Momento Angular: El momento angular de una partícula o masa puntual con respecto a un punto O del espacio se define como el momento de su cantidad de movimiento P con respecto a ese punto. Ecuaciones a utilizar 1. Et = 0 2. E0 = Ef 3. 4. 5. 6. 7. 8. V = 10gh 7 =0 p,cm | = rmv s | = Iω rmesf era V I= ω ω = 2nΠ tn III. Materiales Una ruedagiratoria con cilindros en sus extremos. Una rampa. Esfera. D ISEÑO E XPERIMENTAL

La altura h en metros. El tiempo t en segundos. La velocidad Angular ω en rad/seg. La velocidad Tangencial V en m/seg. El momento Inercial I en kg·m/seg. Procedimiento 1. Montar el equipo, nivelar el sistema. 2. Seleccionar una señal de referencia, la altura de inicio en la rampa. 3. A partir del reposo, deje enlibertad la esfera y mida el numero de vueltas que la esfera genero al hacer contacto en un choque completamente inelastico, y mida el tiempo que tarda en dar dichas vueltas. 4. Para una posición de altura ho , se realiza el paso anterior 5 veces. 5. Proceda a realizar los calculos aritmeticos y racionales para encontrar las incognitas que determinan el momento inercial. IV. R ESULTADOS

Laaltura H antes de chocar = 0,685 ± 0,005m La distancia R del punto O al centro de masa del cilindro = 0,13 ± 0,005m La masa de la esfera = 0,0448 ± 0,001kg La masa del cilindro 1 = 0,3343 ± 0,005kg La masa del cilindro 2 = 0,3343 ± 0,005kg La masa de la varilla = 0,0742 ± 0,005kg La longitud de la varilla L = 0,286 ± 0,005m

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Radio del cilindro = 0,015 ± 0,005m
Cuadro I TABLA 1 2nπ 10π 10π 10π10π 10π 10π 10π t (s) 15.67 15.79 15.94 15.71 15.98 15.79 15.56 ω( rad s 2.00 1.99 1.97 2.00 1.96 1.99 2.01

V.

D ISCUSION DE R ESULTADOS

Al realizar la toma de datos, como observación inicial, se hizo énfasis en que al soltar la esfera; la esfera tendio chocar con el sistema, moviendolo este mediante un choque inelastico; asi mismo el sistema de cilindros roto enfatizando que a mayorvelocidad angular que el sistema tomo, menor tiempo se hacia.

ω= ω=

Σωi N

13,92 7

De las ecuaciones calculamos la ω y su respectiva incerteza mediante los tiempos empleados en la practica; obteniendo el siguiente resultado omega = 1,99 ± 0,017 rad . seg En la grafica tiempo - velocidad angular se describe la toma de datos y el comportamiento del sistema y asi mismo, la variacion del tiempoy su inlfuencia en la velocidad angular.

ω = 1,99 rad seg ∆ω =
Σωi −ωp rom N

∆ω = ±0,017 V= V =
10gh 7 10(9,8)(0,685) 7

V = 3,096 m s ∆V = V ( ∆h ) 2h ∆V =
0,005 (3,096( 2(0,685) )

Por medio de mediciones directas respecto a la altura de la rampa y masa de la esfera, se obtuvo el resultado de la velocidad lineal, V = 3,096 ± 0,011 m . Este a su s vez no tiene variacion debido a quesolo una medicion hay de altura y de la masa de la esfera.

∆V = ±0,011 Calculo de Inercia del sistema: Isistema = Isistema =
rmesf era V ω

Con los datos de la velocidad angular ω y la velocidad lineal V se procedio a calcular el momento inercial del sistema momento inercial experimental) obteniendo el siguiente resultado; Isistema = 0,00906 ± 0,00929N · m.

Se procedio a calcular el...