Laboratorio mecanica 5
Páginas: 7 (1608 palabras)
Publicado: 24 de septiembre de 2014
Cálculo del momento de inercia de un cuerpo y la conservación de energía en un choque inelástico.
Nombre de integrantes:
Vicente Ramos
Paul Sonnenholzner
Vicente Zavala
Email:
viramos@alumnos.uai.cl
psonnenholzner@alumnos.uai.cl
vzavala@alumnos.uai.cl
Sección:1, María Teresa Cerda
Resumen
El taller a continuación tiene como objeto calcular la inercia yla conservación de la energía angular en dos cuerpos sólidos, un disco y un anillo. Para esto se dejó caer un peso conectado a una polea la cual hacia rotar los cuerpos.
El proceso experimental se realizó a través del programa Data Studio, en el cual se midieron los tiempos y velocidades en cada lanzamiento para así poder calcular tanto el momento angular, aceleración angular y la inercia.Inicialmente se obtuvo una aceleración angular en el sistema del disco de 89,5 ± 1 [rad/s2] y en el sistema disco-anillo 24,500 ± 0,043 [rad/s2], para así lograr sacar ambas inercias, las cuales fueron de 0,000479 ± 0,000001 [Kg*m2] y 0,000723 ± 0,000005 [Kg*m2] respectivamente. Luego para estudiar la conservación de la energía, se dejó chocar el anillo con el disco en movimiento y se logró comparar laenergía inicial de 0,0230239 ± 0,0000006 [J] con la energía final que fue 0,0046 ± 0,0031 [J]
Introducción
El objetivo de este informe es estudiar el momento de inercia de un disco y un anillo. Además es analizar la conservación de energía angular en un choque inelástico. Cabe destacar, que como se trata de un movimiento circular, tanto la inercia como la energía son angulares. La energíarotacional, al igual que la energía lineal, tiende a conservarse, sin embargo en los casos que no se conserva, es gracias a la pérdida de energía en otros cuerpo.
Para poder realizar estos estudios, se obtuvo la aceleración angular de un disco y de un anillo mediante el lanzamiento de un cordel amarrado a una polea. Esta aceleración fue extraída a través del software Data Studio, arrojando ungráfico de velocidad en función del tiempo, del cual la pendiente es la aceleración.
Ya una vez con la aceleración, se utiliza la siguiente fórmula para calcular el momento angular.
(1)
Donde L es el momento de inercia angular, I el momento de inercia del sistema y w la velocidad angular.
Por otro lado, estos movimientosvienen generados por un torque, el cual se expresa en la siguiente ecuación,
(2)
Siendo el torque que se efectúa y la aceleración angular. Cabe destacar, que en los casos cuando se cae un cuerpo sobre otro en movimiento, el toque neto es cero, implicando la conservación del momento angular.(3)
La diferencia esencial entre un disco y un anillos, es que el anillo tiene dos radio, uno interno y otro externo, en cambio el disco solo posee uno. Ahora, para poder calcular la inercia del sistema, que depende tanto de la masa como del radio, se utilizan las siguientes fórmulas.
(4)(5)
En ambas fórmulas, M es la masa del objeto. En el caso del disco R es el radio, y en el caso del anillo, R1 es el radio interno y R2 el radio externo.
Además, existe la posibilidad de calcular el valor de la inercia teórica, la cual depende de otros valores externos que se presentan en la siguiente ecuación.(6)
De esta, M, R y son la masa, el radio y la aceleración angular del objeto. Luego, g es la aceleración de gravedad que afecta al sistema.
En base a lo señalado anteriormente, se obtiene la conservación de la energía de la siguiente forma.
(7)
Entonces, para que exista conservación de la energía, la energía inicial...
Cálculo del momento de inercia de un cuerpo y la conservación de energía en un choque inelástico.
Nombre de integrantes:
Vicente Ramos
Paul Sonnenholzner
Vicente Zavala
Email:
viramos@alumnos.uai.cl
psonnenholzner@alumnos.uai.cl
vzavala@alumnos.uai.cl
Sección:1, María Teresa Cerda
Resumen
El taller a continuación tiene como objeto calcular la inercia yla conservación de la energía angular en dos cuerpos sólidos, un disco y un anillo. Para esto se dejó caer un peso conectado a una polea la cual hacia rotar los cuerpos.
El proceso experimental se realizó a través del programa Data Studio, en el cual se midieron los tiempos y velocidades en cada lanzamiento para así poder calcular tanto el momento angular, aceleración angular y la inercia.Inicialmente se obtuvo una aceleración angular en el sistema del disco de 89,5 ± 1 [rad/s2] y en el sistema disco-anillo 24,500 ± 0,043 [rad/s2], para así lograr sacar ambas inercias, las cuales fueron de 0,000479 ± 0,000001 [Kg*m2] y 0,000723 ± 0,000005 [Kg*m2] respectivamente. Luego para estudiar la conservación de la energía, se dejó chocar el anillo con el disco en movimiento y se logró comparar laenergía inicial de 0,0230239 ± 0,0000006 [J] con la energía final que fue 0,0046 ± 0,0031 [J]
Introducción
El objetivo de este informe es estudiar el momento de inercia de un disco y un anillo. Además es analizar la conservación de energía angular en un choque inelástico. Cabe destacar, que como se trata de un movimiento circular, tanto la inercia como la energía son angulares. La energíarotacional, al igual que la energía lineal, tiende a conservarse, sin embargo en los casos que no se conserva, es gracias a la pérdida de energía en otros cuerpo.
Para poder realizar estos estudios, se obtuvo la aceleración angular de un disco y de un anillo mediante el lanzamiento de un cordel amarrado a una polea. Esta aceleración fue extraída a través del software Data Studio, arrojando ungráfico de velocidad en función del tiempo, del cual la pendiente es la aceleración.
Ya una vez con la aceleración, se utiliza la siguiente fórmula para calcular el momento angular.
(1)
Donde L es el momento de inercia angular, I el momento de inercia del sistema y w la velocidad angular.
Por otro lado, estos movimientosvienen generados por un torque, el cual se expresa en la siguiente ecuación,
(2)
Siendo el torque que se efectúa y la aceleración angular. Cabe destacar, que en los casos cuando se cae un cuerpo sobre otro en movimiento, el toque neto es cero, implicando la conservación del momento angular.(3)
La diferencia esencial entre un disco y un anillos, es que el anillo tiene dos radio, uno interno y otro externo, en cambio el disco solo posee uno. Ahora, para poder calcular la inercia del sistema, que depende tanto de la masa como del radio, se utilizan las siguientes fórmulas.
(4)(5)
En ambas fórmulas, M es la masa del objeto. En el caso del disco R es el radio, y en el caso del anillo, R1 es el radio interno y R2 el radio externo.
Además, existe la posibilidad de calcular el valor de la inercia teórica, la cual depende de otros valores externos que se presentan en la siguiente ecuación.(6)
De esta, M, R y son la masa, el radio y la aceleración angular del objeto. Luego, g es la aceleración de gravedad que afecta al sistema.
En base a lo señalado anteriormente, se obtiene la conservación de la energía de la siguiente forma.
(7)
Entonces, para que exista conservación de la energía, la energía inicial...
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